AULA 3 - ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES

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ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
UNIDADE 
MANAUS
PROFESSOR: GILBERTO ANDRADE DA SILVA
ggggc1@hotmail.com
Exemplo de um típico depósito que funciona de modo semelhante a uma memória
MEMÓRIA
São componentes onde são guardadas (escritas) informações que serão usadas 
(lidas) quando necessário.
Como as informações são representadas nas memórias
MEMÓRIA
Como se localiza uma informação na memória
MEMÓRIA
DADOS D Q
CK
D Q
CK
D Q
CK
D Q
CK
CLOCK
B0B1B3 B2
MEMÓRIAPALAVRA
(ESCRITA)
PALAVRA
(LEITURA)
ENDEREÇO
CONTROLE
DE
ESCRITA / 
LEITURA
SELEÇÃO DE 
LINHA Xi
ESCRITA
LEITURA
SELEÇÃO DE 
COLUNA Yi
100 
KHz
CP
SELEÇÃO DE 
ESCRITA
SAÍDA DE 
DADO
(LEITURA)
SELEÇÃO DE 
LEITURA
ENTRADA DE 
DADO
(ESCRITA)
T3
T2
T1
Operações realizadas na memória
MEMÓRIA
Operação de leitura e escrita na MP
MEMÓRIA
Hierarquia de memória
MEMÓRIA
Exemplo de memória cache (cache externo)
MEMÓRIA
Processador
Cache 
Memória 
principal
Barramento 
Palavra por 
palavra Bloco por bloco 
de palavras
MEMÓRIA
Tipos de memória em uso nos microcomputadores
MEMÓRIA
Significado dos valores de endereço e conteúdo na MP
MEMÓRIA
Organização básica da MP
MEMÓRIA
Exemplos de MP com mesma quantidade de células 
(256), porém com largura de célula diferente.
MEMÓRIA
Exemplo de memória MP com mesma largura de célula, porém com
quantidade de células diferentes.
MEMÓRIA
Estrutura UCP/MP e a utilização de barramento para comunicação entre eles.
MEMÓRIA
Exemplo de placa mãe com componentes do sistema de memória
MEMÓRIA
Exemplo de operação de leitura
MEMÓRIA
Exemplo de operação de escrita
MEMÓRIA
Exemplos de organização de memória
MEMÓRIA
Fluxo de bits para um processamento
MEMÓRIA
Configuração de memória principal (MP) de um microcomputador tipo PC
MEMÓRIA
Memória ROM com 4 células de 4 bits cada.
MEMÓRIA
Uma pastilha de EPROM inclui uma janela transparente pela qual
um feixe de luz ultravioleta pode apagar todo seu conteúdo.
MEMÓRIA
Processo básico de detecção / correção de erros.
MEMÓRIA
Exemplo de diferença de velocidade P/MP. Enquanto o processador gasta 2ns
adicionando dois dados a MP gasta 100 ns transferindo os dados para o 
processador.
MEMÓRIA
Um programa em execução com várias partes
(exemplo do princípio da localidade espacial).
MEMÓRIA
Exemplo de programa para demonstração 
de localidades na sua execução.
MEMÓRIA
Organização para transferência de informações entre Processador /Cache/MP.
MEMÓRIA
Exemplo de conexão e funcionamento do sistema 
processador, cache e memória principal.
MEMÓRIA
Organização básica de uma memória cache
MEMÓRIA
Organização memória cache / memória principal.
MEMÓRIA
Exemplo de um sistema de computação (microcomputador) com 
utilização de memória cache em um barramento único.
MEMÓRIA
Exemplo de mapeamento direto. A 
memória possui 64 células (64 bytes) 
e a memória cache possui 16 bytes 
(quatro linhas com quatro bytes 
cada). Cada linha pode armazenar 
quatro blocos, um de cada vez. 
Exemplo: a linha 0 pode armazenar 
os blocos 0, 4, 8 e 12.
MEMÓRIA
Exemplo de organização com 
mapeamento direto em uma MP 
com 32 células (bytes) e uma 
cache com quatro linhas de 2 
bytes cada.
MEMÓRIA
Memória cache com 
mapeamento direto .
MEMÓRIA
Exemplo de acesso à 
memória cache por meio 
de mapeamento direto.
MEMÓRIA
Exemplo de operação de leitura em memória cache com mapeamento direto.
MEMÓRIA
Exemplo de organização com 
mapeamento associativo 
completo, com MP de 32 células 
(bytes) e uma cache com quatro 
linhas de 2 bytes cada.
MEMÓRIA
Exemplo de acesso à 
memória cache por 
meio do mapeamento 
associativo
completo.
MEMÓRIA
Exemplo de organização com 
mapeamento associativo por 
conjunto em MP com 32 
células (bytes) e uma cache 
com 4 linhas de 2 conjuntos 
de duas linhas.
MEMÓRIA
Exemplo de acesso à memória 
cache por meio do mapeamento 
associativo por conjunto.
MEMÓRIA
Algoritmos de substituição de dados na cache
Como quadro e bloco (Q<<B) todos os quadros da cache estão
sempre ocupados
O que não é usado a mais tempo (LRU – Least Recently Used)
– o sistema escolhe o bloco que há mais tempo está sem
ser utilizado
Fila FIFO (First In First Out) – o sistema escolhe o bloco
que está armazenado há mais tempo na cache,
independentemente de estar sendo usado com freqüência
ou não
O que tem menos referências (LFU – Least Frequently Used)
– o sistema escolhe o bloco que tem tido menos acesso por
parte da UCP
Escolha aleatória – trata-se de escolher aleatoriamente
um bloco a ser substituído, independentemente da sua
situação no conjunto
Esta última opção apesar de não ser um algoritmo
propriamente dito tem-se mostrado extremamente
eficiente além de ser muito fácil implementar
MEMÓRIA
Exercícios
Página 118 exercícios 1 a 10
Página 151 exercícios 1 e 2
Mário Monteiro quinta edição
Entrega até o dia 20/04/2020