Memórias e Técnicas Digitais

Memórias e Técnicas Digitais

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Memórias de Computador Professor : Clodoaldo Silva

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A principal vantagem dos sistemas digitais sobre os analógicos é a capacidade de armazenar facilmente grande quantidade de informações por períodos longos e curtos, tornando-os bastante versáteis e adaptáveis a uma grande variedade de situações.

Por exemplo, as instruções armazenadas na memória interna (principal) de um computador digital informam ao computador o que fazer em todas as situações possíveis, de modo que ele possa executar todas as tarefas com o mínimo de intervenção humana.

Nesse capitulo estudaremos os tipos mais comuns de dispositivos e sistemas de memórias. Para isso é necessário estarmos familiarizados com os Flips Flops atuando sozinho ou em conjunto que são os registradores.

Computador: É todo dispositivo capaz de processar dados e controlar processos externos, automaticamente, de acordo com instruções seqüenciais fornecidas previamente.

Dados: Podem ser números, letras, palavras, símbolos gráficos quaisquer ou ainda, sinais elétricos que traduzem a ocorrência de eventos físicos do seu mundo exterior. Processar dados significa manipular ou tratar esses dados de modo a alcançar um resultado desejado.

Instrução: Denominamos instrução a cada ordem fornecida ao computador para uma operação específica com os dados.

Memória: É todo dispositivo capaz de armazenar informações. Em uma memória, toda a informação é armazenada na forma binária.

Célula de memória: É um dispositivo ou circuito elétrico capaz de armazenar um único bit (0 ou 1). Como célula de memória podemos citar o flip-flop, um capacitor, um ponto magnético em fita ou disco, etc.

Palavra de memória: É um conjunto de bits que representa instruções ou dados. Por exemplo, um registrador composto por 8 flip-flops pode ser considerado uma memória com capacidade de armazenar uma palavra de 8 bits.

Byte: É o conjunto de 8 bits.

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Endereço: É um número que identifica a posição de uma palavra na memória, sendo expresso sempre em número binário, mas, em alguns casos por conveniência pode ser expresso em octal e hexadecimal. A figura a seguir mostra a tabela de uma pequena memória composta por 8 palavras, cada uma delas com um endereço específico.

Endereço

0 Palavra 0 001 Palavra 1 010 Palavra 2 011 Palavra 3 100 Palavra 4 101 Palavra 5 110 Palavra 6

Operação de leitura: É a operação em que uma palavra binária armazenada em posição específica na memória (endereço) é identificada e transferida para outro dispositivo qualquer do sistema. Essa operação muitas vezes é denominada busca.

Operação de escrita: É a operação na qual uma palavra é colocada em determinada posição da memória. Essa operação muitas vezes é denominada armazenamento.

O flip-flop é um circuito eletrônico capaz de armazenar 1 bit de informação.

Grupos de flip-flops denominados registradores são capazes de armazenar informação estruturada, composta por dados ou instruções e tais informações podem ser recebidas ou transferidas para outros dispositivos de armazenamento.

Os registradores são elementos de memória de alta velocidade empregados no processo de armazenamento de informação durante a execução de instruções pela unidade de controle da máquina, havendo uma constante movimentação de informações entre os registradores e demais dispositivos componentes do sistema.

Avanços tecnológicos tornaram possível a colocação de um número extremamente elevado de flip-flops dentro de um único chip, aliando-se a isso uma velocidade de acesso cada vez maior a um custo mais acessível.

As informações em sistemas digitais podem ser armazenadas em memórias construídas com semicondutores segundo a tecnologia bipolar ou unipolar (MOS)

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Colégio Politec Técnicas digitais 4 ou ainda, memórias que utilizam capacitores como elementos básicos de armazenamento em substituição aos flip-flops.

As memórias a semicondutor são usadas como memória principal de um computador, onde é exigida uma velocidade de operação bastante alta. A memória principal é a parte integrante do próprio computador e sem ela o computador simplesmente não funciona. Pode ser também denominada memória residente ou memória interna, estando em constante comunicação com o processador enquanto as instruções básicas estiverem sendo executadas. A figura abaixo mostra o diagrama simplificado de um computador.

No entanto, devido ao alto custo por bit, as memórias a semicondutor são empregadas apenas como memória principal.

A memória externa é dispensável para o funcionamento do computador, entretanto, amplia sobremaneira a capacidade e a flexibilidade do mesmo. Mais do que isso, torna-se imprescindível sempre que tornar-se necessário armazenar dados e programas para consultas futuras. As fitas magnéticas e os discos magnéticos estão entre os dispositivos de memória de massa mais populares, apresentando um custo por bit bem menor do que os dispositivos utilizados na implementação da memória principal. O mais novo componente da família dos dispositivos de memória de massa é constituído pelos que empregam a tecnologia de bolhas magnéticas (MBM), dispositivos a semicondutor que utilizam o princípio do magnetismo para armazenar milhões de bits em um único chip. As MBM são muito lentas, não podendo, portanto, ser utilizadas na implementação de dispositivos de memória principal.

Unidade aritmética

Unidade de controle

Memória principal

Memória externa de massa

(disco, fitas)

Processador central CPU

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É muito importante especificar quantos bits podem ser armazenados em uma determinada memória. Tomemos como exemplo uma memória que possa armazenar 4.096 palavras de 20 bits. Isto representa uma capacidade total de armazenamento de 81.920 bits (4.096 x 20), onde 4.096 é o número de palavras e 20 é a quantidade de bits por palavra.

Quantidade de bits por palavra

Utiliza-se comumente representar o número de palavras da memória como múltiplo de 1.024, sendo comum a designação 1K (1 kilo) para representar 1.024 bits, que é igual a 210 .

Por exemplo, uma memória que tenha uma capacidade de armazenamento de 8K x 20 é na verdade uma memória de 8.192 x 20. Memórias com grande capacidade de armazenamento utiliza a designação 1M (1 mega), que representa 220 que é igual a 1.048.576 bits. Dessa forma uma memória com capacidade de 2M x 8, possui uma capacidade de 2.097.152 x 8.

Aplicações :

1) Um chip de memória é especificado tendo a capacidade de 4K x 8. Quantas palavras podem ser armazenadas nesse chip? Qual é o tamanho da palavra? Quantos bits no total esse chip pode armazenar?

Solução:

4K = 4 x 1.024 = 4.096 palavras Cada palavra tem 8 bits ou l byte O número total de bits é 32.768 (4.096 x 8)

2) Qual das memórias armazena mais bits?

Solução:

Quantidade de bits por palavra

Quantidade total de bits

Número de palavras

4096 x 20 = 81920

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Portanto, as duas memórias tem a mesma capacidade de armazenamento de bits. CONCEITOS SOBRE DISPOSITIVOS DE MEMÓRIAS

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