Memória Principal

Conforme definimos anteriormente, Memória Principal é a parte do computador onde programas e dados são armazenados para processamento. A informação permanece na memória principal apenas enquanto for necessário para seu emprego pela UCP, sendo então a área de MP ocupada pela informação pode ser liberada para ser posteriormente sobregravada por outra informação. Quem controla a utilização da memória principal é o Sistema Operacional.

ESTRUTURA DA MEMÓRIA PRINCIPAL - CÉLULAS E ENDEREÇOS

A memória precisa ter uma organização que permita ao computador guardar e recuperar informações quando necessário. Não teria nenhum sentido armazenar informações que não fosse possível recuperar depois. Portanto, não basta transferir informações para a memória. É preciso ter como encontrar essa informação mais tarde, quando ela for necessária, e para isso é preciso haver um mecanismo que registre exatamente onde a informação foi armazenada (lembrando nossa analogia com o computador hipotético, imagine encontrar uma informação guardada ao acaso, se nosso escaninho tivesse 1 milhão de compartimentos ...).

Célula é a unidade de armazenamento do computador. A memória principal é organizada em células. Célula é a menor unidade da memória que pode ser endereçada (não é possível buscar uma "parte" da célula) e tem um tamanho fixo (para cada máquina). As memórias são compostas de um determinado número de células ou posições. Cada célula é composta de um determinado número de bits. Todas as células de um dado computador tem o mesmo tamanho, isto é, todas as células daquele computador terão o mesmo número de bits.

Cada célula é identificada por um endereço único, pela qual é referenciada pelo sistema e pelos programas. As células são numeradas seqüencialmente, uma a uma, de 0 a (N-1), chamado o endereço da célula. Endereço é o localizador da célula, que permite identificar univocamente uma célula. Assim, cada célula pode ser identificada pelo seu endereço.

Unidade de transferência é a quantidade de bits que é transferida da memória em uma única operação de leitura ou transferida para a memória em uma única operação de escrita. O tamanho da célula poderia ser igual ao da palavra, e também à unidade de transferência, porém por razões técnicas e de custo, são freqüentemente diferentes.

OBS.: Uma célula não significa o mesmo que uma palavra; uma célula não necessariamente contém uma palavra. Palavra é a unidade de processamento da UCP. Uma palavra deve representar um dado ou uma instrução, que poderia ser processada, armazenada ou transferida em uma única operação. No entanto, em geral não é assim que acontece e os computadores comerciais não seguem um padrão único para a organização da UCP e MP. Computadores comerciais (tais como por exemplo os baseados nos processadores Intel 486) podem ter o tamanho da palavra definido como de 32 bits, porém sua estrutura de memória tem células de 16 bits.

A estrutura da memória principal é um problema do projeto de hardware:
- mais endereços com células menores ou
- menos endereços com células maiores?
O tamanho mais comum de célula era 8 bits (1 byte); hoje já são comuns células contendo vários bytes.

Número de bits para representar um endereço
Expressão geral: MP com endereços de 0 a (N-1)

N = 2^x logo:

x = log₂ N
sendo x = nº de bits para representar um endereço e N o número de endereços.

CAPACIDADE DA MEMÓRIA PRINCIPAL

A capacidade da MP em bits é igual ao produto do nº de células pelo total de bits por célula.

T = N x M
T = capacidade da memória em bits
N = nº de endereços ( como vimos anteriormente, N=2^x sendo x = nº de bits do endereço)
M = nº de bits de cada célula

Para encontrar a capacidade em bytes, bastaria encontrar a capacidade em bits e depois multiplicar por 8 (cada byte contém 8 bits) ou então converter o tamanho da célula para bytes e depois multiplicar pelo número de células.

O último endereço na memória é o endereço N-1 ( os endereços começam em zero e vão até N-1).

MEMÓRIA - EXERCÍCIOS

1) Numa MP com 1kbyte de capacidade, onde cada célula tem 8 bits:
a) quantas células tem a MP?
b) quantos bits são necessários para representar um endereço de memória?

2) Um computador endereça 1k células de 16 bits cada uma. Pede-se:
a) sua capacidade de memória;
b) o maior endereço que o computador pode endereçar;

3) A memória de um computador tem capacidade de armazenar 216 bits e possui um barramento de dados de 16 bits. Pede-se:
a) o tamanho da célula de memória;

4) Calcular e completar os campos: