SUBSISTEMAS DE MEMÓRIA

Objetivos: Analisar e compreender a organização básica de memória de um computador.

Subsistemas de Memória consistem em muitas memórias interligadas onde seus componentes são organizados hierarquicamente.

O processador e a memória são os componentes que mais se comunicam. O processador ou CPU captura dados na memória e excuta-os. A memória armazena dados de forma temporária ou permanente. A velocidade é o fator preponderante e é fundamental que a transferência de dados seja feita de forma mais rápida possível. Essa velocidade é medida através do TEMPO DE ACESSO – tempo que a memória gasta para colocar uma informação no barramento de dados.

Para um adequado funcionamento do computador é necessário dispor de vários tipos de memória; essa necessidade se deve principalmente em função do aumento da velocidade das CPU’s e da capacidade de armazenamento.

As memórias variam em função: da tecnologia de fabricação; capacidade de armazenamento; velocidade e custo.

Figura : Hierarquia de Memórias

Tecnologias Aplicadas

SRAM (Static Random Access Memory), não há necessidade de refresh constante para que os dados armazenados não sejam perdidos.  

DRAM (Dynamic Random Access Memory), há necessidade de refresh para manter os dados armazenados enquanto ligado.

Tipos de Memórias

Registrador

Localiza-se no processador. É uma memória do tipo volátil (requerem energia para manter a informação armazenada, ao contrário das memórias permanentes), encontrado no topo da pirâmide hierárquica.

Função: Buscar dados de onde estão armazenados e os depositar temporariamente em seu interior para que possa realizar as operações solicitadas utilizando seus demais componentes.

Memória Cache

Localiza-se no processador, é uma memória do tipo volátil.

A memória cache é intermediária entre RAM e processador, assim irá diminuir o tempo de acesso, ou seja, atrasado gerado pela transferência de dados entre a memória e o processador.

Logo, sua função é aumentar o desempenho do sistema computacional e acelerar a velocidade de transferência de dados entre RAM e processador.

As instruções mais freqüentes são alocadas na cache e permanecem lá até que outras sejam alocadas ou o sistema desligado.

Principio de funcionamento

Quando o processador solicita um determinado dado e o encontra na cache, não há necessidade de requisitá-lo à memória principal, reduzindo o tempo de processamento. Caso esse dado não seja encontrado na cache, então é lido na RAM e uma cópia é armazenada na cache para o futuro.

Cache HIT: quando a instrução é encontrada na cache.

Cache MISS: quando a instrução não é encontrada na cache.

Memória Principal

Também chamada de memória RAM, corresponde a um tipo de memória volátil.

Localizada na placa-mãe (placa de circuito impresso como base para a instrução dos demais componentes) é um tipo de memória indispensável para o funcionamento do computador, à qual o processador pode fazer acesso direto. Aloca os dados e instruções de programas a serem manipulados pelo processador e dá acesso às memórias secundárias, de forma a disponibilizar dados ao processador. 

Organização da Memória Principal 

O conteúdo (INSTRUÇÃO OU DADO) precisa estar organizado em uma estrutura padrão que permita a identificação do local onde estão armazenados cada um dos seus itens. Ela é organizada em um conjunto de células, sendo que cada uma delas representa o agrupamento de uma quantidade de bits e possui um endereço único, o qual é utilizado pelo processador para acessar seu conteúdo.

Operações na Memória Principal

Escrita (write) – para o armazenamento de dados na memória

Leitura (read) – para a recuperação de dados e instruções armazenados na memória

Memória ROM

  

Também é considerada uma memória principal, mas apresenta algumas diferenças em relação à memória RAM, sendo do tipo não volátil e somente leitura, ou seja, seu conteúdo é escrito uma vez e não é mais alterado, apenas consultado.

Softwarares que ficam em ROM's importantes

BIOS ou Sistema Básico de Entrada e Saída: é responsável por ensinar o processador da máquina a operar com os dispositivos básicos de entrada e saída;

POST :  programa de verificação e teste que se executa após a ligação do computador, realizando diversas ações sobre o hardware (ex.: contagem de memória)

SETUP: Programa que altera os parâmetros armazenados na memória de configuração (CMOS).

Memória Secundária

Figura: Disco Rígido

Figura: Pen Drive

Também é denominada memória de massa. É a memória com maior TEMPO DE ACESSO, porém com maior capacidade de armazenamento. É do tipo permanente, ou seja, não volátil.

Não possui acesso direto ao processador, sempre havendo a necessidade de carregamento de dados dos dispositivos de memória secundária para a memória principal.

Pode ser constituída de dispositivos ligados com acesso direto (disco rígidos) e/ou que podem ser conectados quando desejado (cd/pendrive).