Sistemas de Computação
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- Wagner Silva Peixoto
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1 Sistemas de Computação Sexta Aula Haroldo Gambini Santos Universidade Federal de Ouro Preto - UFOP 15 de abril de 2010 Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 1/17
2 Seção 1 A Memória Principal 2 Outros Tipos de Memória 3 Chips e Barramento de CPU
3 A Memória Principal Memória Principal: CPU Registradores Barramento de Memória RAM - Random Access Memory Células de Memória Barramento de E/S Memória Secundária Discos Rígidos Discos Ópticos... RAM: Random Access Memory Memória de Acesso Aleatório: o custo de acessar uma célula da memória não depende da posição da mesma (ao contrário da memória de acesso seqüencial). Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 2/17
4 História Memória de Núcleo Magnético - Core Memory forma mais comum de armazenamento de acesso aleatório nos primeiros computadores; empregava uma matriz de anéis ferromagnéticos; tornou-se obsoleta com a chegada das memórias semicondutoras; nome deu origem a expressões ainda usadas - ex: core dump. Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 3/17
5 Memória Principal Semicondutora Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 4/17
6 DRAM - RAM Dinâmica Elementos para 1 bit: C capacitor M transistor AL linha de acesso DL linha de dados O valor é armazenado como carga no capacitor Leitura: há necessidade de recarga períodica do mesmo, o que implica ciclos de refresh. linha de acesso conecta corrente ui ou não para linha de dados, dependendo do estado do capacitor Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 5/17
7 Tipos de RAMs Estáticas - SRAMs Implementadas com ip-ops ( 6 transistores por bit!, menos densa) Dinâmicas - DRAMs 1 transistor e um capacitor por bit - alta densidade! Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 6/17
8 Tipos de RAMs Estáticas - SRAMs Implementadas com ip-ops ( 6 transistores por bit!, menos densa) Estáveis (guarda o valor enquanto houver energia Dinâmicas - DRAMs 1 transistor e um capacitor por bit - alta densidade! Instável: necessidade de renovação da carga Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 6/17
9 Tipos de RAMs Estáticas - SRAMs Implementadas com ip-ops ( 6 transistores por bit!, menos densa) Estáveis (guarda o valor enquanto houver energia Rápida Dinâmicas - DRAMs 1 transistor e um capacitor por bit - alta densidade! Instável: necessidade de renovação da carga Mais lenta Usada comummente em cache nível 2 Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 6/17
10 Seção 1 A Memória Principal 2 Outros Tipos de Memória 3 Chips e Barramento de CPU
11 ROMs - Read Only Memories (mem. somente de leitura) Dados gravados no processo de fabricação Baratas quando produzidas em grande quantidade Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 7/17
12 ROMs - Mais exibilidade PROM - Programmable ROM Pode ser programada uma vez em campo Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 8/17
13 ROMs - Mais exibilidade PROM - Programmable ROM Pode ser programada uma vez em campo EPROM - Erasable PROM Pode ser programada e apagada em campo Exposição a luz ultravioleta Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 8/17
14 ROMs - Mais exibilidade PROM - Programmable ROM Pode ser programada uma vez em campo EPROM - Erasable PROM Pode ser programada e apagada em campo Exposição a luz ultravioleta EEPROM Programada por pulsos Muito mais lentas que DRAMs ou SRAMS Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 8/17
15 EEPROM - Memória Flash Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 9/17
16 Seção 1 A Memória Principal 2 Outros Tipos de Memória 3 Chips e Barramento de CPU
17 CPUs Modernas Contidas em 1 só chip (VLSI) Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 10/17
18 CPUs Modernas Contidas em 1 só chip (VLSI) Interage com Memória Dispositivos de E/S Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 10/17
19 CPUs Modernas Contidas em 1 só chip (VLSI) Interage com Memória Dispositivos de E/S Comunica através dos pinos utilizando um barramento Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 10/17
20 Chips de CPUs Pinos Endereço Dados Controle Energia Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 11/17
21 Chips de CPUs Comunicação típica: Busca de uma instrução: 1 CPU coloca endeço da instrução nos pinos de endereço Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 12/17
22 Chips de CPUs Comunicação típica: Busca de uma instrução: 1 CPU coloca endeço da instrução nos pinos de endereço 2 ativa linhas de controle para informar que quer buscar algo da memória Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 12/17
23 Chips de CPUs Comunicação típica: Busca de uma instrução: 1 CPU coloca endeço da instrução nos pinos de endereço 2 ativa linhas de controle para informar que quer buscar algo da memória 3 memória responde colocando valor nos pinos de dados Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 12/17
24 Chips de CPUs Comunicação típica: Busca de uma instrução: 1 CPU coloca endeço da instrução nos pinos de endereço 2 ativa linhas de controle para informar que quer buscar algo da memória 3 memória responde colocando valor nos pinos de dados 4 memória ativa sinal indicando a conclusão da tarefa Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 12/17
25 Chips de CPUs Comunicação típica: Busca de uma instrução: 1 CPU coloca endeço da instrução nos pinos de endereço 2 ativa linhas de controle para informar que quer buscar algo da memória 3 memória responde colocando valor nos pinos de dados 4 memória ativa sinal indicando a conclusão da tarefa 5 CPU recebe palavra e executa a instrução Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 12/17
26 Pinos dos Chips da CPU Pinos de Endereço e Dados Críticos para o desempenho da CPU Pinos de endereço m pinos: 2 m locacalizações de memória endereçáveis valores típicos de m: 16, 20, 32 e 64 Pinos de dados n pinos de dados: leitura de n bits por vez valores típicos de n: 8, 16, 32, 36 e 64 Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 13/17
27 Barramento CPU Memória Dispositivos de Entrada/Saída Linhas de Dados Linhas de Endereço Linhas de Controle Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 14/17
28 Barramento Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 15/17
29 Barramento Protocolo de Barramento Especicações mecânicas elétricas temporizações... Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 16/17
30 Barramento Protocolo de Barramento Especicações mecânicas elétricas temporizações... Exemplos: Unibus (PDP-11) ISA (PC-AT) PCI (comum em PCs) USB - Universal Serial Bus (PCs modernos)... Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 16/17
31 Dispositivos Tipos Mestres : dispositivos que podem iniciar transferências no barramento Escravos : dispositivos que aguardam requisições Transceptor : dispositivo que age como os dois Haroldo Gambini Santos Sistemas de Computação 17/17
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