1PUCC

Agenda - Aula 03

• Introdução (Computador Digital)

• Memória• Características• Tipos de Memórias

2PUCC

Memória

•Sistema Digital capaz de armazenar informações por períodos de tempo curtos ou longos.

•Exemplo:

– As instruções armazenadas na memória principal de um computador.

3PUCC

Memória

• A unidade básica de memória é o dígito binário - bit.

• As memórias são compostas por células.

• Uma célula é a menor unidade de endereçamento. Cada célula tem um número, chamado de seu endereço.

• Se uma memória possui N células, os seus endereços vão de 0 a N-1.

• Todas as células possuem o mesmo número de bits.

• Se uma célula tem K bits, ela pode armazenar 2K valores distintos.

• A célula de 8 bits é padrão no mercado - byte.

• Bytes são agrupados em palavras.

• Um computador com palavras de 16 bits possui 2 bytes por palavra. Um computador com palavras de 32 bits possui 4 bytes por palavra.

4PUCC

Memória - Fluxo de Dados

MemóriaUnidade de Controle (CPU)

Disco

5PUCC

Memória - Hierarquia

cache (L1)

CPURegistradores

memória principal

memória secundária

Custo eTamanho

Processador

cache (L2)

VelocidadeReg.

Cache

Principal

Cache de Disco

Disco Magnético

Fita CD-ROM

6PUCC

Memória - Características

• Localização– CPU– Placa mãe (primária)– Externa (secundária)

• Capacidade– Tamanho e Número de

palavras• Unidade de Transferência

– Palavra ou bloco• Método de Acesso

– Seqüencial (ex. fita)– Acesso direto (ex. disco)– Acesso randômico– Acesso associativo

• Performance– Tempo de acesso– Ciclo– Taxa de transferência

• Implementação– Semicondutor– Superfície magnética– Superfície ótica

• Manutenção de dados– Volátil ou não – Escrita/Leitura ou Apenas

Leitura

7PUCC

Memória - Níveis da Hierarquia

Nível 1 2 3 4 Nome Registrador Cache Memória

Principal Secundári

a Tamanho < 1K < 4 M < 4 G > 100 G

Tecnologia BICMOS SRAM DRAM Disco Tempo de

acesso (ns) 2-5 3-10 30-60 25000

Largura de banda(MB/s)

4000-32.000 800-5000 400-2000 5-40

Gerência Compilador Hardware S.O S.O / usuário

Copia em Cache Memória Principal

Disco Fita

8PUCC

Memória Principal

9PUCC

Memória Principal - Células

01011001

1011001010010011

00100101

...11011001

MemóriaCélulas (Conteúdo)Endereço

10110011010

Número Bits Endereço: 211 2048 células

Número Bits Célula: 28 256 valores

10PUCC

Memória Principal - Nomenclatura Básica

• RAM = Random Access Memory

• SRAM = Static RAM

• DRAM = Dynamic RAM

• VRAM - Vídeo RAM

• WRAM - Windows RAM

• ROM = Read Only Memory

• PROM = Programmable ROM

• EPROM = Erasable PROM

• EEPROM = Electrically Erasable PROM (apagamento byte a byte)

• Flash EPROM = Fast Erasable EPROM (apagamento por bloco)

11PUCC

Memória Principal - Diferenças

Tipo de Memória Categoria Apagar Escrita Volatilidade

Random-AccessMemory (RAM)

Read-Write

Elétricobyte a byte

Elétrica Volátil

Read-Only Memory(ROM) Read- Impossível

Máscara

ProgrammableROM (PROM)

Only

Erasable PROM(EPROM)

Ultra-violetaElétrica não-

Electrically EPROM(EEPROM)

Read-Mostly

Elétricobyte a byte

volátil

Flash EPROM Elétricopor bloco

12PUCC

Memória Principal - DRAM x SRAM

• DRAM (Dynamic Random Access Memory)– Grande capacidade de integração (baixo custo por bit)Grande capacidade de integração (baixo custo por bit)– Perda de informação após algum tempo: Perda de informação após algum tempo: Necessidade de Necessidade de

refreshingrefreshing

• SRAM (Static Random Access Memory)– Pequeno tempo de acessoPequeno tempo de acesso– Não existe necessidade de refreshingNão existe necessidade de refreshing– Maior custo por bit (baixa integração)Maior custo por bit (baixa integração)

13PUCC

Memória Principal - Células

01011001

1011001010010011

00100101

...11011001

MemóriaCélulas (Conteúdo)Endereço

10110011010

Número Bits Endereço: 211 2048 células

Número Bits Célula: 28 256 valores

14PUCC

Organização

• Organização de Memória– Elemento básico célula;

• Exibem dois estados estáveis (ou semi-estáveis)• Um valor pode ser escrito (pelo menos uma vez) em uma célula

e o dado gravado define o estado da célula• O estado da célula pode ser lido.

– Cada célula pode ser selecionada individualmente para leitura ou escrita.

Célula

Controle

Seleção

Dados de EntradaCélula

Controle

Seleção Estado

15PUCC

Organização

• Organização da Memória

– Seleção Linear - 1 dimensão

– Matriz - 2 dimensões

16PUCC

16 Mb DRAM (4M x 4)

17PUCC

256k palavras de 8 bits

18PUCC

1M palavras de 8 bits

19PUCC

Memória Secundária

Características• Mais baratas• Armazenar grande quantidade de informação• Mais Lentas

– Discos Rígidos– CD-ROM– Fitas Magnéticas– Discos Flexíveis

20PUCC

Memória Secundária - Discos Magnéticos

• Velocidade angular constante

• Velocidade linear variável

• Várias trilhas concêntricas

• Vários setores por trilha

• Cabeça

– fixa (uma por trilha)

– móvel (uma por superfície)

• Portabilidade

– fixo ou removível

Lados

• simples ou duplos Número de discos Mecanismo da cabeça

• contato direto

• gap fixo

• gap aerodinâmico

rotaçãodo disco

cabeça deleitura/escrita

disco magnéticos

21PUCC

Memória Secundária - Discos Magnéticos

s1

s4

s2

s3

gap ID gap dados gap

Sinc. Tr Head Sec. CRC

17 7 41 515 20

Seagate ST506

1 2 1 1 2

s5

22PUCC

Memória Secundária - CD ROM

• Velocidade linear constante (básica de 1,2 m/s)

• Velocidade angular variável

• Um única trilha em espiral (5,27 Km)

• 774,57 Mbytes (73,2 minutos)