Comprender cómo las computadoras administran y almacenan datos es crucial tanto para los usuarios como para los desarrolladores. Esta lección cubre conceptos clave de administración y almacenamiento de memoria y examina cómo el software utiliza estos recursos.
En esencia, la memoria de la computadora es donde se almacenan temporalmente los datos para que el procesador pueda acceder rápidamente a ellos. Los principales tipos de memoria en una computadora son la memoria de acceso aleatorio (RAM) y la memoria de solo lectura (ROM).
La RAM es volátil, lo que significa que sólo retiene datos mientras está encendida. La ROM, por otro lado, no es volátil y almacena datos esenciales, como el firmware del sistema, que no cambia con frecuencia.
La gestión de la memoria es el proceso de controlar y coordinar la memoria de la computadora, asignando porciones llamadas bloques a varios programas en ejecución para optimizar el rendimiento general.
Hay varias formas en que el sistema operativo puede asignar memoria a los programas:
La asignación dinámica se puede dividir a su vez en asignación de pila y asignación de montón. La asignación de pila es rápida pero de tamaño limitado, mientras que la asignación de pila es más flexible pero requiere administración manual en lenguajes como C y C++.
La memoria virtual es una técnica que permite la ejecución de procesos que pueden no estar completamente en la RAM. Extiende la memoria disponible utilizando una parte del disco duro como almacenamiento temporal o espacio de intercambio.
El sistema operativo divide la memoria virtual en páginas, cada una de las cuales se puede llevar de forma independiente a la RAM según sea necesario. La fórmula para calcular el tamaño de la memoria virtual es \( \textrm{Memoria virtual} = \textrm{Tamaño de RAM} + \textrm{Intercambiar espacio} \) .
En lenguajes de programación como Java y Python, la gestión de la memoria suele automatizarse mediante un proceso llamado recolección de basura. Este proceso recupera automáticamente la memoria asignada a los objetos que el programa ya no utiliza.
Más allá del almacenamiento temporal de datos en la RAM, se requiere almacenamiento permanente de datos para aplicaciones, archivos y el propio sistema operativo. Hay dos tipos principales de dispositivos de almacenamiento:
Los sistemas de archivos se utilizan para administrar y organizar los datos almacenados en estos dispositivos. Los sistemas de archivos comunes incluyen FAT32, NTFS para Windows y EXT4 para Linux.
Los datos en un sistema de archivos están organizados en una estructura jerárquica, comenzando con un directorio raíz. Cada archivo o directorio puede tener atributos como nombre, tamaño y permisos.
RAID (matriz redundante de discos independientes) es una tecnología que utiliza múltiples dispositivos de almacenamiento como una única unidad de almacenamiento, lo que proporciona redundancia de datos y rendimiento mejorado. Hay varios niveles de RAID, cada uno de los cuales ofrece diferentes equilibrios de rendimiento y redundancia.
El almacenamiento en la nube permite a los usuarios almacenar datos en servidores remotos a los que se accede a través de Internet. Ofrece escalabilidad, redundancia de datos y la comodidad de acceder desde cualquier lugar con conexión a Internet.
La gestión eficiente de la memoria y las soluciones de almacenamiento adecuadas son fundamentales para el buen funcionamiento de los sistemas informáticos. Desde el almacenamiento temporal de datos en RAM hasta el almacenamiento de datos a largo plazo en SSD y servicios en la nube, comprender estos conceptos es esencial para navegar en el mundo digital.
