Memória Interna
Os sistemas de memória de computadores podem ser compreendidos por meio de
sua classificação, de acordo com suas características fundamentais:
Localização
Processador
Interna (Principal)
Externa (secundária)
Capacidade
Tamanho da palavra
Número de palavras
Unidade de transferência
Palavra
Bloco
Método de acesso
Seqüencial
Aleatório
Associativo
Desempenho
Tempo de acesso
Tempo de ciclo
Taxa de transferência
Tecnologia
De semicondutores
Magnética
Óptica
Magneto-óptica
Características físicas
Volátil/não-volátil
Apagável/não apagável
Organização
Localização
É empregado para indicar se a memória é interna ou externa ao computador. Outro
tipo de memória interna, além da principal é a memória cachê. A memória externa consiste
em dispositivos de armazenamento periféricos, tais como discos e fita, que são acessíveis
ao processador por meio de controladores de E/S.
Capacidade
Uma característica da memória é sua capacidade. Na maioria, a capacidade é
usualmente expressa em função de bytes (1 byte = 8 bits) ou palavras. Os tamanhos mais
usuais de palavras são 8, 16 e 32 bits.
Unidade de transferência
Na memória interna, a unidade de transferência é igual ao número de linhas de
dados do módulo de memória. Embora esse número de linhas seja freqüentemente igual ao
tamanho da palavra.
Método de acesso
Outra forma de diferenciar entre os tipos de memória é o método de acesso aos
dados que pode ser:
Acesso seqüencial: os dados são organizados na memória em unidades chamadas
registros. O acesso é feito uma seqüência linear específica. Além dos dados, são
armazenados informações de endereçamento, utilizadas para separar um registro do registro
seguinte e facilitar o processo de busca por um determinado registro.Um mecanismo
compartilhado é usado para leitura e escrita; a cada operação ele deve ser movido de sua
posição para a desejada, ignorando registro intermediários. Portanto, o tempo de acesso a
um registro arbitrário varia muito.
Acesso direto: assim como com o acesso seqüencial, o acesso direto emprega um
mecanismo compartilhado para leitura e escrita. Entretanto, cada bloco individual oi
registro possui um endereço único, baseado em sua localização física.
Acesso aleatório: cada posição de memória endereçável possui um mecanismo de
endereçamento único e fisicamente conectado a ela. O tempo de acesso a uma determinada
posição é constante e independente da seqüência de acesso anteriores. Dessa maneira,
qualquer posição pode ser selecionada de modo aleatório.
Associativo: consiste em um tipo de memória de acesso aleatório que possibilita
compara simultaneamente certo número de bits de uma palavra com todas as palavras da
memória, determinando quais dessas palavras contém o mesmo padrão de bits. Uma
palavra é buscada na memória com base em uma parte do seu conteúdo, e não de acordo
com seu endereço. As memórias cachê, podem empregar acesso associativo.
Tempo de acesso
Em uma memória de acesso aleatório, esse é o tempo gasto para efetuar uma
operação de leitura ou escrita: é o tempo decorrido desde o instante em que um endereço é
apresentado à memória até o momento em que os dados são armazenados ou se tornam
disponíveis para utilização.
Tempo de ciclo de memória
Esse conceito é aplicável principalmente a memórias de acesso aleatório e
compreende o tempo de acesso e o tempo adicional requerido antes que um segundo acesso
possa ser iniciado. Esse tempo adicional pode ser necessário para o desaparecimento de
transientes nas linhas de sinais ou para a regeneração dos dados, caso a leitura seja
destrutiva.
Taxa de transferência
É a taxa na qual os dados podem ser transferidos de ou para a unidade de memória.
Na memória de acesso aleatório, é equivalente a 1/(tempo de ciclo).
Para uma memória de acesso não aleatório, é válida a seguinte relação:
Tn = Ta + N
R
Onde: Tn - tempo médio para ler ou escrever N bits
Ta - tempo médio de acesso
N - número de bits
R - taxa de transferência em bits por segundo (bps)
Tecnologias das memórias
Diversas tecnologias têm sido empregas para a fabricação de memórias de
computadores. As mais comuns atualmente são as memórias de semicondutor, as memórias
de superfície magnética, utilizadas em discos e fitas, e as memórias ópticas e magnetoópticas.
Características físicas
Diversas características físicas de armazenamento são importantes. Em uma
memória volátil, os dados são perdidos quando a energia elétrica é desligada. Em uma
memória não-volátil, os dados, uma gravados, permanecem armazenados sem alteração até
serem explicitamente modificados; nenhuma energia é requerida para manter os dados
armazenados. As memórias de superfície magnética são não-voláteis. As memórias de
semicondutor podem ser tanto voláteis quanto não-voláteis. O conteúdo de memórias nãoapagáveis não pode ser alterado, a menos que se destrua a unidade de armazenamento. As
memórias de semicondutor desse tipo são denominadas memória apenas de leitura (readonly memory – ROM).
A hierarquia de memória
As restrições de projeto de uma memória podem ser resumidas em três questões:
capacidade, velocidade e custo.
Uma variedade de tecnologias é utilizada para a implementação de sistemas de
memória. Ao longo desse espectro de tecnologias, valem as seguintes relações:
•
•
•
Tempo de acesso mais rápido, custo por bit maior.
Capacidade maior, custo por bit menor.
Capacidade maior, tempo de acesso menor.
O dilema com o qual se depara um projetista é claro. Séria desejável usar uma
tecnologia de memória capaz de fornecer uma grande capacidade de armazenamento de
dados, porque uma grande capacidade é necessária e o custo por bit é mais baixo.
Entretanto, para obter um desempenho melhor, o projetista precisa utilizar memórias caras,
que apresentam tempo de acesso menor, mas com capacidade relativamente mais baixa.
A saída para esse dilema é empregar uma hierarquia de memórias, e não um único
componente ou tecnologia de memória. À medida que descemos em uma hierarquia de
memórias, as relações a seguir são válidas:
a) O custo por bit diminui.
b) A capacidade aumenta.
c) O tempo de acesso aumenta.
d) A freqüência de acesso à memória pelo processador diminui.
Memória
Interna
Armazenamento
externo
Armazenamento
De segurança
Registradores
Memória Cachê
Memória principal
Disco magnético
CD-ROM – CD-RW
DVD+RW – DVD-RAM
Fita magnética
MO
WORM
Desse modo, memórias menores, mais caras e mais rápidas são combinadas com
memórias maiores, mais baratas e mais lentas. A chave para o sucesso dessa organização
está no item d): a diminuição da freqüência de acessos.