Arquitetura, Organização e Hardware de Computadores Memória

Prof. Benito Piropo Da-Rin
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Usadas
predominantemente na
MP devido às suas características:
Permitem acesso apenas através do
endereço.
Ocupam pouco espaço.
Grande quantidade de bits podem ser
armazenados em pequenos CIs.
Tempo de acesso pequeno
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As máquinas precisam armazenar em
memória não volátil (primária, que a UCP
pode endereçar diretamente) rotinas que
permitam os testes de partida, inicialização e
carga do SO;
 Placas-mãe precisam armazenar tabelas e
rotinas de acesso a seu hardware (BIOS).
 Circuitos controladores precisam de rotinas
de acesso aos dispositivos que controlam;
 (o primeiro circuito de memória flash foi
comercializado em 1988 pela Intel)

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Tipo
Volátil
ROM: Read Only
Memory
Apenas leitura
Programmable
ROM: PROM
Erasable PROM –
EPROM
Categoria
Não
Electrically
EPROM: EEPROM
Remoção
Impossível
(memória
permanente)
Radiação UV
Principalmente
leitura
Escrita
Máscara
Elétrica
(por blocos)
Elétrica
(por blocos)
Flash
RAM: Random
Access Memory
Leitura e escrita
Sim
Elétrica (byte
a byte)
Elétrica
(byte a byte)
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 DIP
- Dual Inline Package
 SIPP - Single Inline Pin
Package
 SIMM – Single Inline
Memory Module
 DIMM - Dual Inline Memory
Module
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Dispositivo
semicondutor capaz de
armazenar um bit.
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 Que
condições um dispositivo deve
cumprir para poder ser usado como
célula de memória?
1) Poder assumir dois estados mutuamente
exclusivos (ou assumir valores acima e
abaixo de determinado patamar);
2) Permitir que o estado seja alterado (pelo
menos uma vez);
3) Permitir que o estado seja “lido”.
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 Capacidade
de armazenamento: 1 bit
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 Diagrama
esquemático.
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 Usa
um CI “flip-flop” como célula de
memória;
 Em relação à memória DRAM:
É muito mais rápida;
É bastante mais cara.
 Em
geral é usada como memória “cache”
instalada na placa-mãe.
 Por que “estática”?
(Antes precisamos conhecer as dinâmicas...)
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
Usa um capacitor como célula de memória:
Carregado = “um” / Descarregado = “zero”
Mas o capacitor perde carga com o tempo...
 (por isso a RAM é “dinâmica”, seu conteúdo
varia com o tempo)

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 Solução:
“refrescar” a memória (Refresh):
(em intervalos regulares, da ordem de dezenas de
nanossegundos, o circuito de “refresh” percorre
todas as posições de memória, recarregando as
células cuja carga não esteja completa)
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 Na
célula de memória DRAM, o “capacitor”
na verdade é a capacitância de entrada do
transistor (que é recarregado logo após a
leitura).
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 Para
efetuar duas leituras sucessivas em
uma célula de memória tipo DRAM é
preciso esperar que o circuito de “refresh”
tenha completado sua tarefa;
 As memórias do tipo SRAM são mais
rápidas porque não necessitam de
“refresh”. E são “estáticas” porque o
conteúdo de cada célula tende a se
manter estável varia ao longo do tempo.
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 FPM:
“Fast Page Mode”: Modo rápido de
leitura por “página” (conjunto de “linhas”
com uma linha de endereçamento comum);
 Aperfeiçoamento: memória EDO
“Enhanced Data Out”; acelera a operação de
leitura.
 As
memórias DRAM caíram em desuso com
o advento das memórias síncronas
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A MP é uma grande estrutura de conjuntos de
células “empilhados”.
 A maioria dos computadores de mesa adota
posições de memória de oito bits (por vezes
fisicamente combinadas em “linhas” de até oito
posições, ou 64 bits, mas que do ponto de vista
lógico são “enxergadas” pela UCP como uma
enorme “pilha” de posições, cada uma com um
endereço que cresce sequencialmente de zero
até o final do “espaço de endereçamento”).

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 Como
a UCP “vê” a MP:
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
Capacidade da “unidade endereçável” ou da
“posição de memória”: quantidade de números
diferentes que podem ser nela armazenados.
C = 2L
Onde:
C=Capacidade da unidade endereçável
L= Largura da unidade endereçável em bits
Em unidades endereçáveis de 8 bits, C=28 =256
 Portanto cada unidade endereçável ou posição
de memória de 8 bits pode armazenar números
de 0 a 255.

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

O espaço de endereçamento é a capacidade máxima de
memória suportada pelo sistema (mas nem sempre ao
total instalado; máquinas “de 32 bits” endereçam 4 GB
mas muitas só dispõem de 2 GB);
Sua capacidade depende do número de linhas do
barramento de endereços (“largura” do REM).
E = 2B; Onde:
E = Espaço de endereçamento (capacidade da MP);
B = Número de linhas do barramento de memória.
Para barramentos de 32 linhas (do 386 ao Pentium): E =
232 = 4.294.967.296 = 4 GB (end. de 0 a 4.294.967.295).
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 Participantes:
UCP / REM / RDM / FSB / Controlador / “buffer” da MP
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
A UCP copia o endereço da posição de memória onde o
dado será escrito no REM, transcreve o dado a ser
escrito no RDM e aguarda o próximo sinal de “clock”.
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
A UCP envia pelo barramento de controle o pulso de “clock”
e sinais indicando que a operação é de escrita e será feita
na MP. O controlador de memória “aponta” para o endereço
contido no REM e aguarda novo sinal de “clock”.
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O
controlador de memória lê o conteúdo
do RDM, copia este valor no “buffer” e o
transcreve no endereço apontado.
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 Processo
inverso.
semelhante, porém no sentido
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Problemas
Dinâmicas:
das memórias
Tempo de acesso longo (refresh);
Duração do ciclo;
Escrita em dois ciclos;
Uso do cache externo;
 Solução:
memória síncrona...
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Funciona
em sincronia com o
barramento;
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DDR:
“Double data rate” (taxa
dupla de dados) – duas
transferências por ciclo;
 DDR2: Segunda geração – taxa
quádrupla de transferência de
dados (4 transf. por ciclo).
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
O “Float Gate” se situa entre o Control Gate e o
transistor e é isolado eletricamente de ambos.
Devido a este isolamento, quando carregado de
elétrons, mantém esta carga em seu interior por
um período de anos.
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



VARIÁVEL: um objeto (geralmente uma posição de memória)
capaz de reter e representar um valor ou expressão. As
variáveis só "existem" em tempo de execução e estão
associadas a nomes, chamados identificadores
[Em outras palavras: variável é uma posição de memória
identificada (no programa) por um nome e cujo conteúdo
exprime o valor de uma expressão que pode variar com o
tempo].
PONTEIRO: é um tipo de dado de uma linguagem de
programação cujo valor se refere diretamente a um outro
valor alocado em outra área da memória, através de seu
endereço.
[Em outras palavras: “Ponteiro” é uma posição de memória
que contém o endereço de outra posição de memória, ou seja,
que “aponta” para esta outra posição de memória].
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Modelo de arquitetura de computadores que
adota o mesmo espaço de endereçamento
para armazenar tanto dados quanto
instruções;
 (Concebida por John von Neuman, cientista
húngaro radicado nos EUA, em 1945 para uso
no EDVAC; Até então os computadores
armazenavam instruções em um espaço de
endereçamento específico para tal fim)
 “Máquina de von Neuman” ou “stored-program
computer” – todo computador moderno é...

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