Fatec - Sorocaba
Memória Principal
Anotações de Aula
Disciplinas: SC e Arquitetura e Organização de
Computadores
1
Memória Principal

A memória é o componente de um sistema de
computação cuja função é armazenar as informações
que são manipuladas por este sistema, para que elas
possam ser recuperadas quando necessário.

A memória de um computador é na verdade um
subsistema formado de vários componentes (vários
tipos diferentes de memória) que se interligam.
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Como as informações são
representadas na memória

O bit é o elemento básico de armazenamento
físico.

Um bit armazena apenas 2 valores distintos
sendo portanto sua utilidade individual bastante
restrita.

Célula: é um grupo de bits tratado em conjunto
pelo sistema identificado por um endereço
individual.
obs: alguns autores chamam tbém de Palavra
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Como se localiza uma
informação na memória



A memória é um conjunto ordenado de
células (ou palavras).
Estas células são acessíveis apenas através
de seu endereço.
Cada Célula tem um endereço individual.
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Hierarquia de memória

Atualmente existem vários tipos de dispositivos
de armazenamento,cada um com características
próprias (tempo de acesso, velocidade, etc),
que em conjunto formam um subsistema
organizado de forma hierárquica.
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Hierarquia de memória
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Hierarquia de Memória
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Principais parâmetros para análise das
características de cada tipo de memória:






Tempo de acesso
Indica quanto tempo a memória gasta para colocar uma informação na barra de
dados após uma posição ter sido endereçada.
Capacidade
É a quantidade de informação que pode ser armazenada em uma memória. A
unidade de medida mais comum é o byte.
Volatilidade
Volátil => não retém a informação quando falta energia elétrica
Não volátil => retém a informação armazenada mesmo em falta
Tecnologia de fabricação
Memórias de semicondutores => dispositivos fabricados com circuitos eletrônicos
e baseados em semi-condutores.
Memórias de meio magnético => dispositivos que armazenam informações sob a
forma de campos magnéticos (fitas, discos rígidos, disquetes)
Memórias Óticas => CD-Rom
Temporariedade
Característica que indica o conceito de tempo de permanência da informação em
um dado tipo de memória.
Custo:Custo de fabricação, bastante variado em função da tecnologia de
fabricação.
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
REGISTRADORES

Tempo de acesso/ciclo de memória: menor do sistema por serem
construídos com a mesma tecnologia da CPU.
1 a 2 nanosegundos

Capacidade: armazena um único dado(instrução ou endereço).
Capacidade para poucos bits (8 a 64)

Volatilidade: voláteis

Tecnologia: memória de semicondutores

Temporariedade: tempo de permanência pequeno
(p.ex. necessário para utilização na UAL)

Custo : maior custo entre os diversos tipos de memória
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Memória Cache

Tempo de acesso/ciclo de memória: baixo, pois possuem
menores ciclos de memória que as memórias Ram comuns.
5 a 20 nanosegundos

Capacidade: quantidade de informações suficientes para o bom
desempenho, mas não muito grande devido ao custo

Volatilidade: volátil

Tecnologia: circuitos eletrônicos de alta velocidade.memórias
estáticas SRAM.

Temporariedade: tempo de permanência relativamente pequeno
Menor que a duração da execução do programa.

Custo: Custo alto
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Computadores
Memória Principal

Tempo de acesso/ciclo de memória: baixa velocidade se
comparadas a memória cache.
50 a 80 nanosegundos

Capacidade: maior que a memória cache. Em torno de Gbytes.

Volatilidade: volátil

Tecnologia: circuitos eletrônicos de alta velocidade.
Memórias dinâmicas DRAM

Temporariedade: tempo de permanência maior que na cachê.

Custo: Custo mais baixo que a cache.
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Memória Secundária

Tempo de acesso/ciclo de memória: Alto, pois a maioria dos
dispositivos são eletromecânicos e não circuitos puramente
eletrônicos. 120 a 300 nanosegundos (CD-ROM)
8 a 30 milisegundos (HD)

Capacidade: Grande capacidade de armazenamento.
Varia de acordo com o dispositivo.

Volatilidade: não volátil

Tecnologia: Grande variedade de tipos.
Diferentes tecnologias de fabricação.

Temporariedade: Caráter permanente.
Custo ; baixo

Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
BIOS – Basic Input Output System

O Bios é o primeiro programa a ser carregado e
rodado assim que o PC é ligado.

Também é conhecido como “boot” ou programa
inicializador.
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
CMOS

A memória de configuração (ou CMOS, como preferir) é uma
memória do tipo RAM, significando que o seu conteúdo é
apagado quando a sua alimentação é cortada. Para que isto não
ocorra, ela é alimentada por uma bateria, que também alimenta
o relógio de tempo real (RTC) do sistema.
O conteúdo da memória de configuração é normalmente
alterado através de um programa chamado setup.
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
CMOS

Complementary Metal Oxide Semiconductor - Semicondutor de
Óxido Metálico Complementar

CMOS é uma tecnologia de construção de circuitos integrados.
Vários tipos de circuitos integrados são construídos usando esta
tecnologia.

No PC CMOS é sinônimo da memória de configuração, onde fica o
programa SETUP, pois esta memória é fabricada com a tecnologia
CMOS.

Na memória de configuração dados sobre a configuração de
hardware do sistema são gravados, tais como o tipo do disco rígido
e a ordem de boot.
Fonte: Clube do hardware
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Organização da memória principal

Lembrando alguns conceitos:




Palavra (nem sempre tem o mesmo número de
bits que uma posição de memória)
Endereço, conteúdo e posição de memória
Unidade de armazenamento (célula)
Unidade de transferência: quantidade de bits
que é transferida da memória em uma operação
de leitura ou escrita.
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Operações do Processador com
a Memória Principal

Somente duas operações são permitidas na
memória:
Leitura (read) – Recuperar uma informação armazenada.
Não destrói o conteúdo da memória
Escrita (write) – Armazenar informações na memória
Destrói o conteúdo da memória,
jogando uma informação por cima
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Elementos que compõem a estrutura
Processador/Memória Principal

Barramentos (dados, endereço, controle)

Registradores (dados, endereço)

Controlador de memória
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Elementos que compõem a estrutura
Processador/Memória Principal
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Elementos que compõem a estrutura
Processador/Memória Principal

Barramentos
Barramento de Dados: Interliga o RDM à Memória Principal para
transferência de informações. É bidirecional
Barramento de Endereços: Interliga a CPU à MP para
transferência dos bits que representam um determinado endereço. É
unidirecional.
Barramento de Controle: Conjunto de fios condutores que interliga
o processador à memória para passagem de sinais de controle
durante uma operação de leitura ou escrita. É bidirecional pois o
processador envia sinais como read ou write e a memória envia
sinais como WAIT (para o processador aguardar o término de uma
operação).
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Registradores de dados e endereços
da memória

REM – Registrador de Endereços da Memória


Registrador que armazena temporariamente o endereço de acesso a
uma posição de memória, ao se iniciar uma operação de escrita ou
leitura.
Permite armazenar a mesma quantidade de bits do barramento de
endereços
RDM – Registrador de Dados de Memória

Registrador que armazena temporariamente a informação (conteúdo de
1 ou mais células) que está sendo transferida da MP para o
processador (em uma operação de leitura), ou do processador para a
memória( em uma operação de escrita).
Permite armazenar a mesma quantidade de bits do barramento de
dados.
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Controlador de Memória

Este componente tem por funçãogerar os sinais
necessários para controlar os processos de leitura ou
escrita.É o controlador que possui a lógica requerida
para receber e interpretar os sinais de controla do
processador e responder a ele.

Além disso decodifica o endereço colocado no
barramento de endereço localizando a célula desejada e
liberando os bits para o barramento de dados.
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Representação de um ciclo de leitura
e escrita na memória principal
Ciclo de Leitura:
REM
Endereço a ser lido (outro registrador)
BE
REM
CPU: Sinais de Controle: ler MEM
(Após um ciclo)
RDM
M(REM)
Ciclo de Escrita:
REM
Endereço a ser gravado (outro registrador)
BE
REM
RDM
Dado a ser gravado
BD
RDM
CPU : Sinais de Controle: gravar MEM
(Após um ciclo)
M(REM)
RDM
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Exercícios
1- Escreva o ciclo de leitura para:
Ler o conteúdo da posição 300 da MP.
Considere que dentro da posição 300 tenho o valor 5.
2- Escreva o ciclo de escrita para gravar o dado 140 na
posição 500 de memória
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Organização da memória
principal
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Capacidade da Memória
principal - Cálculos

Exemplo 4.1
Uma memória 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?
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Capacidade da Memória
principal - Cálculos

Exemplo 4.2
Uma memória RAM (MP) é fabricada com a
possibilidade de armazenar um máximo de 256K
bits (T). Cada Célula pode armazenar 8 bits.
a- Qual é o tamanho de cada endereço(tamanho do
REM e BE)
b-Qual o total de células que podem ser utilizadas
naquela RAM?
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Capacidade da Memória
principal - Cálculos
Exemplo 4.3
Um computador, cuja memoria RAM 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 de bits que nela podem
ser armazenados?
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Computadores
Capacidade da Memória
principal - Cálculos
Exemplo 4.4
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 e que o
barramento de dados (BD) tem tamanho igual ao da
palavra, pergunta-se:
a)Qual a capacidade máxima de endereçamento do
microcomputador em questão?
b) Qual é o total máximo de bits que podem ser
armazenados na memória RAM?
c) Qual o tamanho da palavra e de cada célula da
máquina?
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Um processador possui um BE com
capacidade de permitir a transferencia de 33
bits de cada vez. Sabe-se que o BD permite a
transferencia de 4 palavras em cada acesso e
que cada célula da memória RAM armazena
1/8 de cada palavra. Considerando que a
memória principal pode armazenar um máximo
de 64G bits, pergunta-se:
A- Qual a quantidade máxima de celulas que
podem ser armazenadas neste memória?
B- Qual o tamanho do REM e do BD?
C- Qual o tamanho de cada célula e da palavra?

Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
capítulo4 - exercício 1

Um computador possui uma memória
principal com capacidade para armazenar
palavras de 16 bits em cada uma de suas N
células e seu barramento de endereços tem
12 bits de tamanho. Sabendo-se que cada
uma das células pode armazenar o valor
exato de uma palavra quantos bytes poderão
ser armazenados nessa memória?
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Exercício 12 do livro (5ª edição)
Considere uma célula de MP cujo endereço é,
em hexadecimal 2C81 e que tem armazenado
em seu conteúdo um valor igual a F5A em
hexadecimal. Sabe-se que neste sistema as
células de memória tem o mesmo tamanho das
palavras e que em cada acesso é lido o valor de
uma célula. Pergunta-se:
a) Qual deve ser o tamanho do REM e do RDM?
b) Qual deve ser a máxima quantidade de bits
que podem ser implementados nesta memória?
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Exercício 11 da lista

Um Microcomputador possui uma capacidade máxima de memória
principal com 32k células cada uma capaz de armazenar uma
palavra de 8 bits. Pergunta-se:
a- Qual é o maior endereço em decimal desta memória?
b- qual é o tamanho do barramento de endereços deste sistema?
c- Qtos bits podem ser armazenados no RDM e REM?
d- Qual é o total máximo de bits que podem existir nesta memória?
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Tipos e Nomenclatura de MP
SRAM
Leitura
Escrita
RAM
DRAM
ROM
(somente leitura)
SDRAM
RDRAM (Rambus)
DDR e DDR2
ROM
PROM
EPROM
EEPROM e flash memory
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Erros

Em todo sistema de transmissão de informações há
sempre a possibilidade de ocorrerem deformações ou
até mesmo destruição de parte da informação
transmitida. Isso ocorre devido a interferências no meio
de transmissão.

Os atuais sistemas de memória possuem mecanismos
capazes de detectar e corrigir estes erros.
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores
Processo básico para
correção de erros - memória
Disciplina de Sc e Arquitetura e Organização de
Computadores