aula 6 arquitetura

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Prof. Ricardo Ferreira
josericardo.ferreira@live.estacio.br
EDUCAR PARA TRANSFORMAR
CCE0091 – ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
Aula 6: Unidade 3
3.1 – Barramentos do sistema.
3.2 – Memória interna.
3.3 – Memória externa.
Arquitetura e Organização de Computadores
EDUCAR PARA TRANSFORMAR
Ao final da aula o aluno deverá ser capaz de:
Compreender a função do barramento em 
um sistema computacional; e
Conhecer o subsistema de memória.
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Objetivo
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Transformação da Informação
Dados Processamento(Transformação) Informação
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Sistema de Computação
Arquitetura e Organização de Computadores
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Arquitetura de Von Neumann
Periférico de
ENTRADA CPU
Periférico de
SAÍDA
Memória
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Sistema de Computação
Arquitetura e Organização de Computadores
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Arquitetura
 de 
Von Neumann
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Barramento do Sistema
Barramento
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Comunicação entre Componentes
Barramento ou bus: Meio de condução de 
sinais elétricos entre diversos componentes
Capacidade de compartilhamento de uma mesma 
via
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Barramento do Sistema
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Comunicação entre Componentes
• Barramento Serial (USB – Universal Serial Bus)
• Barramento Paralelo
• Partes:
• Barramento de Dados – BD
• Barramento de Endereços – BE
• Barramento de Controle – BC
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Barramento do Sistema
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Barramentos
Dados, Endereço e Controle
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Barramento do Sistema
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Sistema de Computação
Subsistema de Memória: Memória Interna
Memória Externa e Memória Auxiliar.
ENTRADA CPU SAÍDA
Memória
Subsistema 
de memória
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Devido ao fato da memória ser apenas um 
local de armazenamento de dados (a serem 
utilizados pelo processador), o tempo que o 
processador leva para guardar (escrever – 
write) ou recuperar (ler – read) uma dado 
na(da) memória é fundamental para a 
construção do subsistema de memória.
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Subsistema de Memória
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Ou seja, existe um conjunto de memórias 
distintas organizadas de forma a obter o 
melhor desempenho da máquina e a melhor 
relação custo-benefício.
– Registrador, Cache e Memória Principal (MP).
Barramento
MP
Cache
Registrador
CPU
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Representação da informação (dados)
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Toda e qualquer informação (dados) é 
armazenada no formato de bits.
A máquina reconhece apenas sinais 
elétricos que são codificados em bits (0 e 1) 
para representar o dado armazenado.
Assim, a memória é dividida em grupos de 
bits e cada grupo recebe a denominação de 
CÉLULA.
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Subsistema de Memória
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Localização da informação na memória.
Cada CÉLULA de memória tem um endereço.
Armaze
namen
to
Escrita
Write
RecuperaçãoLeitura
Read
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Subsistema de Memória
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Localização da informação (dado) na 
memória.
Os endereços de memória são organizados 
do endereço 0 até o endereço N-1, para 
uma memória com N endereços.
Normalmente os endereços de memória 
são representados em hexadecimal.
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Subsistema de Memória
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Operações realizada em uma memória:
Somente 2 operações são realizada em uma 
memória:
– Escrita (write); e
– Leitura (read).
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Hierarquia 
de memória
Registradores
Cache L1
Memória Principal
Memória Secundária
Cache L2
Custo baixo
Velocidade baixa
Alta capacidade
Custo alto
Velocidade alta
Baixa capacidade
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Subsistema de Memória
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Hierarquia de memória
Os diferentes tipos de memória se 
caracterizam por:
- Tempo de acesso
- Capacidade
- Tecnologia de fabricação
- Temporalidade
- Custo
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Tempo de acesso
- É o tempo decorrente entre a requisição 
da CPU e a disponibilização do dado para 
uso. Ou seja, é o tempo gasto entre o 
recebimento do endereço de memória 
enviado pela CPU e a escrita dos dados no 
barramento pela memória.
Barramento
MPCPU Endereço Dado
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Tempo de acesso
- Qualquer posição de memória 
eletrônica tem o mesmo tempo de acesso. 
Tanto a primeira célula de memória quanto 
a última célula demandam o mesmo tempo 
de acesso.
- Diferentemente, as memórias 
magnéticas e ópticas tem tempos distintos 
de acesso para as primeiras células em 
relação às últimas.
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Subsistema de Memória
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Tempo de acesso
- O ciclo de memória, que é o tempo 
decorrente entre duas operações na 
mesma memória, também pode influenciar 
no tempo de acesso.
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Subsistema de Memória
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Capacidade
- Quantidade de informação (dados) que 
pode ser armazenada na memória, 
normalmente representada em bytes.
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Subsistema de Memória
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Volatilidade
- Umamemória pode ser do tipo “volátil” 
ou “não volátil”.
- Uma memória volátil é aquela que perde 
a informação quando a energia elétrica é 
desligada. Exemplo, memória RAM.
- Uma memória “Não volátil” mantém os 
dados mesmo sem a presença de energia 
elétrica. Exemplo, memória ROM.
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Subsistema de Memória
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Tecnologia de fabricação
- Memórias de semicondutores 
(eletrônicas).
- Memórias de meio magnético.
- Memórias de meio óptico.
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Temporalidade
- Refere-se ao tempo em que a 
informação (dados) pode ficar armazenada 
na memória sem risco de perda. 
Por exemplo, ninguém digita um texto e o 
deixa na memória RAM sem “salvar” no 
disco. Ou seja o disco tem uma 
temporalidade superior à memória RAM.
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Temporalidade
- Por isso, o disco é considerado 
memória “permanente” enquanto a 
memória RAM é considerada “transitória”.
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Custo
- Definição do preço em bytes de uma 
memória.
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Subsistema de Memória
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Tipos de memória:
- Registradores
- Memória Cache
- Memória Principal
- Memória Secundária
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Subsistema de Memória
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Registradores
- A CPU utiliza pequenas memórias 
internas para realizar o processamento de 
instruções e dados.
- Esses memórias internas (partilha do 
processador) são conhecidas como 
registradores, por serem memórias 
transitórias.
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Subsistema de Memória
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 Registradores
- Tipo de memória que 
tem a maior velocidade, 
maior custo e 
menor capacidade 
de armazenamento. 
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Subsistema de Memória
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Memória Cache
- Memória intermediária que tem por 
finalidade acelerar as operações de leitura 
e escrita na memória RAM.
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Subsistema de Memória
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Memória Cache
- Level 1 (L1): Inserida na partilha do 
processador.
- Level 2 (L2): Presente na placa mãe.
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Subsistema de Memória
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Memória Principal
- Memória básica de um sistema 
computacional onde ficam armazenadas as 
instruções e dados.
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Subsistema de Memória
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Memória Secundária
- Tipo de memória desenvolvida para 
armazenamento de dados de forma 
não volátil.
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Subsistema de Memória
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Um dos componentes vitais em um sistema 
de computação. 
A Memória Principal trabalha diretamente 
com o Processador que a utiliza como local 
de armazenamento de todas as instruções, 
dados e programas em execução.
Essa forma foi definida por Von Neumann.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Organização
- Os programas (instruções) e dados são 
organizados de forma sequencial.
- O acesso as dados pode ser feito de 
forma não sequencial devido à capacidade 
de acesso direto às células de memória.
- A forma mais básica de organização da 
memória principal é em células de 1 byte 
cada uma.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Organização
- Um processador consegue, a cada ciclo, 
processar um conjunto de informações 
conhecido com palavra. 
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Organização
- Normalmente essa palavra é composta 
por grupos de 2, 4, 8 ou 16 bytes. Contudo, 
mesmo com esse avanço do processador, a 
Memória Principal é organizada em células 
de 1 byte.
- Portanto, 1 byte é a unidade de 
armazenamento padrão da Memória Principal.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Organização
- Quanto à unidade de transferência, não 
há um padrão definido, podendo variar de 
fabricante para fabricante.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Organização
- Possui um número de identificação 
(endereço) para cada célula.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Organização
- Normalmente os endereços de memória 
são representados em hexadecimal.
Exemplo: Célula de memória
no endereço 257B, de 1 Byte
 com o conteúdo 2C.
2C16 = 001011002
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Organização
- A Memória Principal é produzida com 
semicondutores que garantem as seguintes 
vantagens:
- acesso aleatório mais rápido 
(Random Access Memory - RAM);
- tamanho reduzido, permitindo maior 
capacidade de armazenamento; e
- tempo de acesso pequeno.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Organização
- A Memória Principal é do tipo Leitura e 
Escrita, volátil que depende de energia 
elétrica para manter os dados (RAM).
- Devido ao fato de o computador necessitar 
de um conjunto de instruções previamente 
definidas para iniciar o seu funcionamento, é 
utilizado um tipo especial de memória para 
armazenar essas instruções. Esse tipo 
especial é a ROM.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Organização
- Ou seja, a Memória ROM (Read Only 
Memory) é um tipo de memória de somente 
leitura (read).
- As informações contidas na ROM já 
vem gravadas de fábrica e não podem ser 
alteradas.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
Arquitetura e Organização de Computadores
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Considerações sobre a Organização
- Fabricantes podem produzir memórias 
com células com mais de 1 byte. Ex.: 
células de 16 bits. 
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Operações com a Memória Principal.
- São duas as operações disponíveis:
- Escrita (write) – armazenar informação na 
memória.
- Leitura (read) – recuperar uma informação 
armazenada na memória.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
Arquitetura e Organização de Computadores
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Operações com a Memória Principal.
- A operação de Leitura (read) transfere 
uma cópia da informação armazenada sem 
alterar o conteúdo da memória.
Ou seja, essa operação não destrói o 
conteúdo da memória.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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- A operação de Leitura.
Essa operação envolve a CPU, a MP e o 
barramento para transferência de dados 
entre a CPU e a MP.
Esse barramento é conhecido como 
barramento interno e é composto por 3 
tipos específicos.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Operações com a Memória Principal (MP).
- A operação de Leitura.
Memória Principal
Barramento de endereços
Barramento de dados
Barramento de controle
MP
2C
257B
257B
CPU
2C
UC RDM REM
R
R
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- A operação de Leitura.
Barramento de dados: interliga a Memória 
Principal ao MBR (Memory Buffer Register)
– Registrador de Dados de Memória (RDM) 
– Memória interna à CPU responsável pelo 
armazenamento temporário dos dados em 
processamentos.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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EDUCAR PARA TRANSFORMAR
- A operação de Leitura.
Barramento de endereço: interliga a 
Memória Principal ao MAR (Memory Adress 
Register)
– Registrador de Endereço de Memória 
(REM) – Memória interna à CPU reponsável 
pelo armazenamento temporário de 
endereços em processamento.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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- A operação de Leitura.
Barramento de controle: interliga a 
Memória Principal à UC.
UC (Unidade de Controle): 
Responsável por gerar os sinais que 
controlam todas as operações.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Operações com a Memória Principal.
- A operação de Escrita (write) apaga o 
conteúdo do endereço de memória para 
escrever o novo conteúdo.
Ou seja, essa operação destrói o 
conteúdo da memória para inserir o novo 
conteúdo.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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Operações com a Memória Principal (MP).
- A operação de Escrita.
Memória Principal
Barramento de endereços
Barramento de dados
Barramento de controle
MP
F7
21C8
21C8
CPU
F7
UC RDM REM
W
W
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Subsistema de Memória
Arquitetura e Organização de Computadores
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Capacidade da Memória Principal.
- A capacidade de uma memória principal 
 normalmente é definida em giga byte.
- Ou seja, utiliza-se a quantidade de 
células endereçáveis na memória para 
representar o seu tamanho.
- Uma memória de 4 GB possui 
4.294.967.296 células de memória.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
Arquitetura e Organização de Computadores
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Tipos de Memória Principal.
- RAM – Random Access Memory
- SRAM – Static RAM (mais rápida, mais 
cara)
- DRAM – Dynamic RAM
- ROM – Read Only Memory (compõe a 
memória principal junto com a RAM).
Memória Principal
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Subsistema de Memória
Arquitetura e Organização de Computadores
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Variações da DRAM
SDRAM - Synchronous DRAM – 
sincronização com o barramento do 
sistema.
RDRAM – Rambus DRAM – Nova tecnologia 
proprietária que exige mudança no 
barramento de dados e no funcionamento 
do clock. Trata-se de um novo padrão.
Memória Principal
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Subsistema de Memória
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- Variações da ROM
PROM – Programmable ROM
EPROM – Erasable PROM
EEPROM - Electrically-Erasable PROM
Memória Principal
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Subsistema de Memória
Prof. Ricardo Ferreira
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Assuntos da próxima aula:
Aula 7: Unidade 3
3.4 – Dispositivos de entrada e saída. 
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	Slide 34
	Slide 35
	Slide 36
	Slide 37
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	Slide 39
	Slide 40
	Slide 41
	Slide 42
	Slide 43
	Slide 44
	Slide 45
	Slide 46
	Slide 47
	Slide 48
	Slide 49
	Slide 50
	Slide 51
	Slide 52
	Slide 53
	Slide 54
	Slide 55
	Slide 56
	Slide 57
	Slide 58
	Slide 59