3/14/2012. Programação de Computadores O Computador. Memória Principal representação binária

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1 Programação de Computadores O Computador Memória Principal representação binária Prof. Helton Fábio de Matos hfmatos@dcc.ufmg.br Agenda Memória principal. Memória secundária. O que são bytes e bits. Tecnologias de implementação. Tipos de memória: RAM, ROM, Cache, Representação binária de caracteres. Representação binária de inteiros. Representação em ponto flutuante. T2 Memória Principal Memória A memória principal é o espaço de armazenamento temporário para a UCP. Unidade de Entrada Unidade de Controle Unidade de Aritmética e Lógica U.C.P. Unidade de Saída Instruções e dados são armazenados na memória principal durante o processamento. A memória principal é volátil. RAM (Random Access Memory) é um termo associado à memória principal do computador. T3 1

2 Memória Secundária Discos rígidos, disquetes, CDs, DVDs, memórias flash, etc. são conhecidos como dispositivos de memória secundária. Dados e programas são armazenados na forma de arquivos na memória secundaria T4 Recuperação de Informação T5 Memória Principal É organizada em bytes. Um byte é composto de 8 bits. Um bit é a menor unidade de informação e corresponde a 0 ou 1. Grandes quantidades de memória tornam o computador mais rápido e versátil. T6 2

3 Unidades de memória Unidade Sigla Quantidade (bytes) 1 Kilobyte 1 KB = Megabyte 1 MB = Gigabyte 1 GB = Terabyte 1 TB = T7 Implementação em circuitos Nos circuitos do computador 1 e 0 correspondem a estados energizados e não energizados dos componentes. A memória é formada por milhares de componentes (capacitores, transistores, etc.) capazes de representar estes estados. T8 Memória de Núcleo T9 3

4 Chips de memória T10 Memória Cache Outros Tipos de Memória Memória Cache é um tipo de memória com tempo de acesso muito rápido que fica entre microprocessador (UCP) e a memória principal. Sua função é armazenar os dados que tenham maior probabilidade de serem usadas pelas instruções em execução, antes de serem armazenados na memória principal. Aumenta o desempenho do processador. T11 Outros tipos de memoria Memória ROM Read Only Memory memória apenas de leitura. É usada para armazenar rotinas com funções específicas sobre o componentes do hardware. Um exemplo é a rotina que carrega o sistema operacional quando o computador é ligado. Essas rotinas são chamadas firmware T12 4

5 Programa na memória principal Um programa é armazenado na memória do computador como uma seqüência de instruções. T13 Representação de dados Dados e instruções são armazenados em formato binário. Caracteres utilizam um padrão convencionado, como o ASCII. ASCII - American Standard Code for Information Interchange T14 Padrão UNICODE Por usar apenas 8 bits o padrão ASCII é limitado a 256 caracteres. O padrão UNICODE foi definido para permitir a representação do maior número possível de caracteres usados nas várias línguas. UNICODE pode utilizar até 32 bits para representar caracteres. O padrão ASCII foi incorporado ao padrão UNICODE. O padrão é administrado por um consórcio internacional: T15 5

6 Sistemas Binário, Decimal e Hexadecimal Binário Decimal Hexadecimal A B C D E F T16 Representação de Valores Numéricos Valores numéricos Inteiros utilizam o sistema de representação base 2. Valores numéricos racionais utilizam a notação de ponto flutuante: são convertidos para base 2 e armazenados na forma normalizada. T17 Conversão de inteiro para a base 2 Faça divisões sucessivas por 2 até que o quociente se torne igual a 1 O valor binário é escrito tomando-se o quociente como o dígito de mais alta ordem seguido dos restos, da esquerda para a direita. T18 6

7 Armazenamento de valores inteiros Bytes podem ser agrupados em palavras binárias para permitir a representação de um intervalo maior de valores inteiros Tipo Tamanho Valores byte 8 bits -128 a 127 short 16 bits a int 32 bits a long 64 bits a T19 Conversão de fração para a base 2 Multiplique a parte fracionária sucessivamente por 2. O valor binário é obtido tomando o dígito da parte inteira que aparece após cada multiplicação. T20 Conversão da base 2 para base =???10 Notação Posicional O valor do algarismo é dado pela sua posição no número, multiplicando-se o algarismo pela base (neste caso igual a 2) elevada ao expoente que é igual à posição do algarismo no número = ,25 + 0,125 =43,375 3 T21 7

8 Precisão da representação da mantissa Precisão Binário Decimal 1 bit 0.0 0, ,5 2 bits , , , ,75 3 bits , , , , , , , ,875 Representação gráfica 0,0 0,5 0,00 0,25 0,50 0,75 0,000 0,125 0,250 0,375 0,500 0,625 0,750 0,875 Observe que aumentando o número de algarismos binários da mantissa consegue-se representar valores cada vez menores, porém sempre haverá um intervalo de valores que não pode ser representado. T22 Representação em Ponto Flutuante T23 FIM T24 8