02.01_-_H03_-_Principais_Subsistemas_-_Memorias

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Fundamentos de Informática – Instituto Superior Fátima 
UNIDADE DIDÁTICA I 
 
HABILIDADE - H03 
 
CONHECER OS PRINCIPAIS SUBSISTEMAS 
DO COMPUTADOR, SEU FUNCIONAMENTO E 
CONFIGURAÇÕES 
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1 – Processador 
2 – Memória 
4 – Armazenamento em Disco 
3 – Dispositivos de Entrada/Saída 
5 - Programas 
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 Conjunto de circuitos cuja função básica é 
armazenar dados e programas de forma 
temporária ou permanente. 
 Podem ser classificadas de diversas formas, mas 
basicamente existem 4 tipos de memórias: 
 Registradores; 
 Memória Cache; 
 Memória Principal; e 
 Memória Secundária. 
2 – Memória 
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2 – Memória: Classificação 
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 São dispositivos de armazenamento temporário, 
localizados dentro da UCP; 
 São extremamente rápidos; 
 É a que apresenta o maior custo de fabricação; 
 Possui capacidade de armazenamento muito limitada, 
em geral, com capacidade para apenas uma palavra. 
2 – Memória: Registradores 
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 Devido a sua tecnologia de construção e por estar 
localizado como parte da própria pastilha ("chip") da 
UCP, é muito caro. O conceito de registrador surgiu da 
necessidade da UCP de armazenar temporariamente 
dados intermediários durante um processamento. 
 Registradores são VOLÁTEIS, isto é, dependem de 
estar energizados para manter armazenado seu 
conteúdo. 
2 – Memória: Registradores 
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 Com o desenvolvimento da tecnologia de construção das 
UCP, as velocidades foram ficando muito mais altas que as 
das memórias, que não tiveram a mesma evolução de 
velocidade. 
 Desta forma, os tempos de acesso às memórias foram 
ficando insatisfatórios e a UCP ao buscar um dado na 
memória precisava ficar esperando muitos ciclos até que a 
memória retornasse o dado buscado ("wait states"). 
2 – Memória: Memória Cache 
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 Criou-se então um artifício, incorporando-se ao computador 
uma pequena porção de Memória Cache, localizada entre a 
UCP e a MP, e que funciona como um espelho de parte da 
MP. 
 O custo de fabricação dessa memória é muito maior que o 
da MP. Desta forma, não é econômico construir um 
computador somente com tecnologia de Memória Cache. 
2 – Memória: Memória Cache 
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2 – Memória: Memória Cache 
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 As Memórias Cache também são VOLÁTEIS, isto é, 
dependem de estar energizadas para manter gravado seu 
conteúdo. 
 A arquitetura da Memória Cache é muito diferente da 
arquitetura da Memória Principal e o acesso a ela é muitas 
vezes mais rápido (p.ex: 5 ns contra 70 ns). 
2 – Memória: Memória Cache 
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 Também conhecida como Memória RAM (Random Access 
Memory), ou ainda, Memória de Trabalho. 
 Ela é feita de células que armazenam dados com cargas de 
componentes eletrônicos chamados capacitores. A 
presença ou ausência de cargas pode ser interpretada 
como bit 1 ou 0. 
 Todo dado e/ou informação que é tratada, executada e/ou 
manipulada pelo processador está nela armazenada. 
2 – Memória: Memória Principal 
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 Os módulos, também chamados "pentes" de memória RAM 
variam em capacidade de armazenamento e em 
velocidade. Em princípio, quanto mais memória RAM o 
computador tiver, tanto mais rápido será o seu 
funcionamento e mais facilmente ele suportará a execução 
de funções simultâneas. 
 Os tamanhos foram aumentando gradativamente: 16, 32, 
64, 128, 256, 512 MB, e assim por diante. 
2 – Memória: Memória Principal 
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 Quando se escolhe um computador esta especificação é 
quase tão importante quanto a capacidade do processador, 
pois a simples adição de mais memória pode deixar um 
computador mais rápido, sem que haja a necessidade de 
trocá-lo por um modelo mais moderno. 
2 – Memória: Memória Principal 
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 Evidentemente aumentar a memória RAM não garante um 
processador mais rápido, mas o torna mais eficiente, já que 
perde menos tempo para recuperar os dados armazenados 
na memória virtual. 
 Essa memória é um recurso pelo qual o sistema 
operacional utiliza o disco rígido como uma extensão da 
RAM quando essa memória está totalmente ocupada. 
Como a memória física é mais veloz que o disco rígido, o 
desempenho do computador melhora. 
2 – Memória: Memória Principal 
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 A memória de massa ou memória secundária é utilizada 
para gravar grande quantidade de dados que, assim, não 
são perdidos com o desligamento do computador. 
 Disco rígido; 
 Unidade de CD-ROM, DVD-ROM, 
 Unidade de disquete, 
 Pen Drive (Flash Memory). 
2 – Memória: Memória Secundária 
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 Como em geral a memória secundária não é acessada 
diretamente pela ULA, mas por dispositivos de entrada e 
saída, o acesso a essa memória é muito mais lento do que 
o acesso à Memória Principal. 
 Assim, cada dispositivo encontra-se com um buffer de 
escrita e leitura para melhorar o desempenho. 
2 – Memória: Memória Secundária 
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 o HD é um sistema de armazenamento de alta capacidade, 
que possibilita armazenar arquivos permanentemente, pois, 
ao contrário da memória RAM, os dados gravados no HD 
não são perdidos quando se desliga o computador. 
 A forma de armazenamento de dados do HD é magnética, 
por isso, para ler os dados existe uma cabeça de leitura 
para transformar os dados magnéticos em impulsos 
elétricos. 
2 – Memória: Disco Rígido 
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Cabeçote 
Disco 
Braço do 
Atuador 
Atuador 
Magnético 
Eixo 
Movimento do braço do atuador do cabeçote 
2 – Memória: Disco Rígido 
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2 – Memória: Disco Rígido 
 Quando estão sendo gravados dados no disco, o cabeçote 
utiliza seu campo magnético para organizar as moléculas 
de óxido de ferro dasuperfície de gravação, fazendo com 
que os pólos positivos das moléculas fiquem alinhados com 
o pólo negativo do cabeçote, ou vice-versa. 
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2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
 O conceito de multimídia, que combina texto, imagens, 
sequências de vídeo, animações, música e sons, requer 
uma grande capacidade de armazenamento. 
 Só uma sequência de vídeo pode ocupar vários 
megabytes de espaço, quantidade que supera em muito a 
capacidade dos disquetes de 1,44MB. 
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2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
 Em resposta à necessidade de espaço para 
armazenamento de informação, os engenheiros da Philips, 
em 1983, decidiram mudar as especificações dos discos 
compactos de áudio, para que pudessem armazenar 
dados. Surgiu o formato CD-ROM. 
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2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
 CD-ROM (Compact Disk - Read Only Memory). 
 Um só disco podia armazenar até 650MB de informação e 
logo aumentou para 750MB, a um custo bastante reduzido, 
principalmente, se for fabricado em grandes quantidades. 
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2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
 O CD é gravado usando-se raio laser infravermelho (Ligth 
Amplification by Stimulated Emission of Radiation) de alta 
potência para queimar buracos (gaps) de 0,8 mícrons de 
diâmetro em um disco mestre coberto por uma camada de 
vidro. 
 A partir do disco mestre é formado um molde com 
saliências onde estavam os buracos no disco mestre. 
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 Uma resina de policarbonato é inserida no molde para 
formar um CD com o mesmo padrão do disco mestre. 
 Uma camada muito fina de alumínio é depositada no 
policarbonato, que possui em sua superfície superior uma 
camada protetora e uma etiqueta de identificação. 
 As depressões (áreas queimadas) no substrato são 
chamadas de pits. 
 As áreas entre os pits que não foram queimados são 
chamados lands. 
2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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 Os pits e os lands são escritos em uma única espiral 
contínua, começando próximo ao buraco do CD, espiral essa 
que se desenvolve em direção à borda do CD, com 32 mm de 
distância entre duas linhas. 
 A espiral possui 22188 revoluções em torno do disco (600 por 
mm) isso equivale à 5,6 km. 
2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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 Na reprodução do CD um dispositivo ótico gera um feixe 
de laser altamente preciso que é movimentado por um 
motor para percorrer a trilha com velocidade angular 
constante, iniciando próximo ao centro indo até a borda. 
 O laser está do lado do policarbonato, fazendo com que 
os pits se comportem nesse lado da mesma maneira 
que as saliências se comportam do lado contrário. 
2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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 A luz refletida no pit em conjunto com a luz refletida na 
superfície é absorvida e retorna menos luz para o 
dispositivo fotodetector do CD player do que a luz que 
sai de um land. 
 Entretanto, em vez de usar o pit para 0 e o land para 1, 
usa-se a transição de pit-land ou land-pit para 
representar o bit 1 e a ausência dessa transição de 0. 
2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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 DVD: originalmente uma abreviatura de Digital Video 
Disk, mas agora oficialmente, Digital Versatile Disk. 
 Os DVDs usam o mesmo design dos CD-ROMs, com 
discos de 120mm de policarbonato contendo pits e lands 
e que são iluminados por um diodo a laser e lidos por 
um fotodetector. 
2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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 A novidade está no uso de: 
 Pits menores (0,4 mícron) 
 Uma pista espiral mais apertada (0,74 mícron) 
 Um laser vermelho e mais fino (0,65 mícron). 
 Essas inovações fizeram com que a capacidade 
aumentasse sete 7x, alcançando a marca de 4,7GB. 
2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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 O que dizer dos 4,7GB? 
 Usando compressão MPEG-2 (padronizada na IS 13346), um DVD 
de 4,7GB pode conter 133 minutos de vídeo em alta resolução(720 
x 480), bem como trilha sonora em até oito idiomas e legendas em 
32. 
 Cerca de 92% de todos os filmes produzidos por Hollywood 
demoram menos de 133minutos. 
2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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 Formatos de DVD 
 Um único lado, uma única camada: 4,7GB 
 Um único lado, duas camadas (8,5GB) 
 Dois lados, uma única camada (9,4GB) 
 Dois lados, duas camadas (17GB) 
2 – Memória: CD-ROM/DVD-ROM 
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