Bruno Iran Ferreira Maciel

Apresentação em tema: "Bruno Iran Ferreira Maciel"— Transcrição da apresentação:

1 Bruno Iran Ferreira Maciel
Hierarquia de Memória Arquitetura de Computadores Aula 3 - Memória 21/08/2012 Bruno Iran Ferreira Maciel Mestrando em Ciências da Computação – Cin/UFPE

2 Revisão da aula passada
As memórias voláteis podem ser divididas em duas grandes categorias: Memórias de acesso aleatório Os dados podem ser lidos ou escritos sem uma ordem pré-estabelecida. Pertencem a esta categoria as memórias estáticas “SRAM” e dinâmicas “DRAM”. Memórias de acesso sequencial Os dados podem se lidos e escritos apenas em uma determinada sequencia. As memórias FIFO são um bom exemplo. Obs: FIFO, muito utilizadas na transferência de dados entre sistemas que operam com velocidades diferentes. Exemplo: computador para impressora.

3 Revisão da aula passada

4 Revisão da aula passada
Memórias de acesso aleatório Cada posição de memória possui um endereço único O tempo de acesso a uma posição é constante, sendo independente dos acessos anteriores  Exemplos: Memória principal e alguns sistemas de memória cache

5 Revisão da aula passada
Memórias de acesso sequencial O computador envia dados para uma impressora a uma velocidade muito superior a que a impressora possa aceitá-los. A memória FIFO neste caso age com um buffer equalizador de taxa de dados, aceitando os dados que vem do computador em velocidade alta, digamos, pps (pulsos por segundo) e armazenando-os. Após isso serão deslocados para uma impressora a uma velocidade bem mais baixa, digamos, 400pps.

6 Revisão da aula passada
Acesso sequencial -Os dados são organizados em registros sequenciais Exemplo: fitas magnéticas

7 Revisão da aula passada
As memórias voláteis podem ser divididas em duas grandes categorias: Memórias de acesso direto Pode-se dizer que, de forma genérica, o acesso direto é feito em dois passos. O primeiro é um acesso aleatório a uma vizinhança genérica do bloco de bytes a ser lido (geralmente, um setor). O segundo é um acesso sequencial (em geral por contagem de blocos) até identificar aquele que deve ser lido. Finalmente, este bloco é transferido para a memória principal onde, se necessário, os bytes podem ser identificados individualmente. Memórias de acesso associativo Uma palavra é buscada com base em parte de seu conteúdo, e não de acordo com o seu endereço.

8 Revisão da aula passada
Memórias de acesso direto

9 Revisão da aula passada
Memórias de acesso associativo Tipo de acesso aleatório que compara simultaneamente certo número de bits de uma palavra com todas as palavras da memória, determinando quais delas contêm o mesmo padrão de bits  Uma palavra é buscada com base em parte de seu conteúdo, e não de acordo com o seu endereço  Exemplo: Memórias cache

10 Revisão da aula passada
As memórias voláteis de acesso aleatório (RAM) podem ser estáticas ou dinâmicas dependendo da tecnologia com que são fabricadas. DRAM: recebem este nome porque necessitam ter a sua informação periodicamente atualizada, isto é, lidas e novamente escritas sob o risco dos dados serem perdidos. SRAM: não precisam deste tipo de operação, preservando a informação enquanto houver alimentação

11 Revisão da aula passada
SRAM Vantagens: – Os dados permanecem armazenados enquanto houver alimentação – São mais rápidas Desvantagens: – As células de memória são maiores, com cerca de 6 transistores; – O consumo de energia é maior – A capacidade de armazenamento é menor. Curiosidade: são utilizadas na memórias cache dos processadores.

12 Revisão da aula passada
DRAM Vantagens: – As células de memória são menores, com apenas um transistor e um capacitor. – O consumo de energia é menor. – A capacidade de armazenamento é maior. Desvantagens: – A atualização periódica dos dados é necessária. – O ciclo de leitura é maior que o de escrita. – São mais lentas que as estáticas. Curiosidade: são utilizadas na memória principal dos computadores.

13 Aula de hoje Hoje vamos ver Memória Secundária

14 Outras tecnologias DDR or SDRAM II (Double-data rate SDRAM)
Versão mais rápida de SDRAM capaz de ler dados na subida e descida do clock do sistema dobrando a taxa de dados do chip de memória. Rambus DRAM® (Rambus™ RDRAM) Memória extremamente rápida e usada como um canal rápido para transmitir dados velocidades de 10 vezes mais rápidas que as DRAM padrões Espera-se que esta tecnologia seja usada como memória principal dos PCs

15 Memória Secundária Memória secundária (memória de massa)
Não é acessada diretamente pela CPU acesso é feito através de interfaces ou controladoras especiais Memória do tipo permanente não se apaga quando o computador está desligado para armazenamento de programas e dados por um longo período Tem alta capacidade de armazenamento Custo muito mais baixo que o da memória principal 128 MB de RAM custa cerca de R$ 70,00 disco rígido de 40 GB custa cerca de R$ 200

16 Memória Secundária Não é formada por chips
Formada por dispositivos que utilizam outras tecnologias de armazenamento Exemplos de memória secundária disco rígido, disquetes, CD-ROM e fita magnética

17 Memória Secundária

18 Memória Secundária: Arquivo
Arquivos Conjunto de dados gravados na memória secundária Forma de organizar melhor os dados dentro da memória secundária Nome Arquivos recebem nomes CURRÍCULO.DOC, COMMAND.COM, CHKDSK.EXE Dividido em duas partes Nome do arquivo Extensão, que define o tipo de arquivo/forma de manipulação

19 Memória Secundária: Arquivo
Tipos de dados: Instruções para a CPU (arquivos executáveis) usam a extensão COM ou EXE Documentos textos digitados com editor de textos usam a extensão TXT ou DOC Gráficos/Imagens representam figuras extensões: .bmp, .gif, .jpeg Dados genéricos Demais tipos de dados: áudio e vídeo,... Extensões: .au, .wav, .mp3, .mov, .mpg,

20 Memória Secundária: Arquivo
Na execução de programas Programas e dados no disco devem ser transferidos para a memória principal afim de poderem ser executados e manipulados

21 Discos Rígidos O que são discos rígidos e como funcionam?
Disco rígido usa discos achatados chamados pratos revestido nos dois lados por material magnético projetado para armazenar informações Pratos são montado em uma pilha estes pratos (o disco) giram a uma rotação constante (3600 a 7200 rpm) desde que o computador é ligado Dispositivos especiais de leitura/escrita, chamados de cabeçotes, são usados para escrever ou ler informações no/do disco posição no disco é controlada por um braço atuador cada prato contém dois cabeçotes um na parte superior do prato e outro na parte inferior exemplo: um disco rígido com dois pratos tem quatro cabeçotes todos os cabeçotes são presos a um único braço atuador eles não se movem individualmente

22 Discos Rígidos Controladoras
Discos rígidos e a CPU se comunicam via um conjunto de circuitos denominados controladora de disco rígido que está geralmente integrada na placa-mãe Tipos IDE (Intelligent Drive Electronics) controladora muito usada SCSI (Small Compact System Interface) permite a conexão de diversos periféricos, inclusive de naturezas distintas

23 Discos Rígidos O que são discos rígidos e como funcional
Dados são organizados no disco em cilindros, trilhas e setores Cilindros são trilhas concêntricos na superfície dos discos existem 3000 trilhas em cada lado de um prato de 3,5 polegadas Uma trilha é dividida em setores

24 Discos Rígidos setor trilha cilindro

25 Discos Rígidos O que são discos rígidos e como funcional
Em uma operação de leitura de um setor controlador de disco interpreta o endereço do dado e move os cabeçotes para o cilindro que contém os dados controlador ativa cabeçote específico para ler trilha que contém o dado cabeçote então lê a trilha procurando o setor que contém o dado placa controladora do disco coordena o fluxo de informação vinda do disco rígido para uma área de armazenamento temporária placa controladora envia a informação pela interface do disco rígido setor trilha cilindro

26 Discos Rígidos setor trilha cilindro

27 Discos Rígidos Posicionamento espalhado de dados
Espalha os blocos de dados de um arquivo ao redor do disco Alguns mecanismos são necessários para rastrear os blocos de um arquivo p.e. lista ligada, FAT – File Allocation Table no DOS, I-node do UNIX Quando da leitura de vários blocos em um arquivo espalhado uma busca deve ser realizada para a leitura de cada bloco

28 CD-ROM CD-ROM (Compact-Disck Read-Only Memory)
Meio de armazenamento que tem o menor custo por cada MB armazenado Não pode ser usado para gravar dados usado apenas para leitura utilizado para veiculação de software, dicionários, enciclopédias, etc. Utiliza técnicas óticas de laser em vez de eletromagnetismo leitura é feita com a emissão de um feixe de laser sobre a superfície do disco WORM (Write Once, Read Many) mesma tecnologia, mas que podem ser gravados apenas uma vez, mas lidos inúmeras vezes Discos apagáveis (Magneto Optical Erasable Disk) regraváveis, que permitem inúmeras atualizações

29 CD-ROM

30 Fitas Magnéticas Unidades de Fitas magnéticas Fita magnética
Dispositivo de alta velocidade que lê e grava fitas magnéticas Fita magnética Geralmente acondicionada em cartuchos É o meio de armazenamento de grande capacidade um rolo pode conter centenas de megabytes de dados Normalmente utilizadas para backups de discos rígidos também pode ser utilizadas no processamento em que os dados tenham que ser acessados seqüencialmente Seu uso é mais corrente junto a máquinas de porte médio ou grande

31 Perguntas ?

32 Exercício Não tivemos exercício neste dia