Your SlideShare is downloading. ×
  • Like
Aula 06-oac-memoria-principal
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×

Now you can save presentations on your phone or tablet

Available for both IPhone and Android

Text the download link to your phone

Standard text messaging rates apply

Aula 06-oac-memoria-principal

  • 16,106 views
Published

 

Published in Technology
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
No Downloads

Views

Total Views
16,106
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1

Actions

Shares
Downloads
314
Comments
0
Likes
2

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. Memória Principal Organização e Arquitetura de Computadores Cristiano Pires Martinssegunda-feira, 30 de maio de 2011 1
  • 2. Introdução ◦ Memória é o componente de um sistema de computação cuja função: – armazenar as informações que são ou serão manipuladas por esse sistema, para que elas possam ser prontamente recuperadas, quando necessário; ◦ Na prática não é possível construir e utilizar apenas um tipo de memória; ◦ A memória de um computador é um sistema.segunda-feira, 30 de maio de 2011 2
  • 3. Introdução ARMAZENAR (ESCRITA, WRITE) RECUPERAR (LEITURA, READ)segunda-feira, 30 de maio de 2011 3
  • 4. Introdução } Necessidade de vários tipos de memória: ◦ Velocidade do processador: muito maior que o tempo de acesso; ◦ Capacidade de armazenamento: tem que ser cada vez maior. } Se existisse apenas um tipo: ◦ Velocidade compatível com a CPU; ◦ Capacidade de armazenamento grande; ◦ Não poderia perder dados com a falta desegunda-feira, 30 de maio de 2011 4
  • 5. Avanço da tecnologia da processador ≠ memória Processador: Memória: Instruções/ Velocidade seg dobra a de acessosegunda-feira, 30 de maio de 2011 5
  • 6. Princípio da Localidade } A existência de uma hierarquia de memória só é possível graças ao princípio da localidade; ◦ Modo pelo qual os programas em média são escritos pelo programador e executados pelo processador. ◦ Em média os programas tendem a ser executados em bloco, em seqüência e de forma ordenada.segunda-feira, 30 de maio de 2011 6
  • 7. Ações em memória } Armazenagem = escrita = gravação = write ◦ Destrutiva } Recuperação = leitura = retrieve } Exemplos de depósito de dados: ◦ Biblioteca; ◦ Agência de Correios.segunda-feira, 30 de maio de 2011 7
  • 8. Como as informações são } Elemento básico de armazenamento físico: bit } Modos variados de representação: ◦ Sinal elétrico; ◦ Campo magnético; ◦ Presença/ausência de marca ótica. } Bit indica dois valores distintos: ◦ Utilidade individual bastante restrita; ◦ Imagine representar os caracteres que conhecemos; ◦ Problema que gera a necessidade de um código representativo de cada símbolo com a mesmasegunda-feira, 30 de maio de 2011 8
  • 9. Como as informações são } Os sistemas de computação costumam agrupar uma determinada quantidade de bits: célula (unidade de armazenamento); } Célula: grupo de bits tratado em conjunto pelo sistema: se move em bloco como se fosse um único elemento; } Nos demais tipos de memória: bloco, setor, cluster etc.segunda-feira, 30 de maio de 2011 9
  • 10. Conjunto de memórias } Memória principal ou primária: RAM – Random Access Memory; } Memória cache: tecnologia RAM, acelera a transferência de dados com o processador; } Registradores: pequenos dispositivos de armazenamento do interior do processador; } Dispositivos de armazenamento secundário: ◦ HDs; ◦ CDs; ◦ DVDs;segunda-feira, 30 de maio de 2011 10
  • 11. Como se localiza uma informação } Cada célula da memória principal ou grupo de bits em um Sist. de comput. é identificado por um número: endereço; } Organização da memória: ◦ Grupo de bits, dispostos em seqüência a partir do grupo de endereço 0 até N-1; ◦ As mem. são constituídas de elementos físicos que representam os dados; ◦ Os endereços de cada grupo de bits não são fisicamente representados em qualquer lugar do sistema.segunda-feira, 30 de maio de 2011 11
  • 12. Como se localiza uma informação } Toda a memória é organizada em partes iguais (a RAM é de 1 Byte, HD em 512 Bytes); } Os processadores de 16 bits de palavra possuía endereços com 20 bits de largura; ◦ Permitia usar memórias de 1M endereços (1 M células); ◦ Podia armazenar um dado com 8 bits (1 byte) de largura; } Pentium de 32 bits de palavra, com 32 bits para endereço:segunda-feira, 30 de maio de 2011 12
  • 13. Hierarquia de Memória } Exemplo de um sistema que funciona em 3 níveis de armazenamento; } Almoxarifado central: HD; } Armário na sala de montagem: RAM; } As gavetas da bancada: CACHE.segunda-feira, 30 de maio de 2011 13
  • 14. Hierarquia de memóriasegunda-feira, 30 de maio de 2011 14
  • 15. Características das memórias } Tempo de acesso: tempo que a memória gasta para colocar uma informação no barramento de dados após um pedido da CPU; } Ciclo de memória: tempo decorrido entre duas operações sucessivas de acesso à memória; } Capacidade: quantidade de informações que pode ser armazenada em uma memória. Unidade: byte;segunda-feira, 30 de maio de 2011 15
  • 16. Nomenclatura } O Registrador tem 32 bits; } Memória ROM do micro tem 32 Kbytes (KB); } Memória RAM tem capacidade de endereçar 128M células, agora G células; } O disco (HD) tem capacidade de armazenar 8,2 Gbytes (GB), agora TB; } O CD-ROM tem capacidade de armazenamento igual a 650 Mbytes (MB). } DVD: 8,5GB;segunda-feira, 30 de maio de 2011 16
  • 17. Característica Blu-Ray HD-DVD 25 GB (única camada) 15 GB (única Capacidade 54 GB (dupla camada) camada) 30 GB (dupla Azul-violeta (0,40 Laser Azul-violeta (0,40 µm) camada) µm) Tamanho de um 0,13 µm 0,20 µm sulco Distância entre as 0,32 µm 0,40 µm trilhas Distância entre a 0,1 mm 0,6 mm camada de gravação e a camada MPEG-2 MPEG-2 Codecs suportados protetora MPEG-4 MPEG-4 AVC AVCsegunda-feira, 30 de maio de 2011 17
  • 18. Características da Memória } Volatilidade: capacidade de reter informações sem necessidade de energia; } Tecnologia de fabricação: ◦ Semicondutores: circuitos eletrônicos e baseados em semicondutores. São rápidas e caras; ◦ Meio magnético: disquetes e HDs; ◦ Meio ótico: } Temporariedade: tempo de permanência da informação em um dado tipo de memória; } Custo: custo de fabricação, preço por bytesegunda-feira, 30 de maio de 2011 18
  • 19. Organização da MP } A MP é o depósito de trabalho da CPU e ela vai buscando valores à medida que as instruções vão sendo executadas; } Os programas são organizados de modo seqüencial; } Palavra: é a unidade de informação do sistema CPU/MP representado pelo valor de um dado ou instrução;segunda-feira, 30 de maio de 2011 19
  • 20. Organização da MP } Endereço, conteúdo e posição de MP;segunda-feira, 30 de maio de 2011 20
  • 21. Organização da MP } Unidade de Armazenamento: cada unidade da MP é uma célula = 1 byte, por isso 64 M células = 64 MB; } Unidade de Transferência: quantidade de bits que é transferida da memória em uma operação de leitura ou escrita. Pode ter diferença para a célula e para a palavra.segunda-feira, 30 de maio de 2011 21
  • 22. Organização Básica da MPsegunda-feira, 30 de maio de 2011 22
  • 23. Considerações Sobre a Organização } A quantidade de bits de uma célula:segunda-feira, 30 de maio de 2011 23
  • 24. Considerações Sobre a Organização } A quantidade de bits de uma célula:segunda-feira, 30 de maio de 2011 24
  • 25. Trabalho } Faça um quadro comparativo das características das memórias: ◦ Registradores; ◦ Cache; ◦ RAM; ◦ Secundárias mais utilizadas.segunda-feira, 30 de maio de 2011 25
  • 26. Comunicação } Barramento de dados: interliga o RDM à MP, para transferência de informações (dados ou instruções). É bidirecional; } Registrador de Dados da Memória: armazena temporariamente o que vai da MP para a CPU; } Registrador de Endereços da Memória: armazena temporariamente o endereço a ser acessado na memória em leitura ou escrita;segunda-feira, 30 de maio de 2011 26
  • 27. Comunicação } Barramento de Endereços: interliga o REM e a MP para transferir endereços. É unidirecional; } Barramento de Controle: interliga a CPU à MP para passagem de sinais de controle durante uma operação de escrita ou leitura. } Controlador da Memória: gerar sinais necessários para controlar o processo de leitura ou escrita. Interliga a MP aos demais componentes do sistema.segunda-feira, 30 de maio de 2011 27
  • 28. Operações da CPU com a MPsegunda-feira, 30 de maio de 2011 28
  • 29. Operação de Leiturasegunda-feira, 30 de maio de 2011 29
  • 30. Operação de Escritasegunda-feira, 30 de maio de 2011 30
  • 31. Capacidade de MP } 1K = 210 =1024 } 1M = 220 = 1024 K = 1.048.576 } 1G = 230 = 1024 M = 1.073.741.824 } 1T = 240 = 1024 G = 1.099.511.627.776 } 1P = 250 = 1024 Tsegunda-feira, 30 de maio de 2011 31
  • 32. Cálculos com Capacidade da MP } N é a capacidade da memória } N = número de células = qtd de endereços } M = quantidade de bits por célula } E = quantidade de bits de cada endereço } T = total de bits que podem ser armazenados na memória } T = MxN = 2E x M } N = 2Esegunda-feira, 30 de maio de 2011 32
  • 33. Exemplo 1 } Uma memória RAM (MP) tem um espaço máximo de endereçamento de 2K. Cada célula pode armazenar 16 bits. Qual o valor total de bits que podem ser armazenados nesta memória e qual o tamanho de cada endereço? } N = 2K células } 1 célula = 16 bits = M } N = 2E = 211 portanto E = 11 bits } T = N x M = 211 x 24 = 215 = 32 K bitssegunda-feira, 30 de maio de 2011 33
  • 34. Exemplo 2 } Uma memória RAM (MP) é fabricada com a possibilidade de armazenar um máximo de 256K bits. Cada célula pode armazenar 8 bits. Qual é o tamanho de cada endereço e qual é o total de células que podem ser utilizadas naquela RAM? T=256K T=256K M=8bits M=8bits E=??? E=15bits N=??? N=32Ksegunda-feira, 30 de maio de 2011 34
  • 35. Exemplo 3 } Um computador, cuja memória RAM (MP) tem uma capacidade máxima de armazenamento de 2K palavras de 16 bits cada, possui um REM e um RDM. Qual o tamanho desses registradores; qual o valor do maior endereço dessa MP e qual a quantidade total de bits que 11bits 16bits nela podem ser armazenados? 11111111111 =2047 =7FFH 2 10 } REM: ? RDM: ? 32Kbits } Maior endereço: ?segunda-feira, 30 de maio de 2011 35
  • 36. Exemplo 4 } Um processador possui um RDM com capacidade de armazenar 32 bits e um REM com capacidade de armazenar 24 bits. Sabendo-se que em cada acesso são lidas duas células da memória RAM (MP) e que o barramento de dados (BD) tem tamanho igual ao da palavra, pergunta-se: 16M células ◦ Qual é a capacidade máxima de endereçamento do microcomputador em questão? 256M bits ◦ Qual é o total máximo de bits que podem ser armazenados na memória RAM (MP)? Palavra = 32bits cada célula = 16 bitssegunda-feira, 30 de maio de 2011 36
  • 37. Exemplo 5 } Um processador possui um BE (barramento de endereços) com capacidade de permitir a transferência de 33bits de cada vez. Sabe-se que o BD (barramento de dados) permite a transferência de quatro palavras em cada acesso e que cada célula da memória RAM (MP) armazena 1/8 de cada palavra. Considerando que a memória RAM pode armazenar um máximo de 64G bits, pergunta-se: 8G células ◦ Qual é a quantidade máxima de células que podem ser REM=33bits e BD=256bits Cada célula=8bits e Palavra=64bitssegunda-feira, 30 de maio de 2011 37
  • 38. Tipos e Nomenclatura } Atualmente não é mais requerido que um programa inteiro esteja armazenado em uma MP, bastando que ele seja dividido em pedaços chamados páginas; } O sistema transfere apenas algumas páginas de cada vez; } O processador, atualmente, não acessa a MP e sim a cache;segunda-feira, 30 de maio de 2011 38
  • 39. Fluxo de bits para umsegunda-feira, 30 de maio de 2011 39
  • 40. Tempo de acesso } O tempo de acesso atualmente está na ordem dos 15 a 70 ns; } O tempo de acesso a qualquer de suas células é igual, independente da localização física da célula; } RAM: Memória de Acesso Aleatório; } ROM: Memória Somente de Leitura; } ROM é uma RAM somente de leitura;segunda-feira, 30 de maio de 2011 40
  • 41. Características da DRAMsegunda-feira, 30 de maio de 2011 41
  • 42. Trabalho I } Criar um quadro comparativo das características das memórias: ◦ Tempo de acesso; ◦ Ciclo de memória; ◦ Capacidade; ◦ Volatilidade; ◦ Tecnologia de fabricação; ◦ Temporariedade; ◦ Custo;segunda-feira, 30 de maio de 2011 42
  • 43. Trabalho II } Organograma de RAM e ROMsegunda-feira, 30 de maio de 2011 43