Aula 002

Fundamentos de

Hardware

PRONATEC

Programa Nacional de Acesso ao

Ensino Técnico e Emprego

PRONATEC

Programa Nacional de Acesso

ao Ensino Técnico e Emprego

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

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

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

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

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

6. Comunicação CPU - MP

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

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

• 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

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

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

6.5 Modelos de DDR