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08/05/2014
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O que é a memória?
• Analogia: máquina de fotocópia
– Para que fazer cópias?
• A memória é utilizada para armazenar dados 
para utilização posterior.
Funcionamento da memória
• Acender uma lâmpada (bit)
Leitura da memória Leitura da memória
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Escrita na memória Funcionamendo da memória
• Palavra da CPU
– Quantos bits ela espera ler em um endereço
• Palavra da memória
– Quantos bits ela guarda por endereço
• Palavras podem ter tamanhos diferentes
– 8, 16, 32, 64, ... bits
Funcionamento da memória
• “Palavra” precisa ser compatível com a CPU
– CPU: dados de 16 bits
– Memória: palavra de 16 bits
• Se CPU tem 8 bits e memória é de 8 bits
Funcionamento da memória
• Se a CPU tem 8 bits e a memória é de 4 bits
– Usa-se duas memórias em paralelo
Funcionamento da memória
• Por que não usar memórias com mesma 
velocidade da CPU?
Funcionamento da memória
• Por que não usar memórias com mesma 
velocidade da CPU?
– São muito caras
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Hierarquia de memórias
• Quantidade de dados armazenados
– Muito grande
• Porém, são utilizados por pouco tempo
• Na maior parte do processamento
– Ocorre repetição das tarefas
– Poucos dados são utilizados
Hierarquia de memórias
• Quantidade de dados armazenados?
– Muito grande
• Porém, são utilizados por pouco tempo
• Na maior parte do processamento
– Ocorre repetição das tarefas
– Poucos dados são utilizados
• Então, é necessário:
– Pouca memória para executar
– Muita memória para armazenar
Memórias diferentes para cada uso
• Velocidades diferentes = custos diferentes
• Maximizar desempenho
• Minimizar custo
Memória
• Estão intimamente ligadas ao processador, 
chipset, placa mãe.
• Local onde o processador busca 
programas, dados e instruções para serem 
processadas.
• É muito importante no funcionamento e 
performance do computador.
Memória
• Principais fatores de sua importância:
– Performance
– Integridade
– Expansão
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Memória
– Performance: o quanto de memória que se utiliza 
afeta dramaticamente a performance de um 
sistema inteiro;
– Integridade: memórias ruins podem gerar 
problemas misteriosos;
– Expansão: a maioria dos softwares demandam 
mais e mais memórias e o fato de poder troca-las 
por outras de maior capacidade é bastante 
considerável.
Níveis de memória
• Registradores (armazenamento interno)
– Armazenamento de curto prazo
– Uso intensivo pelo computador
– Usa-se: memória volátil extrema rápida
– Custo por bit muito alto
• Memória Cache (entre registradores e 
memória principal)
– Armazenamento de curto prazo
– Uso intensivo pelo computador
– Usa-se: memória volátil muito rápida
– Custo por bit: alto
Níveis de memória
• Memória Principal (armazenamento interno)
– Armazenamento de médio prazo
– Uso mediano pelo computador
– Usa-se: memória volátil de velocidade média
– Custo por bit médio
• Memória secundária (armazenamento externo)
– Armazenamento de longo prazo
– Pouco usados pelo computador
– Usa-se: memória não volátil lenta
– Custo por bit baixo
• Memória de segurança
– Armazenamento de longuíssimo prazo
– Talvez nunca sejam usados pelo computador
– Usa-se: memória não volátil extremamente lentos
– Custo por bit extremamente baixos.
Tipos de memória x uso
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MEMÓRIAS
• Organizadas Hierarquicamente
– Registradores
– Cache L1
– Cache L2
– Cache L3
– DRAM
– Discos Magnéticos
– Discos Ópticos
– Fitas Magnéticas
Memória Interna ou Primária
• Memórias que o processador pode endereçar 
diretamente, sem as quais o computador não 
pode funcionar. 
Memória Interna ou Primária
• Fornecem uma ponte para as secundárias, mas a sua 
função principal é a de conter a informação 
necessária para o processador num determinado 
momento
• Ex.: memória RAM (volátil), memória ROM (não 
volátil), registradores e memórias cache. 
Memória Principal
• Tem por finalidade armazenar toda a 
informação que é manipulada pelo 
computador - programas e dados. 
• Para que um programa possa ser manipulado 
pela máquina, ele primeiro precisa estar 
armazenado na memória principal .
Memória Externa ou Secundária
• Não podem ser endereçadas diretamente, a 
informação precisa ser carregada em memória 
primária antes de poder ser tratada pelo 
processador. 
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Memória Externa ou Secundária
• Não são voláteis, permitindo guardar os dados 
permanentemente. 
• Memória de disco, por serem de acesso mecânico, 
tem uma velocidade muito inferior à do 
processador. 
• Ex.: HD (Raid), memória óptica e fita magnética.
MEMÓRIAS
• O ideal seria usar apenas a memória mais 
rápida, entretanto, como são caras, o tempo 
de acesso é sacrificado em favor de um custo 
mais baixo, utilizando memórias mais lentas.
Tipos de memória x uso
Características dos sistemas de memória
• Localização.
• Capacidade.
• Unidade de transferência.
• Método de acesso.
• Desempenho.
• Tipo físico.
• Características físicas.
Localização
• Interna: registradores, RAM, cache.
• Externa: discos magnéticos, fitas, discos 
ópticos.
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Capacidade
• Normalmente expresso em termos de Bytes.
• Quantidade, depende do tipo de memória.
Unidade de transferência
• Para a memória principal: É o número de bits lidos ou escritos na 
memórias de uma só vez. 
• Para a memória externa: os dados normalmente são transferidos 
em unidades muito maiores que uma palavra e estas são chamadas 
de blocos.
Métodos de acesso 
• Sequencial:
– Começa no início e lê em ordem.
– Tempo de acesso depende da localização dos dados e local 
anterior.
– Por exemplo, fita.
• Direto:
– Blocos individuais possuem endereço exclusivo.
– Acesso saltando para vizinhança, mais busca sequencial.
– Tempo de acesso depende da localização e local anterior.
– Por exemplo, disco.
Métodos de acesso 
• Aleatório:
– Endereços individuais identificam localizações com exatidão.
– Tempo de acesso é independente da localização ou acesso 
anterior.
– P.e., RAM.
• Associativo:
– Dados são localizados por uma comparação com conteúdo de 
uma parte do armazenamento.
– Tempo de acesso é independente do local ou acesso anterior.
– P.e., cache.
Desempenho
• Tempo de acesso (latência):
• Tempo entre apresentar o endereço e obter os dados 
válidos.
– Acesso aleatório:
• Tempo gasto para realiza uma operação de leitura ou 
escrita, ou seja, o tempo desde o instante em que um 
endereço é apresentado à memória até o instante em 
que os dados foram armazenados ou se tornaram 
disponíveis.
– Acesso não aleatório:
• Tempo gasto para posicionar o mecanismo de leitura-
escrita no local desejado.
Desempenho
• Tempo de ciclo de memória:
– Tempo que pode ser exigido para a memória se “recuperar” 
antes do próximo acesso.
– Tempo de ciclo é acesso + recuperação.
• Taxa de transferência:
– Taxa em que os dados podem ser movidos.
– 1/tempo de ciclo.
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Desempenho
• TN = TA + n/R
• TN = tempo médio para ler ou escrever N bits
• TA = tempo de acesso médio
• n = número de bits
• R = taxa de transferência em bits por segundo (bps)
Tipos físicos
• Semicondutor:
– RAM.
• De superfície Magnética:
– Disco e fita.
• Óptico:
– CD e DVD.
Características físicas
• Voláteis
– Deteriora naturalmente
– Necessita refresh.
• Não voláteis
Memória - Características
• Capacidade
• Velocidade (tempo de acesso)
• Custo
Relação entre as características 
principais da memória
• Tempo de acesso mais rápido, maior custo por bit.
• Maior capacidade, menorcusto por bit.
• Maior capacidade, tempo de acesso mais lento.
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Hierarquia de Memória
• À Medida que descemos em uma hierarquia 
de memórias:
– O custo por bit diminui
– A capacidade aumenta
– O tempo de acesso aumenta, mais lento
– A frequência de acesso à memória pelo 
processador diminui.
Hierarquia de memória
• As memórias menores, mais caras e mais 
rápidas são complementadas por memórias 
maiores, mas baratas e mais lentas.
Hierarquia de memória – Diagrama