Subsistemas De Memórias

SUBSISTEMAS DE MEMÓRIAS

INTRODUÇÃO

A memória é o componente de um sistema de computação cuja função é armazenar as informações (por informações entendem-se os dados ou as instruções de um programa – Von Neumann) que são, foram ou serão manipuladas pelo sistema. Na prática, a memória de um computador possui tantas variedades (velocidade, capacidade de armazenamento, tecnologia, etc.) que se torna um subsistema de elementos hierarquicamente estruturados. No caso de uma memória de computador, o elemento a ser manipulado é o bit, o qual, em grupo de n bits, corresponde a uma unidade de informação a ser armazenada, transferida, recuperada, etc. Para isso, realizam-se ações de armazenamento (transferência de bits de outro componente (UCP, HD, etc.)) ou recuperação (transferência de bits para outro componente (UCP, HD, etc.)). O armazenamento pode ser chamado de “escrita”, “gravação” ou “write”, enquanto a recuperação pode ser chamada de “leitura” ou “read”. A gravação é destrutiva, ou seja, os dados que estavam gravados anteriormente são substituídos pelos que estão sendo gravados. Por outro lado, a recuperação apenas copia o valor armazenado para outro local. O valor original continua sem alteração.

Para que a memória possa ser armazenada em uma memória (escrita) é necessário que seja definido um local disponível identificado de alguma forma precisa e única (um número, por exemplo). O número ou código associado ao local é o endereço (“address”) e irá permitir que a informação possa ser

localizada.

MÉTODOS DE ACESSO

• Acesso Seqüencial: Os dados são organizados na memória em unidades chamadas de registros.O acesso é feito segundo uma seqüência específica. O tempo de acesso depende da posição elativa do registro, variando significativamente. Exemplo: Fita magnética.

• Acesso direto: Por meio de uma pesquisa seqüencial em uma vizinhança do registro é obtido o seu endereço físico, sendo então é possível a leitura ou gravação. O tempo de acesso também é variável. Exemplo: Disco magnético (HD).

• Acesso aleatório: Cada posição de memória possui mecanismo de endereçamento fisicamente conectado a ela. O tempo de acesso é o mesmo para todos os endereços. Exemplo: RAM.

• Acesso Associativo: Um dado é buscado na memória com base em uma parte de seu conteúdo, e não de acordo com seu endereço. Exemplo: Memória CACHE.

HIERARQUIA DE MEMÓRIA

Para certas atividades é fundamental que a transferência da informação seja a mais rápida possível (menor “Tempo de Acesso”), enquanto a quantidade de bits (“Capacidade”) a ser manipulada pode ser pequena. Em outras situações, o “Tempo de Acesso” não é tão importante, mas sim o volume de dados gravado. A permanência da informação após o desligamento do computador é outra característica relevante em algumas situações.

Em todos os casos, o custo da memória é inversamente proporcional à “capacidade” e ao “tempo de acesso”. Assim sendo, para o correto funcionamento de um computador verifica-se a necessidade de diferentes tipos de memória. Este conjunto de diferentes memórias é chamado “Subsistema de Memória”.

Subsistema de memória

Importante lembrar que os discos e fitas magnéticas (memória secundária) também serão considerados como memória no presente capítulo.

Parâmetros

• CAPACIDADE: É a quantidade de informação que pode ser armazenada em uma memória. A medida básica é o byte, embora também possam se usadas outras unidades como células (memória principal ou CACHE), setores (discos) e bits (registradores). Evidentemente é possível se utilizar os multiplicadores K (kilobyte), M (megabyte), G (gigabyte) ou T (terabyte).

Registradores: 100 b

CACHE L1: 16 KB

CACHE L2: 512 KB

RAM: 256 MB

HD: 80 GB

• TEMPO DE ACESSO: Indica quanto tempo a memória gasta para colocar uma informação na barra de dados após uma determinada posição ter sido endereçada. Varia de acordo com o tipo de memória analisado:

Registradores: 0.1 ns

CACHE L1: 1 ns

CACHE L2: 2 a 5 ns

RAM: 10 a 20 ns

HD: 10 ms

O Tempo de Acesso para diferentes endereços em memórias eletrônicas (RAM, ROM) é igual; já em discos e fitas, que são dispositivos eletromecânicos, o Tempo de Acesso depende da localização do dado em relação ao último acesso. Após um acesso, algumas memórias podem impedir por um pequeno intervalo de tempo, o uso do sistema de memória para um novo acesso.

• Este intervalo de tempo somado ao Tempo de Acesso, é o Ciclo de Memória (Memory System´s Cycle Time), que é o período de tempo decorrido entre duas operações sucessivas de acesso. Se a capacidade da memória for excedida em um microcomputador, o programa será executado a partir de uma área de disco chamada “área de troca” ou “swap”. A velocidade do processamento será, portanto muito prejudicada por causa dos diferentes “Tempos de Acesso” (entre 1.000.000 e 10.000.000 vezes mais lento.

• VOLATILIDADE: Podem ser do tipo volátil ou não-volátil. A memória não-volátil mantêm a informação armazenada quando a energia elétrica é desligada. Todo computador tem que possuir uma certa quantidade de memória não volátil (EPROM) para carregar o microprocessador quando o computador é ligado. A memória secundária também é do tipo não-volátil (discos, fitas, etc).

• TECNOLOGIA: Semicondutores