Ipos de Memórias e suas Hierarquias

Tipos de Memórias e suas Hierarquias

Sumário

1 INTRODUÇÃO 4

2 OBJETIVO 5

3 HIERARQUIA DE MEMÓRIA 6

4 TIPOS DE MEMÓRIAS 7

4.1 MEMÓRIAS VOLÁTEIS 7

4.1.1 Memória Dinâmica: 7

4.1.2 Memória estática: 7

4.2 MEMÓRIAS NÃO VOLÁTEIS 7

4.2.1 ROM: 8

Read Only Memory (memória somente de leitura) – é gravada na fabrica uma única vez. 8

4.2.2 PROM: 8

4.2.3 EPROM: 8

4.2.4 EEPROM: 8

5 EXPLIQUE COMO O COMPUTADOR PODE SOLUCIONAR O PROBLEMA DA ESPERA DOS PROGRAMAS POR MEMÓRIA LIVRE PARA SEREM EXECUTADOS DEVIDO À INSUFICIÊNCIA DE MEMÓRIA PRINCIPAL. 9

5.1 BITS AUXILIARES DA TABELA DE PÁGINAS 9

5.2 ALGORITMOS DE SUBSTITUIÇÃO DE PÁGINAS 10

5.3 ALOCAÇÃO DE PÁGINAS FÍSICAS 11

5.4 TRASHING 12

5.5 O MODELO DO WORKING SET 13

5.6 DESEMPENHO DA PAGINAÇÃO POR DEMANDA 13

1 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.

2 Objetivo

Este trabalho tem por objetivo classificar os tipos de memórias e suas hierarquias, e também explicar como o computador pode solucionar o problema da espera dos programas por memória livre para serem executados devido à insuficiência de memória principal.

3 Hierarquia de memória

Para o correto e eficaz funcionamento da manipulação das informações (instruções de um programa e dados) de e para a memória de um computador, verifica-se a necessidade de se ter, em um mesmo computador, diferentes tipos de memória. Para certas atividades, por exemplo, é fundamental que a transferência de informações seja a mais rápida possível. É o caso das atividades realizadas internamente no processador central, onde a velocidade é primordial, porém a quantidade de bits a ser manipulada é muito pequena (em geral, corresponde à quantidade de bits necessária para representar um único valor - um único dado). Isso caracteriza um tipo de memória diferente, por exemplo, daquele em que a capacidade da memória (disponibilidade de espaço para guardar informações) é mais importante que a sua velocidade de transferência. Ainda em relação ao tipo de alta velocidade e pequena quantidade de bits armazenáveis, que se usa na CPU, existem variações decorrentes do tipo de tecnologia utilizada na fabricação da memória. Devido a essa grande variedade de tipos de memória, não é possível implementar um sistema de computação com uma única memória. Na realidade, há muitas memórias no computador, as quais se interligam de forma bem estruturada, constituindo um sistema em si, parte do sistema global de computação, podendo ser denominado subsistema de memória. Esse subsistema é projetado de modo que seus componentes sejam organizados hierarquicamente, conforme mostrado na estrutura em forma de pirâmide. A pirâmide em questão é projetada com uma base larga, que simboliza a elevada capacidade, o tempo de uso e o custo do componente que a representa. 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”.

4 Tipos de memórias

Basicamente são dois tipos de memórias que existem: Internas dentro do processador, são memórias voláteis, isto é, perdem seus dados com ausência de energia, como