O documento discute os fundamentos da memória de hardware em 3 frases: 1) Explica a hierarquia da memória, desde os registradores até a memória secundária, e os tipos de fabricação como memória de semicondutores e magnética. 2) Detalha os registradores, memória cache e principal (RAM/ROM), suas características de velocidade e capacidade. 3) Descreve a comunicação entre CPU e memória principal através dos barramentos de endereços, dados e controle durante leitura e escrita.

1. Aula 002
Fundamentos de
Hardware
PRONATEC
Programa Nacional de Acesso ao
Ensino Técnico e Emprego

2. PRONATEC
Programa Nacional de Acesso
ao Ensino Técnico e Emprego

3. 6. Hierarquia e Tipo da Memória
• REGISTRADORES: Memória interna dos processadores muito rápida porém muito cara
• MEMÓRIA CACHE: Memória auxiliar para realização de trocas entre RAM e processador
• PRINCIPAL (RAM/ROM): Memória de trabalho onde ficam dados e processos, são duas RAM-
Random Access Memory (Memória de Escrita/Leitura) e ROM-Read Only Memory (Memória
Apenas de Leitura) – rápidas e caras. RAM – temporária, ROM - permanente
• SECUNDÁRIA: Memória de menor custo, porém muito mais lenta que as demais e é permanente

4. 2. Tipo de Fabricação e Tecnologias
• Memória de semicondutores (mais rápidas e mais
caras) ex: registradores, cache, RAM e ROM
• Memória de meios magnéticos: mais
baratas, porém mais lentas. Ex:
hd, disquetes, fitas
• Memórias flash: mais recentes, um ponto
intermediário entre as duas anteriores, são mais
rápidas que as magnéticas porém menos caras
que as de semicondutores. Ex: pendrive, cartão
micro-sd de celular
• Memórias ópticas: baseadas na tecnologia das
ondas eletromagnéticas, mantém os dados pela
queima a laser de superfícies ópticas. Ex:
cd,dvd,blue-ray disk

5. 3. Memória: Registradores
• Tempo de acesso em nanosegundos (bilionésima parte
do segundo)
• Palavra: em processamento é unidade mínima de
memória para o processador trabalhar. A palavra já foi
de 8bits, 16bits, 32bits e atualmente bate nos 64bits
• Ciclo: tempo de processamento mínimo para execução
de uma instrução na CPU
• Registrador de dados: tem capacidade de uma palavra
exata do processador
• Registrador de endereço: tem capacidade menor ou
igual a palavra do computador
• Os registradores armazenam dados somente durante
poucos ciclos da CPU, somente para executar uma
instrução ou ler/gravar dados nas outras memórias

6. 4. Memória Cache
• É uma memória de pequenas dimensões e de
acesso muito rápido, que se coloca entre a
memória principal (RAM) e o processador (CPU)
• Função: acelerar a velocidade de transferência
das informações entre a UCP e a memória
principal mantendo dados mais acessados
sempre disponíveis
• Pode ser interna ao circuito do processador ou
externa na placa mãe
• Muito rápido, acesso em nanosegundos
• Tamanho pequeno variando de 256Kb a 1Mb
• Tecnologia de semicondutor SRAM – static RAM

7. 5. Memória Principal RAM/ROM
• RAM(Random Access Memory): memória de
leitura e escrita
• ROM(Read-Only Memory): memória somente
para leitura (contem instruções e programas do
fabricante para carga inicial dos SO)
• É efetivamente a memória que o processador usa
para trabalhar, onde ficam os processos e os
dados usados por eles
• Acesso rápido medido em nanosegundos
• Capacidade atualmente medida em Gb. Os
pentes variam de 256Mb a 2Gb
• Tecnologia denomiada DRAM-Dynamic RAM

8. 6. Comunicação CPU - MP

9. 6.1 Comunicação CPU-MP
• RDM = registrador de dados da memória; REM = registrador de endereços da
memória; UC = unidade de controle.
• Leitura:
• 1 - (REM) <- (endereço da posição de memória a ser lida, que vem de outro
registrador)
• 1.1 – Endereço é colocado no barramento de endereços
• 2 – Sinal de leitura no barramento de controle
• 3 – (RDM) <- (MP(REM)) * memória principal decodifica o endereço e transfere o
conteúdo da sua posição para o RDM, pelo barramento de dados
• 4 – (outro registrador) <- (RDM)
• Escrita:
• 1 - (REM) <- (endereço da posição de memória a ser gravada, que vem de
outroregistrador)
• 1.1 – Endereço é colocado no barramento de endereços
• 2 – (RDM) <- (conteúdo a ser gravado, que vem de outro registrador)
• 3 – Sinal de escrita no barramento de controle
• 4 – (MP(REM)) <- (RDM) * memória principal transfere o conteúdo do
• registrador RDM, que vem pelo barramento de dados, para a posição de memória

10. 6.2 Mais da Memória Principal
• Pode-se armazenar em uma célula de E bits a quantidade
de 2E valores diferentes. Por exemplo em um byte (8bits)
podemos armazenar 256 valores que é 28.
• Particularidade – tempo de acesso a qualquer célula é
igual, independentemente da sua localização física
• BIOS: Basic Input Output System – Sistema de entrada e
saída basico (fica na ROM)
• Bootstrap (boot) IPL (Initial Program Loader):
Carregamento inicial de programas (fica na ROM)
• SRAM (estática): tipo de memória ROM onde os bits são
fixos imutáveis e portanto de acesso bem rápido
• DRAM (dinâmica): tipo de ROM onde os bits são fixos mas
ao desligar a energia ele vão apagando aos poucos pois são
capacitores e precisam ser “refrescados” (refresh) de
tempos em tempos causando menor velocidade

11. • Módulos DIP(Dual In Parallel): soldada na placa mãe, troca difícil
• SIPP (Single In line Pin Package): primeira a ter o conceito de
“pente” com contatos por pinos para facilitar as trocas dos módulos
ou aumento. A contagem dos pinos informa as vias do pente
• SIMM (Single In line Memory Module): primeira a ter contatos de
encaixe diferente dos pinos e não tinham o problema de quebrar ao
manuseá-las
• DIMM (Double In line Memory Module): aumenta a capacidade por
pente e portanto os contatos estão dos dois lados do pente
6.3 Memória – Formatos Físicos

12. 6.4 MP Evolução da Tecnologia
• Memória FPM (Fast Page Mode): mais antigas, pouco
sofisticadas, lentas (60 a 80 ns)
• EDO (Extended Data Output): um pouco mais rápidas 70 ns
• BEDO (Burst Extended Data Output): melhora das EDO em
30%, cerca de 50 ns de acesso
• SDRAM (Synchronous Dynamic RAM): seus ciclos de acesso
são sincronizados com o da placa mãe aumentando a
velocidade de acesso
• PC-100, PC-133: são SDRAM com frequência de 100 e 133
Mhz usadas nos primeiros Pentium e AMD Athlon
• DDR – SDRAM II: Têm frequência acima de 200 Mhz, até 10
vezes mais rápidas que as SDRAM comuns
• DDR (Double Data Rate): dobra a quantidade de dados
transferidos no mesmo ciclo da placa mãe, assim passa de
133Mhz para 266Mhz a sua frequência
• VC-SDRAM: tecnologia falha, não teve muito uso

13. 6.4 MP evolução da tecnologia
• DDR2 (Double Data Rate 2): evolução das
DDR, menor consumo de energia, maior
largura de banda de transferência, maior
velocidade
• DDR3 (Double Data Rate 3): evolução da DDR2

14. 6.5 Modelos de DDR