08 - Memória Principal e Secundária parte 1

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Professores:
Ivanildo Melo e Rosangela Melo 
ivanildo.melo@paulista.ifpe.edu.br
rosangela.melo@paulista.ifpe.edu.br
Arquitetura de Computadores
Aula 07 – Memória Principal e Secundária: Características, 
Organização, Arquitetura, Hierarquia e Memória Cache. 
[Primeira Parte]
* O conteúdo deste material é também utilizado na disciplina de Montagem e Manutenção de Computadores
Introdução
• Na computação, memória é o dispositivo que permite
ao computador armazenar permanentemente ou
temporariamente os dados.
– Volátil: Armazenam temporariamente os dados, o conteúdo
armazenado normalmente necessita ser atualizado.
– Um exemplo comum do nosso dia a dia ocorre quando estamos editando um arquivo no
Word e, de repente, falta energia e você não havia salvo o arquivo. Ao perder os dados do
que você havia atualizado, podemos dizer que as informações recentemente adicionadas
estavam numa memória do tipo volátil.
– Não-Volátil: são memórias apenas de leitura, não podemos apagar a
informação que vem gravada. Não ocorre perda seus dados se
houver interrupção de energia e não precisa que o equipamento
esteja ligado à energia elétrica para manter seus dados.
– Um exemplo comum de memórias não-voláteis são os chips das BIOS das placas-mãe. As
memórias não-voláteis são indicadas devido a natureza de suas características (do não poder
apagar), permitindo que o processo de inicialização dos dispositivos possa ser executado sem
problema de perda de dados.
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Introdução
– Memória Principal: Memórias em
que o processador pode acessar
diretamente, sem as quais o
computador não funciona.
– Memória Secundária: Memórias
que não podem ser acessadas
diretamente pelo processador. As
informações precisam ser
armazenadas na memória principal
antes de serem processadas. São
geralmente não-voláteis,
permitindo guardar/armazenar os
dados permanentemente
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A memória principal é um depósito
temporário de dados e instruções dos
programas de computador. A memória
principal do computador é volátil, e seu
tamanho é limitado pelo custo do
hardware. Assim, os usuários necessitam de
algum método para armazenar e recuperar
informações de modo permanente (a
memória secundária).
A memória principal do computador, por ser
volátil, precisa ser atualizada com dados e
instruções cada vez que o computador é
ligado. Denominações mais usadas para esse
tipo de memória são: Memória Principal,
Memória, Memória RAM, RAM, DRAM
• Em geral podemos dividir as memórias em:
– ROM (Read-Only Memory): que permite apenas
a leitura dos dados e não perde informação na
ausência de energia;
– RAM (Random-Access Memory): que permite ao
processador tanto a leitura quanto a gravação de
dados e perde informação quando não há
alimentação elétrica.
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Introdução
• PROM (Programmable Read-
Only Memory): A gravação de
dados é realizada por meio de
aparelhos que trabalham
através de uma reação física
com elementos elétricos. Uma
vez que isso ocorre, os dados
gravados na memória PROM
não podem ser apagados ou
alterados;
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Memórias ROM
• EPROM (Erasable Programmable
Read-Only Memory): as memórias
EPROM têm a capacidade de permitir
que dados sejam regravados no
dispositivo. Isso é feito com o auxílio
de um componente que emite luz
ultravioleta. Nesse processo, os dados
gravados precisam ser apagados por
completo. Somente depois disso é que
uma nova gravação pode ser feita.
• EEPROM (Electrically-
Erasable Programmable
Read-Only Memory):
também permite a
regravação de dados, no
entanto, os processos para
apagar e gravar dados são
feitos eletricamente;
• EAROM (Electrically-Alterable
Programmable Read-Only
Memory): são um tipo de
EEPROM. Sua principal
característica é o fato de que os
dados gravados podem ser
alterados aos poucos, é utilizada
em aplicações que exigem apenas
reescrita parcial de informações;
Memória EPROM
Siemens SAB2732-B
EEPROM Shield With
256K AT24C256
Arduino Compatible
PROM EPROM
EEPROM EAPROM
Memórias ROM
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• CD-ROM, DVD-ROM e afins: discos
ópticos onde os dados são gravados
apenas uma vez, seja de fábrica,
como os CDs de músicas, ou com
dados próprios do usuário, quando o
próprio efetua a gravação. Existe
também uma categoria que pode ser
comparada ao tipo EEPROM, pois
permite a regravação de dados, a
exemplo dos CD-RW e DVD-RW.
FLASH Memory
• FLASH: também podem ser
vistas como um tipo de
EEPROM, no entanto, o
processo de gravação (e
regravação) é muito mais
rápido. Além disso, memórias
Flash são mais duráveis e
podem guardar um volume
elevado de dados.
CD-ROM, DVD-ROM e afins:
Memórias RAM
7Fonte: <http://blog.maxieduca.com.br/memoria-computador/>
Memórias RAM
As memórias do tipo RAM são por
natureza as responsáveis por
armazenar as informações que estão
em uso no computador, permitindo
portanto, que o acesso aos dados seja
mais rápido. Isto quer dizer que quando
um usuário está executando um
programa, ele, na verdade está
"escrevendo" na memória RAM as
informações necessárias para que a
operação se torne rápida.
O programa pode, a partir daí, "ler"
essas informações. Teoricamente, a
mesma coisa poderia ser feita com o
disco rígido, o HD. Porém, a velocidade
seria muito menor, e os programas (e o
desempenho do computador como um
todo) seriam bem menos produtivos.
MRAMRAM
SIPP
DRAM
SIMM
SRAM
RIMM
Evolução das Memórias
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Memórias Regulares:
Nessa época memória e
processadores operavam a mesma
velocidades, operando de forma
sincronizada;
Problema devido a evolução do
clock do processador, e operações
assíncronas.
Usadas nos PC XT e 286.
Memórias FPM:
Os dados estão quase sempre gravados
sequencialmente;
Não é preciso então enviar o endereço RAS e CAS
para cada bit a ser lido;
Enviar o endereço RAS uma vez e o endereço CAS
4,8 ou até 16 vezes, lendo mais bits por vez.
Aumentou em 30% o desempenho de acesso à
memória.
Utilizadas em micros 386, 486 e nos primeiros
micros Pentium;
Presente em módulos SIMM de 30 ou 72 vias
(contatos).
Memórias EDO:
Uma leitura poderia ser iniciada antes
que a anterior terminasse;
Um endereço da memória podia ser
acessado ao mesmo tempo em que uma
solicitação anterior ainda estava em
andamento.
Presente em módulos SIMM e DIMM de
168 vias.
Evolução das Memórias
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Módulos SIMM antigos:
Acessavam as informações a 1
bit por vez em cada chip;
Em geral continham 8 chips de
memória;
Processadores de 32 bits,
precisavam de 4 módulos de
memória;
O processador acessava-os
como se fosse um único chip
de 32 bits.
Módulos DIMM
“Atuais”:
São usados 8 chips de 8 bits
cada um, formando os 64
bits fornecidos ao
processador.
Também há módulos de 16
chips de 4 bits e de 4 chips
de 16 bits.
Memórias SDR-SDRAM:
As memórias SDRAM, trabalham de forma sincronizada com o
processador, evitando os problemas de atraso.
Muitas vezes o processador tinha que esperar demais para ter
acesso aos dados da memória.
Podiam trabalhar com 66 MHz, 100 MHz e 133 MHz (também
chamadas de PC66, PC100 e PC133, respectivamente).
DRAM é a sigla em inglês para Dynamic Random Access
Memory, ou Memória de Acesso Randômico Dinâmica. Isso
significa que ela precisa que a informação seja atualizada o tempo
todo para que permaneça armazenada. Com isso, esse tipo de
RAM gasta mais energia se comparado com a SRAM (Static
Random Access Memory).
Isso porque a Memória de Acesso Randômico Estática (SRAM)
consegue manter os bytes mesmo sem atualização contínua,
perdidos somente após a interrupção da fonte de energia. A
memória RAM estática é mais econômica, além de entregar mais
performance.
Fonte: Tecmundo: <https://glo.bo/35mlFvM>
Resumo dos Tipos de Memórias:
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Resumo
Memória Cache
A Memória do Tipo Cache é
uma memória de alto desempenho
localizada dentro do processador e que
tem como objetivo aumentar a
velocidade no acesso aos dados e
instruções armazenados na memória
RAM.
❑ Incapacidade das Memórias RAM de
acompanhar a velocidade de
processamento das CPU.
❑ Aumento do tempo de tarefa (Espera
para execução).
❑ Necessidade compor um ritmo de
transferênciae desempenho entre a CPU
e a memória RAM.
❑ L1 e L2 são os tipos mais frequentemente
utilizados e vêm incorporados a CPU.
❑ Os níveis de cache estão relacionados a
velocidade de acesso.
Fonte:< https://goo.gl/4cm9ET >
Fonte:< https://goo.gl/MNZMBJ >
Memória Cache
Níveis de Cache
V Cache L0
Cache L1
Cache L2
Cache L3
Cache L4
Cache L5
Dispositivos Menores
e Mais Rápidos e
mais custosos ($) por
byte
Dispositivos Maiores e
Mais Lentos e menos
custosos ($) por byte
Registradores da CPU armazenam
palavras oriundas das Cache L1 
Cache L1 armazena informações de 
cache oriundas da Cache L2
Cache L2 armazena informações de 
da Memória Principal
Memória Principal armazena 
informações oriundo de discos 
locais
Discos locais armazenam arquivos 
oriundos de outras fontes
Fonte: Adaptado de Tecnologia de Memória/ Memória Cache: <https://goo.gl/S5cDBw>
Memórias RAM - Algumas Questões….
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Algumas Questões
Memórias RAM
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Uma Memória do tipo Flash pode ser
Caracterizada como uma Memória Primária?
Memórias RAM
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Quais cuidados ao utilizar cartões de memória
Flash para expandir espaço de armazenamento
em Smartphones?
1. As memórias RAM dos Smartphones reservadas e
implementada de fábrica não podem ser alteradas.
2. Muitos usuários utilizam cartões do tipo SSD (Flash
Memory) para expansão mas, como esses cartões são
memórias do tipo secundária, servem apenas para
aumentar o espaço para armazenamento.
3. Memórias para expansão de Smartphones são definidas
por classe (vide imagem ao lado). Quanto maior a classe
maior a taxa de transferência.
4. Muitos usuários adquirem esse tipo de memória e
queixam-se de lentidão. Por esta razão é preciso
entender a aplicação que pretende-se fazer uso.
Fonte:<https://goo.gl/MCmvx9>
Memórias RAM
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Existe uma razão específica do uso diferenciado
de memória RAM entre dispositivos
Smartphones com IOS ou Android?
1. No IOS, normalmente utilizam 1GB de RAM para os
Iphones.
2. No Android, o Java é a linguagem de programação
sobre a qual todos os aplicativos do SO da Google
são escritos. Lida com a memória RAM utilizando o
recurso “garbage collector”. Esse mecanismo faz
uma espécie “coleta de lixo” quando um aplicativo é
fechado para liberar mais espaço de memória. A
execução dessa ação requer normalmente 04 vexes
mais memória RAM que o aplicativo utilizou. Por esta
razão são reservados de 2 a 3 GB de RAM para
funcionamento em dispositivos Android.
3. A razão da Apple conseguir entregar uma boa
performance com apenas 1 GB não significa que ela
(e seus dispositivos) sejam melhor do que o
Android (e seus aparelhos). É preciso entende r que
são dois “universos” totalmente distintos e uma
comparação simplista e pura de apenas
especificações técnicas não é o caminho para
tomada de conclusões..
Imagem e conteúdo detalhado em: <https://goo.gl/mqQb7E>
Resumo
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Disponível em:< https://youtu.be/V16K8EZWzLc >Disponível em:<https://youtu.be/jaEYQhaQxD8>
Professores:
Ivanildo Melo e Rosangela Melo 
ivanildo.melo@paulista.ifpe.edu.br
rosangela.melo@paulista.ifpe.edu.br
Arquitetura de Computadores
Aula 07 – Memória Principal e Secundária: Características, 
Organização, Arquitetura, Hierarquia e Memória Cache. 
[Primeira Parte]
* O conteúdo deste material é também utilizado na disciplina de Montagem e Manutenção de Computadores