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Fundamento Hardware - Aula 002

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  • 1. Aula 002 Fundamentos de Hardware PRONATEC Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego
  • 2. PRONATEC Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego
  • 3. 6. Hierarquia e Tipo da Memória • REGISTRADORES: Memória interna dos processadores muito rápida porém muito cara • MEMÓRIA CACHE: Memória auxiliar para realização de trocas entre RAM e processador • PRINCIPAL (RAM/ROM): Memória de trabalho onde ficam dados e processos, são duas RAM- Random Access Memory (Memória de Escrita/Leitura) e ROM-Read Only Memory (Memória Apenas de Leitura) – rápidas e caras. RAM – temporária, ROM - permanente • SECUNDÁRIA: Memória de menor custo, porém muito mais lenta que as demais e é permanente
  • 4. 2. Tipo de Fabricação e Tecnologias • Memória de semicondutores (mais rápidas e mais caras) ex: registradores, cache, RAM e ROM • Memória de meios magnéticos: mais baratas, porém mais lentas. Ex: hd, disquetes, fitas • Memórias flash: mais recentes, um ponto intermediário entre as duas anteriores, são mais rápidas que as magnéticas porém menos caras que as de semicondutores. Ex: pendrive, cartão micro-sd de celular • Memórias ópticas: baseadas na tecnologia das ondas eletromagnéticas, mantém os dados pela queima a laser de superfícies ópticas. Ex: cd,dvd,blue-ray disk
  • 5. 3. Memória: Registradores • Tempo de acesso em nanosegundos (bilionésima parte do segundo) • Palavra: em processamento é unidade mínima de memória para o processador trabalhar. A palavra já foi de 8bits, 16bits, 32bits e atualmente bate nos 64bits • Ciclo: tempo de processamento mínimo para execução de uma instrução na CPU • Registrador de dados: tem capacidade de uma palavra exata do processador • Registrador de endereço: tem capacidade menor ou igual a palavra do computador • Os registradores armazenam dados somente durante poucos ciclos da CPU, somente para executar uma instrução ou ler/gravar dados nas outras memórias
  • 6. 4. Memória Cache • É uma memória de pequenas dimensões e de acesso muito rápido, que se coloca entre a memória principal (RAM) e o processador (CPU) • Função: acelerar a velocidade de transferência das informações entre a UCP e a memória principal mantendo dados mais acessados sempre disponíveis • Pode ser interna ao circuito do processador ou externa na placa mãe • Muito rápido, acesso em nanosegundos • Tamanho pequeno variando de 256Kb a 1Mb • Tecnologia de semicondutor SRAM – static RAM
  • 7. 5. Memória Principal RAM/ROM • RAM(Random Access Memory): memória de leitura e escrita • ROM(Read-Only Memory): memória somente para leitura (contem instruções e programas do fabricante para carga inicial dos SO) • É efetivamente a memória que o processador usa para trabalhar, onde ficam os processos e os dados usados por eles • Acesso rápido medido em nanosegundos • Capacidade atualmente medida em Gb. Os pentes variam de 256Mb a 2Gb • Tecnologia denomiada DRAM-Dynamic RAM
  • 8. 6. Comunicação CPU - MP
  • 9. 6.1 Comunicação CPU-MP • RDM = registrador de dados da memória; REM = registrador de endereços da memória; UC = unidade de controle. • Leitura: • 1 - (REM) <- (endereço da posição de memória a ser lida, que vem de outro registrador) • 1.1 – Endereço é colocado no barramento de endereços • 2 – Sinal de leitura no barramento de controle • 3 – (RDM) <- (MP(REM)) * memória principal decodifica o endereço e transfere o conteúdo da sua posição para o RDM, pelo barramento de dados • 4 – (outro registrador) <- (RDM) • Escrita: • 1 - (REM) <- (endereço da posição de memória a ser gravada, que vem de outroregistrador) • 1.1 – Endereço é colocado no barramento de endereços • 2 – (RDM) <- (conteúdo a ser gravado, que vem de outro registrador) • 3 – Sinal de escrita no barramento de controle • 4 – (MP(REM)) <- (RDM) * memória principal transfere o conteúdo do • registrador RDM, que vem pelo barramento de dados, para a posição de memória
  • 10. 6.2 Mais da Memória Principal • Pode-se armazenar em uma célula de E bits a quantidade de 2E valores diferentes. Por exemplo em um byte (8bits) podemos armazenar 256 valores que é 28. • Particularidade – tempo de acesso a qualquer célula é igual, independentemente da sua localização física • BIOS: Basic Input Output System – Sistema de entrada e saída basico (fica na ROM) • Bootstrap (boot) IPL (Initial Program Loader): Carregamento inicial de programas (fica na ROM) • SRAM (estática): tipo de memória ROM onde os bits são fixos imutáveis e portanto de acesso bem rápido • DRAM (dinâmica): tipo de ROM onde os bits são fixos mas ao desligar a energia ele vão apagando aos poucos pois são capacitores e precisam ser “refrescados” (refresh) de tempos em tempos causando menor velocidade
  • 11. • Módulos DIP(Dual In Parallel): soldada na placa mãe, troca difícil • SIPP (Single In line Pin Package): primeira a ter o conceito de “pente” com contatos por pinos para facilitar as trocas dos módulos ou aumento. A contagem dos pinos informa as vias do pente • SIMM (Single In line Memory Module): primeira a ter contatos de encaixe diferente dos pinos e não tinham o problema de quebrar ao manuseá-las • DIMM (Double In line Memory Module): aumenta a capacidade por pente e portanto os contatos estão dos dois lados do pente 6.3 Memória – Formatos Físicos
  • 12. 6.4 MP Evolução da Tecnologia • Memória FPM (Fast Page Mode): mais antigas, pouco sofisticadas, lentas (60 a 80 ns) • EDO (Extended Data Output): um pouco mais rápidas 70 ns • BEDO (Burst Extended Data Output): melhora das EDO em 30%, cerca de 50 ns de acesso • SDRAM (Synchronous Dynamic RAM): seus ciclos de acesso são sincronizados com o da placa mãe aumentando a velocidade de acesso • PC-100, PC-133: são SDRAM com frequência de 100 e 133 Mhz usadas nos primeiros Pentium e AMD Athlon • DDR – SDRAM II: Têm frequência acima de 200 Mhz, até 10 vezes mais rápidas que as SDRAM comuns • DDR (Double Data Rate): dobra a quantidade de dados transferidos no mesmo ciclo da placa mãe, assim passa de 133Mhz para 266Mhz a sua frequência • VC-SDRAM: tecnologia falha, não teve muito uso
  • 13. 6.4 MP evolução da tecnologia • DDR2 (Double Data Rate 2): evolução das DDR, menor consumo de energia, maior largura de banda de transferência, maior velocidade • DDR3 (Double Data Rate 3): evolução da DDR2
  • 14. 6.5 Modelos de DDR