Memória Computacional

Memória é um elemento de um sistema computacional onde são armazenados dados e instruções em determinados endereços.
Parâmetros
1. Capacidade
  1. É a quantidade de informação que pode ser guardada na memória, sua unidade de medida é o byte.
2. Volatilidade
  1. É a propriedade de manter ou não uma informação armazenada. Quando a memória é desligada e perde a informação, ela é volátil
3. Tecnologia de fabricação
  1. Semicondutor
    1. Circuitos eletrônicos baseados em semicondutores. As memórias que utilizam essa tecnologia normalmente são rápidas, caras e voláteis. Ex: Todas as MI.
  2. Magnética
    1. Dipolos magnéticos induzidos em uma camada de material ferromagnético na superfície do dispositivo.. Memórias que utilizam essa tecnologia são mais lentas, de baixo custo e não voláteis. Ex: HD.
  3. Óptica
    1. Se utilizam da reflexão da luz. Em uma superfície altamente reflexiva e polida, os raios laser marcam áreas não reflexivas na memória. Ex: CD, DVD.
4. Tempo de acesso
  1. Mede o tempo gasto para efetuar uma operação de leitura ou escrita. O tempo de acesso é extremamente dependente da tecnologia da memória.
5. Custo
  1. Altamente dependente da tecnologia da memória. Seu custo é avaliado por byte.
6. Temporariedade
  1. Tempo que uma informação permanece na memória. Uma memória que armazena uma informação por um longo tempo, como as MS são consideradas de alta temporariedade. Já o contrário ocorre com as MI por sua transitoriedade de informações.
Classificações
1. Interna (MI)
  1. Registradores
    1. Armazena temporariamente dados que estão sendo processados. Semicondutor extremamente rápido, baixa capacidade (palavra do processador -> 8, 16, 32, 64-bit), muito volátil, custo alto.
  2. Memória Cache (MC)
    1. Acelera o processo de acesso aos dados contidos na MP e é classificada como SRAM. Pode estar dentro e fora da CPU, utilizando a tecnologia dessa ou outra tecnologia. É rápida, baixa capacidade, volátil e custo alto. É essencial para a CPU por dois motivos: a entrega de dados se dá de maneira rápida devido a proximidade física entre a CPU e a MC e devido a taxa de acerto da mesma.
    2. Como funciona: quando a CPU precisa de dados ela busca na MC, se a MC tiver o dado a entrega é rápida, mas se não tiver a MC tem que ir na MP buscar o dado. Com o dado na "mão" a MC entrega para a CPU e copia si própria o dado, para futuros usos da CPU.
    3. Mapeamentos (alocação de daos da MP na MC):
      1. Associativo por conjunto
        Dado um endereço (E) específico, a informação é buscada por meio da célula (C), do conjunto de linhas (J) e de um rótulo (R = E - C - J).
      2. Direto
        Dado um endereço (E) específico, a informação é buscada por meio da célula (C), da linha (L) e de um rótulo (R = E - C - L).
      3. Associativo
        Dado um endereço (E) específico, a informação é buscada por meio da célula (C) e de um rótulo (R = E - C)
  3. Memória Principal (MP)
    1. É a memória básica de um sistema, classificada como DRAM. É cerca de 10x mais lenta que o cache, mas em compensação tem mais capacidade (128 - 1024 MiB), utiliza a tecnologia de circuitos eletrônicos, relativamente volátil e custo alto. Tem "N" células e cada uma armazena "m" bits.
2. Memória Secundária (MS)
  1. Externa
    1. Exemplos: HD, CD-RW, DVD-RW
    2. Constitui-se por dispositivos auxiliares de memória. Sendo os dados transferidos para a MP por meio de leitura/escrita quando necessário.
  2. Off-Line
    1. Exemplos: CD, DVD
    2. Constitui-se por dispositivos que não estão permanentemente conectados ao sistema,, sendo eventualmente conectados para que seu conteúdo seja lido ou gravado.
  3. É a memória mais lenta de todas, mas em compensação com alta capacidade e baixa volatilidade pois armazena permanentemente dados do usuário. É extremamente barata comparada a outros tipos de memória.
  4. Tipos
    1. Discos Magnéticos
      1. Disco flexível (Floppy Disc)
        Conhecidos como disquetes. Apesar de serem lentos eram baratos e universais.
      2. DIsco Rígido (HD)
        É uma unidade selada, ou seja, não troca ar com o meio externo, por isso são mais rápidos. São compostos de vários discos.
      3. DIsco Rígido Removível
      4. Feitos de metal ou plástico, revestidos com uma superfície magnética. É dividido em trilhas e cada trilha em setores.
    2. Discos Ópticos
      1. CD-R
        São compostos de um material altamente refletivo e de apenas uma trilha em caracol. Armazenam principalmente músicas, mas também podem armazenar dados. São semelhantes a uma PROM.
      2. CD-RW
        Semelhantes aos CD-R. Mas podem ser regravados e podem ser considerados uma EPROM.
      3. DVD
        Semelhantes aos CD's. Porém utilizam um laser de comprimento de onda menor e têm mais capacidade de armazenamento.
      4. Blu-Ray DIsc
        Semelhante ao DVD com comp. de onda menor e ainda mais armazenamento.
      5. FIta magnética
        Grande capacidade de armazenamento. Porém o acesso é totalmente sequencial o que é um processo muito lento.
      6. Pen-drive
        São memórias flash. O computador o lê como se fosse um drive de disco.
Características
1. RAM (Random Access Memory)
  1. RAM R/W
    1. Estática (SRAM)
      1. Tipo de memória em que a informação se perde quando é trocada por uma nova informação ou quando a energia é desligada. São rápidas e caras.
    2. Dinâmica (DRAM)
      1. Necessita de um capacitor para manter sua carga e a informação não se perder. Apesar de ser um pouco mais lenta, tem mais capacidade e é mais barata.
    3. Realiza operações de leitura (R) e escrita (W).
  2. ROM (Read Only Memory)
    1. Simples
      1. Pode apenas ser gravada uma vez e o usuário necessita solicitar ao fabricante que grave o conteúdo. O processo é feito por máscaras fotográficas.
    2. PROM
      1. Através de um processo semelhante a uma queima de fusíveis o usuário poderia gravar dados uma ÚNICA vez.
    3. EPROM
      1. O conteúdo desse tipo de memória pode ser apagado por meio de raios UV. Porém o processo necessita de aparato especial e é muito lento.
    4. EEPROM
      1. Os dados podem ser apagados eletricamente, também por meio de equipamento especial, porém mais rápido que nas EPROM.
    5. Flash
      1. Apaga os dados muito mais rapidamente, pois o processo é feito por meio de blocos e não toda a memória. Ex: Pen-drives e dispositivos SSD.
    6. Realiza operações de leitura (R) somente.
Conceitos Iniciais
1. Funcionamento básico
  1. Leitura
    1. Coloca a informação EM um determinado endereço.
  2. Escrita
    1. Recupera a informação DE um determinado endereço.
2. Memória de 1-BIT
  1. Exemplo: Flip-flop
    1. Tem uma entrada "D", uma entrada enable e uma saída. Quando o enable está no estado "0" a entrada não permite que a memória receba bits ou dados (0 ou 1), quando o estado do enable é "1", a entrada permite que a memória receba dados, que são substituídos pelos dados anteriores na saída.
3. Representação da informação (dados)
  1. Sons
    1. Cada código de bits representa uma amplitude das ondas sonoras. Exemplos de formatos de som: WAV, MP3, OGG.
  2. Números
    1. Uma sequencia de bits representa um número.. Essas sequencias são divididas em bytes.
  3. Imagens
    1. As imagens bitmap são formadas por pixels,. Cada pixel contém 3 bytes (um para cada cor primária). Exemplos de formatos de compressão de imagens: GIF, JPEG, PNG.
  4. Texto
    1. Código ASCII: cada byte (sequencia de 8 bits) representa uma letra ou um símbolo.

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