O documento descreve a organização hierárquica da memória em sistemas computacionais. A memória é organizada em diferentes níveis - interna, primária e secundária - dependendo do tempo de acesso, velocidade, custo e capacidade. O cache é usado para melhorar o desempenho, armazenando temporariamente dados e instruções frequentemente utilizados.

1. MATÉRIA: SISTEMA OPERACIONAL (S.O)
PROFESSOR: ARMANDO RIVAROLA, LICENCIADO EM
COMPUTAÇÃO

2. ORGANIZAÇÃO DA MEMÓRIA
 Notamos que conforme aumenta a taxa média de
utilização de dispositivos de E/S (tio) por parte dos
processos, maior é o número p de processos
necessário para que a utilização do processador se
mantenha em níveis adequados, ou seja, utilização
> 85%.
 Isto pode ser entendido de outra forma: quanto
maior a taxa média de utilização de dispositivos de
E/S, maior é o número de usuário suportado pelo
sistema.

3.  Apesar de ser uma simplificação, tais valores tem
valor indicativo, ou seja, o comportamento
esperado em sistemas reais é o mesmo a despeito
dos valores absolutos obtidos.
 Com isto justifica-se a necessidade de ambientes
multiprogramados como única forma de obter-se
sistemas de alta produtividade e eficiência.

4. ORGANIZAÇÃO DA MEMÓRIA
 Num sistema computacional o armazenamento de
dados ocorre hierarquicamente, ou seja, em
diversos níveis dado que é realizado em diferentes
tipos de dispositivos devido à quatro fatores
básicos:
 tempo de acesso
 velocidade de operação
 custo por unidade de armazenamento
 capacidade de armazenamento

5.  Com isto em mente, o projetista de um sistema
operacional determina quanto de cada tipo de
memória será necessário para que o sistema seja
ao mesmo tempo eficiente e economicamente
viável.
 Em virtude das dificuldades tecnológicas
associadas a construção de dispositivos eficientes
de memória e seu custo, o armazenamento de
dados assumiu historicamente a seguinte
organização:

6.  Armazenamento interno
São posições de memória disponíveis internamente ao
processador para permitir ou agilizar sua operação.
Constitui-se dos registradores do processador e de seu
cache interno.
 Armazenamento primário
São as posições de memória externa, diretamente
acessíveis pelo processador. Tipicamente são circuitos
eletrônicos integrados do tipo RAM, EEPROM, EPROM,
PROM ou ROM.
 Armazenamento secundário
São as posições de memória externa que não podem
ser acessadas diretamente pelo processador, devendo
ser movidas para o armazenamento primário antes de
sua utilização.
Tipicamente dispositivos de armazenamento de massa
tais como unidades de disco e fita.

7. Figura 4.4: Organização da memória em níveis

8.  Note que o armazenamento interno é aquele que possui
as maiores velocidades de acesso, ou seja, os menores
tempos de acesso representando os melhores
dispositivos em termos de performance, embora sendo
os mais caros. Disto decorre sua implementação em
quantidades menores.
 Em contrapartida, os dispositivos de armazenamento
secundário são os de maior capacidade e de melhor
relação custo por byte, mas significativamente mais
lentos. A memória primária representa um caso
intermediário, onde a velocidade e tempo de acesso
são adequadas à operação direta com o processador,
mas cujo custo ainda assim é elevado.
 Com a evolução do computadores, a atual organização
conta com outros elementos adicionados para otimizar
a performance do sistema e ainda assim reduzir seu
custo, conforme a figura a seguir:

9. Figura 4.5: Organização típica de armazenamento

10.  Os registradores, implementados em número
limitado devido ao seu custo, são geralmente
utilizados para manter dentro do processador
dados frequentemente utilizados.
 Os cache interno e externo, devido sua maior
velocidade, são usados para manter uma porção
do programa (que pode assim ser executada mais
rapidamente do que na memória principal), ou uma
porção de dados (evitando-se uso da memória
principal) e com isto aumentando o desempenho
do sistema [DEI92, p. 30].

11.  A memória primária armazena os programas e
dados em execução no sistema. Os dispositivos de
armazenamento secundário são usados para
preservação dos dados de forma perene, embora
também possam ser usados para expandir as
capacidades da memória primária.
 O cache de disco é utilizado para acelerar a
operação das unidades de disco, podendo esta
técnica ser utilizada para outros tipos de
periféricos.

12. EXERCÍCIOS
 1) Para que serve o cache de disco?
 2) Como é organização típica de armazenamento?
 3) O que é o armazenamento interno?
 4) O que é o armazenamento secundário?
 5) O que é o armazenamento primário?
 6) Faça o esquema de Organização de memória
em níveis.
 7) Num sistema computacional o armazenamento
de dados ocorre hierarquicamente, ou seja, em
diversos níveis dado que é realizado em diferentes
tipos de dispositivos devido à quatro fatores
básicos, quais são eles?