Memória Principal.

Apresentação em tema: "Memória Principal."— Transcrição da apresentação:

1 Memória Principal

2 Função “Armazenar dados e programas que serão utilizados pelo processador (CPU – Unidade Central de Processamento) ”

3 Características – 01 Tempo de acesso: maior que o tempo de acesso da cache Capacidade: bem maior que a cache (tipicamente em 2 Gb, 4 Gb ou 8Gb) Volatilidade: volátil Temporariedade: tempo de duração da execução do programa

4 Características – 02 Tecnologia: DRAM (Dynamic Random Access Memory)
Implementada por uma matriz de células, cada célula contendo um transistor e um capacitor A carga de um capacitor varia com o tempo, sendo necessário um processo de recarga ou refresh Apresenta alta densidade (bits por chip): alta capacidade de armazenamento e baixa velocidade Pode ser lida ou escrita (R/W – read/write) Gasta-se o mesmo tempo para acessar qualquer posição da memória

5 Organização – 01 Célula: unidade de armazenamento
Cada célula possui um endereço que a identifica Os endereços são utilizados para realizar operações de escrita e leitura Operação de escrita: armazenar, escrever ou gravar um elemento na memória Operação de leitura: recuperar ou ler um elemento na memória

6 Organização – 02 Cada célula contém em seu interior M bits
Os M bits constituem na informação propriamente dita Uma instrução ou parte dela Um dado ou parte dele Um endereço ou parte dele

7 Organização – 03 Memória Principal endereço 1F 257A conteúdo 2C 257B

8 Organização – 04 Diferentes formas de organizar as células M bits .. .
End. 0 End. 1 End. 2 End. 3 End. N -1 bit1 bit 2 bit M N células Diferentes formas de organizar as células

9 Organização – 05 . 12 bits End. 0 End. 1 End. 2 End. 3 End. 255

10 Organização – 06 Na prática, os endereços estão em binário . 0000 0001
0010 0011 1111 000000 000001 000010 000011 111111

11 Operações de Leitura e Escrita
Para entendermos com é feita uma operação de leitura ou escrita na memória, é necessário conhecer os componentes do processador que participam destas operações

12 Operações de Leitura e Escrita Elementos Utilizados
RDM (Registrador de Dados da Memória) ou MBR (Memory Buffer Register): armazena temporariamente a informação que está sendo transferida da MP para o processador ou vice-versa REM (Registrador de Endereços da Memória) ou MAR (Memory Address Register): armazena temporariamente o endereço de acesso a uma posição de memória, ao se iniciar uma operação de leitura ou de escrita UC (unidade de controle): comanda as operações de leitura ou de escrita

13 Operações de Leitura e Escrita Elementos Utilizados
Barramento de dados: interliga o RDM à MP Barramento de endereços: interliga o REM à MP para a transferência dos bits que representam um endereço de acesso a uma posição de memória Barramento de controle: interliga o processador à MP para passagem de sinais de controle durante uma operação de leitura ou escrita

14 Operações de Leitura e Escrita Elementos Utilizados
Processador ou CPU RDM REM UC MP Barramento de Dados Barramento de Endereços Barramento de Controle

15 Capacidade de Armazenamento dos Elementos
Os tamanhos destes elementos são dados em bits ou bytes Tamanho do RDM=tamanho do BD= tamanho da unidade de transferência A unidade de transferência é chamada de palavra e depende do fabricante, podendo ser uma única célula (8 bits ou 1 byte) ou um conjunto de células

16 Capacidade de Armazenamento dos Elementos
Tamanho do REM=tamanho do BE=tamanho do endereço de memória O tamanho do endereço de memória depende da quantidade de células que a memória possui 2tamanho end em bits = qtde de células Tamanho da memória (em bits ou bytes) = qtde de células X tamanho da célula

17 Capacidade de Armazenamento dos Elementos
Exemplo: Considere uma memória de 32 células de 16 bits cada: Qual é o tamanho, em bits, de um endereço desta memória? 2tamanho endereço em bits = 32 células 2tamanho endereço em bits = 25 células Tamanho endereço = 5 bits

18 Capacidade de Armazenamento dos Elementos
00000 00001 00010 00011 Exemplo: 16 bits 32 células . 11111

19 Capacidade de Armazenamento dos Elementos
Exemplo: Qual é tamanho, em bytes, desta memória? Tamanho da memória = qtde de células X tam da célula = 32 X 16 bits = 25 X 24 bits = 29 bits = 29 bits/8 bits = 29/23 bytes = 26 bytes

20 Operação de Leitura Realizada através de algumas operações menores, as microoperações O tempo gasto para realização de todas as microoperações caracteriza o tempo de acesso

21 Operação de Leitura 1) (REM)  conteúdo de outro registrador
Passos: 1) (REM)  conteúdo de outro registrador 2) O endereço é colocado no barramento de endereço 3) Sinal de leitura é colocado no barramento de controle pela unidade de controle 4) O endereço é usado para localizar a célula na MP 5) Envio da informação pelo barramento de dados 6) (RDM)  MP(REM) 7) Outro registrador  (RDM)

22 (1) (4) (7) (6) (5) (2) (3) Processador ou CPU MP outro reg.
10011 (1) 10011 (7) (4) RDM REM UC (6) (5) barramento de dados 10011 (2) barramento de endereços Sinal de leitura (3) barramento de controle

23 Operação de Escrita 1) (REM)  conteúdo de outro registrador
Passos: 1) (REM)  conteúdo de outro registrador 2) (RDM)  conteúdo de outro registrador 3) O endereço é colocado no barramento de endereço 4) O conteúdo de RDM é colocado no barramento de dados 5) Sinal de escrita é colocado no barramento de controle 6) MP (REM) (RDM), o dado é transferido para a célula de memória

24 (1) (6) (2) (4) (3) (5) MP Processador ou CPU outro reg. lixo
01111 01111 (6) (2) RDM REM UC (4) barramento de dados 01111 (3) barramento de endereços Sinal de escrita (5) barramento de controle

25 Operações de Leitura e Escrita
Vamos visualizar como a memória atende uma requisição de leitura ou escrita Iremos considerar uma memória 4 x 3, ou seja, 4 células (palavras) de 3 bits 3 sinais de controle: CS (chip Selection): controla a habilitação do chip de memória RD (Read): diferencia leitura de escrita OE (Output Enable): habilita a saída da memória I0, I1 e I2 são os bits de entrada O1, O2 e O3 são os bits de saída

26 Operações de Leitura e Escrita
Duas linhas de endereço A1 e A0 que indicam qual das 4 palavras de 3 bits deve ser lida ou escrita A1 = 0 e A0 = 0, palavra 0 A1 = 0 e A0 = 1, palavra 1 A1 = 1 e A0 = 0, palavra 2 A1 = 1 e A0 = 1, palavra 3

27 Operações de Leitura e Escrita
Em uma operação de leitura: O sinal CS será ativado junto com o sinal RD As linhas de entrada de dados não são utilizadas A palavra selecionada pelas linhas A1 e A0 é colocada nas linhas de saída de dados O sinal OE é ativado Em uma operação de escrita: O sinal CS será ativado e o sinal RD desativado Os bits presentes nas linhas de entrada de dados são carregados na palavra selecionada pelas linhas A1 e A0 As linhas de saída de dados não são selecionadas

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