MEMÓRIA 1
MEMÓRIA VOLÁTIL Memória (conceitos) É aquela que perde a informação armazenada quando a energia elétrica desaparece MEMÓRIA DE SEMICONDUTORES Construídas com FLIP-FLOPS (que são construídas com portas lógicas, que por sua vez são construídos com transistores e outro dispositivos eletrônicos, que por sua vez podem ser encapsulados em Circuitos Integrados) Mais rápidas e caras, se comparadas com memórias de meio magnético. Registradores e memória principal são exemplos Volátil MEMÓRIA DE MEIO MAGNÉTICO Disquetes, discos rígidos e fitas magnéticas Armazenam informações sob a forma de campos magnéticos. Não volátil TEMPO DE ACESSO (inverso da velocidade) É o período de tempo gasto desde o instante em que foi iniciada a operação de acesso ao dados contido na memória até que a informação requerida (instrução ou dado) tenha sido efetivamente transferida. 2
DISCO MAGNÉTICO (gravação e leitura) O disco rígido de seu computador funciona armazenando informação de forma magnética: a superfície é dividida em pequenas regiões, cada uma com uma orientação magnética. Uma pequena bobina móvel (eletroímã) faz os grãos do material magnético se orientarem numa direção (0) ou em 3 outro (1), formando um algarismo de um número binário. Para ler estas pequenas regiões, é preciso um "sensor" capaz de diferenciar campos magnéticos muito pequenos.
Hierarquia de Memória REGISTRADOR São dispositivos de armazenamento temporário, localizados na CPU. São extremamente rápidos. É uma memória de semicondutores MEMÓRIA CACHE Pequena porção de memória, localizada entre a CPU e a MP, e que funciona como um espelho de parte da memória principal (a parte frequentemente utilizada). Tem como objetivo aumentar a velocidade de acesso aos dados da memória principal por parte da UCP. Mais rápida que a memória principal, porém mais cara É uma memória de semicondutores MEMÓRIA PRINCIPAL É a memória onde os programas e dados devem estar armazenados para execução por parte do processador (UCP) É Volátil. É uma memória de semicondutores Memórias Principal = RAM + ROM MEMÓRIA SECUNDÁRIA São não voláteis É uma memória de meio magnético. 4
MEMÓRIA PRINCIPAL Caminho percorrido pelo dados até o processador A memória cache visa aumentar a velocidade de acesso as dados 5
RAM ROM Memória tipo RAM e ROM RAM - Random Access Memory (Memória de acesso aleatório) Permite leitura e escrita de dados Voláteis (os dados se perdem com a falta de energia) Read Only Memory (memória de leitura somente). Escrita uma única VEZ. Permite apenas leitura de dados (questão de segurança, os VÍRUS não podem ser gravados nesta memória).todo sistema computacional utiliza uma parte do endereçamento da memória principal com memórias do tipo ROM. Os microcomputadores do tipo PC, vêm de fábrica com um conjunto de rotinas básicas para carregamento do Sistema Operacional (SO) armazenadas em ROM, denominadas de BIOS (Basic Input Output System) Não voláteis (NÃO perde os dados se perdem com a falta de energia) ROMs reutilizáveis (podem ser gravadas mais de uma vez) EPROM [erasable programmable read-only memory] [Memória programável apagável de somente leitura] EEPROM [Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory] [memória programável apagável eletricamente - de somente leitura] MEMÓRIA FLASH Um tipo específico de memória EEPROM 6
EPROM x EEPROM x MEMÓRIA FLASH EPROM Memória programável apagável somente de leitura É programada por um dispositivo eletrônico. Uma vez programado, uma EPROM pode ser apagada apenas por exposição a uma forte luz ultravioleta. VANTAGENS DA EEPROM SOBRE AS EPROM Alterar seu conteúdo não requer qualquer outro equipamento adicional. São apagadas com aplicação de um campo elétrico. Isso apaga as células que podem ser regravadas. Apaga um BYTE por vez para ser regravado. VANTAGENS DA MEMÓRIA FLASH SOBRE AS EEPROM É uma memória do tipo EEPROM. EEPROMs são mudadas um byte de cada vez, o que as torna versáteis, mas lentas. A memória Flash permite apagar (para ser regravado) toda ou parte da memória de uma vez e por isso são mais rápidas. PenDrive, Flash SSD 7
MEMÓRIA PRINCIPAL A capacidade de memória é a quantidade de informações que nela podem ser armazenadas em bits, bytes, etc. Exemplo: 512 bits, 16.384 bits e 8.388.608 bits É possível simplificar através do emprego de unidades com K (kilo), M (mega), G(giga) e T (tera). Expressões para capacidade de uma memória 8
CAPACIDADE DA MEMÓRIA Vamos supor que tenhamos em uma MP com N células ( de 0 a N-1) contendo cada célula M bits A capacidade da memória é de M.N EXEMPLO [Cálculo da Capacidade da Memória] Memória com N=1024 endereços (1 K endereços) com M=8 bits cada células Capacidade = 1024x8= 8192 bits = 8 Kbits 9
CAPACIDADE DA MEMÓRIA MP com mesma quantidade de células (N=256), porém com largura de célula (M) diferente Qual a capacidade da memória em cada caso (M.N)? MP1 = 256 x 12 = 3072 bits MP2 = 256 x 16 = 4096 bits MP3 = 256 x 8 = 2048 bits 10
TAMANHO DO BARRAMENTO DE ENDEREÇOS Vamos supor que tenhamos em uma MP com N células ( de 0 a N-1) Seja x o tamanho de um endereço de uma célula em bits (tamanho do barramento de endereços). Logo, N = 2 x x = log 2 N = log 10 N 0,301. A capacidade da memória é de M.N EXEMPLO Cálculo de X (tamanho do endereços em bits) Memória com N=1024 endereços (1 K endereços) x= log 2 1024 =10 Portanto são necessários x= 10 bits para representar cada um dos N=1024 endereços. Barramento de endereços com 10 bits 11
TAMANHO DO BARRAMENTO DE ENDEREÇOS EXEMPLO Cálculo de X (tamanho do endereços em bits) Memória com N=1024 endereços (1 K endereços) x= log 2 1024 =10 Portanto são necessários x= 10 bits para representar cada um dos N=1024 endereços. Barramento de endereços com 10 bits 12
TAMANHO DO BARRAMENTO DE ENDEREÇOS MP com mesma quantidade de células (N=256), porém com largura de célula (M) diferente Qual é o valor de x (tamanho dos endereços em bits)? X = log 10 256 /0,301 x=8 bits (x = log 10 256/0,301 = 2,408/0,301= 8) Barramento de endereços com 8 bits 13
Operações com a Memória Principal OPERAÇÕES COM A MEMÓRIA PRINCIPAL LEITURA: armazena informações na memória ESCRITA: recupera uma informação armazenada na memória] Elementos que compõem a estrutura MP/UCP e que são utilizadas nestas operações UC (unidade de controle) REM (registrador de endereço de memória) RDM (registrador de dados de memória) 14
Operações com a Memória Principal OPERAÇÃO DE LEITURA (do endereço 1324) Unidade de controle (UC) da UCP: transfere o endereço 1324, de um de seus registradores específicos para o REM (registrador de endereço de memória) Unidade de controle (UCP) da CPU: coloca o sinal de leitura (READ) no barramento de controle para indicar aos circuitos de controle da MP o que fazer em seguida. MP: decodifica o endereço recebido (1324, pelo barramento de endereços) e transfere seu conteúdo para o RDM (através do barramento de dados).do RDM, então, a informação é transferida para o elemento da UCP, destinatário final. 15
MEMÓRIA DO TIPO SELEÇÃO LINEAR Temos uma memória com N=1024 endereços de células, com M=8 bits cada uma. Teríamos uma REM como 10 bits pois x=log 2 (1024) = 10. A saída do decodificador são 1024 linhas, uma para cada célula da memória M=8 N=1024 10 bits 16
MEMÓRIA DO TIPO SELEÇÃO LINEAR Seja o endereço 12 10 ou 000000001100 2, armazenado no REM. Isto acarretaria uma saída 1 na SAÍDA 12 do decodificador, correspondente ao endereço 12. As demais linhas do decodificador seriam iguais a 0. 12 a LINHA 000000001100 2 Dados de entrada/saída 17
Hierarquia de Memória 18