aula06

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6ºAula
Organização da memória
Vamos conhecer a organização de memória de um 
computador? 
Se ao final desta aula tiverem dúvidas, vocês poderão 
saná-las através das ferramentas “fórum” ou “quadro de 
avisos” e “chat”.
Comecemos, então, analisando os objetivos e 
verificando as seções que serão desenvolvidas ao longo 
desta aula. 
Bom trabalho!
Boa aula!
Objetivos de aprendizagem
Ao término desta unidade, o aluno será capaz de: 
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Introdução a Computação 38
Saber Mais
Mecanismo de Gerência de Cache: é implementado em Hardware (faz 
parte do hardware).
Mecanismo de Gerência de Memória Virtual: é suportado pelo 
Hardware, mas implementado pelo Software.
Saber Mais
Um tipo de memória muito utilizada é a memória RAM (Random Access 
Memory – Memória de Acesso Aleatório), onde programas e dados são 
armazenados e manipulados. É dividida em DRAM (dinâmica) e SRAM 
(estática).
1
2 - Tipos de memórias
Seções de estudo
1 - Hierarquia de memória
Em termos ideais, desejaríamos dispor de uma 
e que pudesse disponibilizar imediatamente 
o conteúdo de qualquer das suas palavras[...] 
Somos forçados a reconhecer a possibilidade 
de construir um sistema de memória 
estruturado hierarquicamente, no qual cada 
um dos componentes da hierarquia tenha mais 
capacidade de armazenamento e um tempo de 
acesso maior do que aqueles que o precedem.
Design of an Eletronic Computing 
Instrument, 1946
(PATTERSON, 2005, pag.317).
Os computadores atuais possuem uma memória 
principal rápida, mas cara (custo) e com pequena capacidade 
de armazenamento, diferentemente da memória secundária, 
com grande capacidade de armazenamento, um custo bem 
menor, mas extremamente lenta. O uso indiscriminado 
desses dois tipos de memória pode ocasionar um sistema 
extremamente caro ou insuportavelmente lento.
Portando, um sistema de computação deve ser suprido 
de uma hierarquia de memória na qual as memórias mais 
rápidas (e, portanto mais caras e de menor capacidade de 
armazenamento) estejam mais próximas do processador. Essas 
memórias de alta velocidade contêm os dados e instruções 
que o processador precisa a cada momento. As memórias 
mais lentas, com grande capacidade de armazenamento, 
podem ser usadas para guardar os dados e instruções que 
não estão sendo necessários naquele momento preciso de 
operação (WEBER, 2000).
O objetivo que se deseja alcançar ao dividir em uma 
hierarquia é ter um sistema de memória com desempenho 
(velocidade) próximo ao da memória mais rápida e custo por 
bit próximo ao da memória de menor custo (WEBER, 2000).
Na figura a seguir é demonstrada uma hierarquia de 
memória.
Fonte: elaborado pelo autor, baseado em: http://www.di.ufpb.br/raimundo/
Hierarquia/Hierarquia.html. Acesso em 20 ago. 2013. 
Capacidade elevada
Custo alto
Velocidade alta Registradores
Memória 
cache SDRAM
Memória 
pricipal DRAM
Memória secundária HD, 
DVD, CD, pendrive, etc.
Em função de características como tempo de acesso, 
capacidade de armazenamento, custo, etc., pode ser 
estabelecida uma hierarquia de dispositivos de armazenamento 
em computadores.
Tipo Capacidade Velocidade Custo Localização Volatilidade *
Registrador Bytes Muito alta Muito 
Alto
UCP Volátil
Mem. Cache KB Alta Alto UCP Volátil
Mem. Prin-
cipal
MB/GB Média Médio Placa Volátil
Mem. GB Não Volátil
* Volátil depende de energia para manter os dados armazenados.
Fonte: elaborado pelo autor.
A UCP vê nesta ordem e acessa primeiro a que está mais 
próxima. Subindo na hierarquia, quanto mais próximo da UCP, 
maior velocidade, maior custo, porém menor capacidade de 
armazenamento.
Entre as tecnologias de memória utilizadas na hierarquia 
de memória temos a memória principal, que é implementada 
a partir da memória DRAM (memória dinâmica de acesso 
randômico), enquanto que os níveis mais próximos do 
processador utilizam a memória SRAM (memória estática de 
acesso randômico). 
A memória principal (DRAM) é mais lenta que os 
registradores e a memória cache (SRAM). Os registradores 
e memória cache são utilizadas pela CPU na execução das 
instruções de baixo nível, conhecida como linguagem de 
máquina. Para o processador executar as instruções, dados e 
instruções são armazenadas na memória DRAM (principal).
Dados e instruções são mantidas na DRAM para que 
o processador acesse com mais rapidez. Se o processador 
não encontrar o que necessita na DRAM terá que buscar 
processamento mais lento.
Gerenciadores de Memórias
Para que o processador disponha a cada momento 
da informação necessária, o sistema deve ser suprido de 
mecanismo que mantenham, nas memórias mais rápidas, os 
dados e instruções certos, nos instantes de tempo apropriados, 
trazendo-os das memórias mais lentas e atualizando-os quando 
necessário. Esse mecanismo é conhecido como Gerenciadores 
de Memórias (WEBER, 2000).
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O gerenciador de memória tem como função monitorar 
quais partes da memória está em uso e quais estão disponíveis, 
alocar e liberar memória para os processos, gerenciar a troca de 
processos entre memória principal e secundária, pois a memória 
principal não é capaz de armazenar todos os processos.
Processador
Registrador
Cache
M.Principal M.Secundária
Controle e gerência 
da Cache
Fonte: elaborado pelo autor.
2 - Tipos de memórias
A memória física (RAM, cache, vídeo, ROM) é 
fabricada com diversas tecnologias diferentes, apresentando 
funcionalidades distintas. Grande parte da memória encontrada 
em um computador pessoal é memória RAM (Random Access 
Memory – Memória de Acesso Aleatório), onde programas e 
dados são armazenados e manipulados.
A memória RAM permite ao processador tanto a leitura 
quanto a escrita (leitura/Gravação) dos dados. É volátil, perde 
os dados quando é desligada, necessitando de energia para 
manter os dados armazenados.
Para manter a informação mesmo na ausência de energia, 
utiliza memória ROM (Read Only Memory – Memória somente 
para a leitura) e suas variações: PROM, EPROM, EAROM, 
Flash ROM.
A memória ROM contém o programa que é executado 
toda vez que um PC é ligado ou reinicializado e também um 
grande número de rotinas do BIOS (WEBER, 2000).
- PROM (Programmable Read Only emory) - um dos 
primeiros tipos de memória ROM. A gravação é realizada 
utilizando um equipamento especial de programação chamado 
programador de PROM. Os dados gravados na memória 
- EPROM (Electrically Programmable Read Only 
emory) - Esse tipo de memória possui uma janela 
transparente na qual é possível fazer incidir luz ultravioleta para 
apagar os dados. Essa memória é usada para armazenar a BIOS 
do computador.
- EAROM (Electrically lterable Read Only emory) 
- são similares às memórias EPROM. O conteúdo deste tipo 
de memória pode ser apagado aplicando-se uma voltagem 
Atualmente, a memória FlashROM substituiu a EPROM 
na BIOS do computador. A FlashROM é um chip de memória 
que permite a atualização através de softwares apropriados, 
sendo mais fácil apagar e reprogramar, não sendo necessário 
remover a memória do circuito para expô-la a luz ultravioleta, 
como ocorre com a EPROM.
Memória FlashROM. Fonte: http://www.clubedohardware.com.br/dicionario/
termo/355. Acesso em 18 nov. 2013.
Em um chip de memória DRAM, cada bit é formado 
pelo conjunto de um transístor e um capacitor. A função 
do transístor é controlar a passagem da corrente elétrica, 
enquanto o capacitor a armazena por um curto período. Se 
o capacitor estiver com o bit 1 é porque contém um impulso 
elétrico, se estive com um bit 0 é que está descarregado. Os 
capacitores conservam o impulso elétrico por apenas uma 
fração de segundo.
Para não haver perda dos dados, foi inserido na placa 
mãe um circuito conhecido como refresh, que faz a regravação 
da memória várias vezes por segundo. Esse processo além de 
consumir energia (e gerar calor), deixa o acesso à memória 
mais lento.
O processador possui duas frequências de operação: uma 
interna, que é utilizada internamente pelo processador para 
executar as instruções, e uma externa, usada peloprocessador 
para acessar os dispositivos externos, especialmente a memória 
DRAM.
O ideal em um sistema de computação é que a memória 
DRAM alcançasse o desempenho do processador, mas 
é pouco provável que ocorra, pois atualmente, com os 
a memória DRAM ainda processa a uma frequência bem 
abaixo. 
O baixo desempenho da memória DRAM é um dos 
principais motivos pelos quais os computadores não alcançam 
todo o seu poder computacional. A memoria DRAM é bem 
mais lenta que o processador, que necessita dos dados que 
vem da DRAM. Muitas vezes o processador fica ocioso 
esperando a lenta memória DRAM concluir o seu trabalho 
para então receber um determinado dado. 
As memórias DDR (double data rate ou duplo fluxo de 
dados) são capazes de realizarem duas transferências por ciclo, 
ou seja, realiza uma transferência no início do ciclo de clock e 
outra no final do ciclo, pois contém em seus chips de memória 
circuitos adicionais responsáveis por gerar comandos de 
acesso e receber dados de leitura duas vezes por ciclo de clock.
Internamente as memórias DDR são divididas em 
bancos, onde contem os endereços de memória disponíveis. 
Os bancos são divididos em linhas e colunas. A junção de 
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Introdução a Computação 40
endereçamento de banco, linha e coluna, é a localização dos 
dados na memória.
No banco de memória, em um determinado tempo, 
somente uma linha é ativada, mas sendo em endereços 
diferentes, não impede que haja acesso simultâneo na 
memória.
transferências por ciclo, tem desempenho de memórias de 
Memórias DDR2
As memórias DDR2 realizam o dobro de transferência 
da DDR, ou seja, realizam quatro transferências por ciclo 
enquanto a DDR realiza duas. 
Na memória DDR2, as células de memória trabalham na 
mesma frequência da DDR, mas o que difere são os circuitos 
de entrada e saída, que realiza a leitura dos dados, operando o 
dobro da frequência da memoria DDR.
Quando é realizada uma leitura, o controlador de 
memória emite quatro sinais diferentes, ativando a leitura 
de quatro endereços adjacentes. Essas leituras são realizadas 
simultaneamente. Os dados então são entregues ao buffer, 
uma memória pequena e rápida, encarregado de enviar para o 
barramento principal.
Os pentes de memória DDR e DDR2 são bem 
parecidos, possuem o mesmo tamanho. O que diferem são 
as quantidades de terminais (contatos), onde a DDR possui 
184 terminais e a DDR2 240 terminais. Outra diferença é o 
chanfro, uma pequena abertura localizada entre os terminais, 
posicionada em locais diferentes das DDR e DDR2 conforme 
demonstra a figura abaixo.
O uso do chanfro é para impedir que módulos 
de diferentes tecnologias sejam utilizados em placas 
incompatíveis.
Memória DDR2 acima e DDR abaixo
Fonte: http://www.infowester.com/memddr2.php. Acessado em: 21 nov. 2013 
As memórias DDR3 realizam 8 acessos por ciclo, contra 
os 4 acessos por ciclo das memórias DDR2. O controlador de 
memória emite oito sinais diferentes, ativando a leitura de oito 
endereços adjacentes e as leituras realizadas simultaneamente. 
Curiosidade
Como realizam 8 acessos por ciclo, teoricamente processa a 1.600 
Os módulos DDR2 e DDR3 utilizam o mesmo formato 
e mesma quantidade de terminais (contatos), ou seja, 240 
terminais. O que difere é a posição do chanfro conforme 
demonstra a figura a seguir.
Posicionamento do chanfro. Fonte: http://midiaseinformatica.blogspot.com.
br/2013/08/reconhecendo-memorias-ddr.html. Acesso em: 25 nov. 2013
Comparativo: memórias DDR3, DDR2 e DDR
Fonte: http://www.infowester.com/memddr3.php. Acesso em: 25 nov. 2013.
Segundo Vasconcelos (1999) “a memória cache é 
for¬mada por uma pequena quantidade de SRAM, usada para 
acelerar uma grande quantidade de DRAM”. 
A memória cache hierarquicamente está situada entre 
o registrador e a memória DRAM, localizada no chip do 
processador, é formada por uma pequena quantidade de 
memória SRAM. Quando o processador necessita de dados, 
primeiramente é buscada na memória cache, que é bem mais 
rápida. Caso não encontre, o controlador de Cache irá buscar e 
transferir os dados da DRAM para a memória cache. 
A figura abaixo ilustra a posição da memória cache que 
fica localizada entre a entre o processador e a memória DRAM. 
Localização da memória cache. Fonte: (VASCONCELOS, 1999).
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Retomando a aula
Vamos recordar o aprendizado desta aula.
As memórias SRAM são mais rápidas que a DRAM, 
volátil, não necessita de refresh, retendo as informações quando 
ligada e consumindo pouca energia.
Seria perfeitamente possível construir um PC que usasse 
memória SRAM como memória principal, mas o custo seria 
proibitivo. Foi devido ao custo que as memórias DRAM 
passaram a ser mais utilizadas.
O processador vê a memória DRAM como uma espécie 
de mesa de trabalho, ou seja, tudo que estiver aberto sejam 
programas ou arquivos é armazenado na memória DRAM. É 
necessário ter memória suficiente, caso contrário, o processador 
não será capaz de abrir mais programas ou arquivos.
Em muitas situações, ter uma boa quantidade de memória 
DRAM instalada é mais importante do que o próprio 
desempenho do processador.
Os sistemas operacionais atuais, como o Windows e Linux, 
utilizam a Memória Virtual (também chamada de memória 
Swap, arquivo de troca, Swap file, etc.), um recurso que permite 
aos programas ou arquivos serem abertos mesmo depois da 
memória DRAM estar sem espaço de armazenamento.
A memória virtual utilizada no Windows é armazenada 
em um arquivo no disco rígido, ou no Linux, em uma partição 
dedicada. A eficiência com que ela é usada depende do sistema 
operacional, permitindo que o sistema continue funcionando, 
mesmo com pouca memória disponível.
Quando não há mais espaço na memória DRAM, o 
Sistema Operacional move o conteúdo da memória DRAM 
que não esta sendo utilizada para o disco rígido, conseguindo 
liberar espaço para novos dados e instruções que serão 
processados. 
Quando é necessário executar um programa, mas sem 
espaço suficiente para alocá-lo totalmente na memória, parte 
do código é enviada para a DRAM e o restante fica armazenado 
no disco rígido esperando ser utilizado.
Caso seja necessário o retorno dos dados enviados ao 
disco rígido, os dados serão carregados na memória DRAM 
(procedimento de troca de memória, ou swap).
Sistema Operacional
Espaço do usuário
Armazenamento
secundário
Swap out
Transferência para 
armazenamento secundário 
(HD)
Memória DRAM
Bloco 1
Swap in
Transferência para
Memória DRAM
Troca de dados entre Memória DRAM e Armazenamento secundário (Disco 
Rígido). Fonte: (SILBERSCHATZ; GALVIN; GAGNE, 2008).
Com pouca Memória DRAM será necessário usar muita 
Memória Virtual, e ao acessar dados na Memória Virtual, o 
desempenho fica limitado a performance do Disco Rígido. 
ainda é bem mais lento que a memória mais lenta encontrada 
no mercado.
Nos sistemas atuais, com memória DRAM acima de 8 
GB e não utilizando programas de editoração ou manipulação 
de gráficos em alta resolução, muitos dados serão copiado 
para a DRAM e o disco rígido irá fazer sua função básica, que 
é armazenar dados, não sendo utilizado constantemente para 
operações de leitura e escrita.
A figura a seguir demonstra a estrutura de memória 
utilizando a memória virtual.
Registradores Memória SRAM
Memória 
DRAM
Memória 
Secundária
Memória 
Virtual
Fonte: elaborado pelo autor.
Registradores
Conforme descrito na Aula 05, registradores são 
pequenos elementos de armazenamento temporário, rápidos, 
localizados na UCP, estando no topo da hierarquia de memória. 
A necessidade em utilizar esse tipo de armazenamento foi 
armazenar dados intermediários durante um processamento.
1 - Hierarquia de memória
Nesta seção você conheceu a hierarquia de memória, 
onde as memórias, mais rápidas estão perto do processador, 
mas com pouca capacidade de armazenamento e alto custo.
E também o gerenciador de memória, que tem a função 
de monitorar quais partes da memória está em uso e quais 
estão disponíveis, alocar e liberar memóriapara os processos, 
gerenciar a troca de processos entre memória principal e 
secundária.
Nesta seção foi descrito sobre os tipos de memórias 
existentes em um sistema de computação, como as memórias 
DRAM (e os tipos de memória DDR), as SRAM utilizadas 
na memória cache, memória virtual e registradores, além dos 
tipos de memórias ROM.
Organização e Projeto de Computadores:
Software. 3ª ed. Rio de Janeiro: Campus/Elsevior, 2005. 
Vale a pena
Vale a pena ler
43
Introdução a Computação 42
VASCONCELOS, Laércio. Como fazer expansões de 
hardware em seu PC.
WEBER, Raul Fernando. Arquitetura de Computadores 
Pessoais. 2º ed. Porto Alegre: Editora Sagra Luzzatto, 2000. 
WEBER, Raul Fernando. Fundamentos de Arquitetura de 
Computadores. 2º ed. Porto Alegre: Editora Sagra Luzzatto, 
2001. 
VASCONCELOS, Laércio. Teoria de microprocessadores. 
Disponível em: <http://www.laercio.com.br/artigos/
hardware/hard-009/hard-009.htm>. Acesso em: 19 nov. 
2013.
Especial 
Memória RAM.
Disponível em: <http://e.cdn-hardware.com.br/static/
. Acesso em: 20 nov. 2013.
Sistemas operacionais com Java. 7ª ed. Revista e atualizada. Rio 
de Janeiro: Elsevier, 2008.
Vale a pena acessar
Lembre-se de fazer as atividades referentes a esta aula.
Minhas anotações
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