Operação de memória

Memórias

Introdução

Um sistema digital é capaz de armazenar facilmente uma grande quantidade de informação por períodos de tempo curtos ou longos, sendo esta a sua principal vantagem sobre os sistemas analógicos, pois tal característica torna os sistemas digitais bastante versáteis e adaptáveis a um sem-número de situações. Este capítulo é dedicado ao estudo dos tipos mais comuns de dispositivos e sistemas de memória empregados no armazenamento de informações em computadores digitais.

Já estamos familiarizados com o flip-flop. Sabemos também que grupos de flip-flops denominados registradores são capazes de armazenar informação estruturada (dados ou instruções), e que tais informações podem ser recebidas/transferidas de/para outros dispositivos de armazenamento.

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

Em geral, um sistema de computador usa memória principal (interna) de alta velocidade e dispositivos de memória secundária (externa ou de massa) lentos, mas com alta capacidade de armazenamento.

E a memória de um computador é o local onde o programa e os dados são armazenados antes de se começar os cálculos. Durante um processamento de computador, a seção de controle pode armazenar respostas parciais na memória, de maneira idêntica à que usamos no papel, para registrar nosso trabalho. A memória é portanto uma das partes mais ativas de um computador, armazenando não somente o programa e os dados mas também os dados processados.

Terminologia

Célula de memória Flip-flop que armazena um único bit

Dado Grupo de células de 8 á 64 bit

Endereço Posição do dado na memória

Memória volátil Necessita energia para manter a informação armazenada

Memória estática Enquanto houver alimentação não é necessário reescrever o dado

Memória dinâmica Necessitam de recarga ( refresh )

Operação da memória

Apesar das diferenças existentes na implementação de cada um dos tipos de memória, um certo conjunto de princípios básicos de operação permanece o mesmo para todos os sistemas de memória. Cada sistema requer um conjunto de tipos diferentes de entrada e saída para realizar as seguintes funções:

 Selecionar o endereço para read/write.

 Selecionar a operação a ser realizada, read/write.

 Fornecer os dados de entrada para a operação de write.

 Manter estáveis as informações de saída da memória resultantes de uma operação de read, durante um tempo determinado.

 Habilitar/desabilitar a memória, de forma a fazê-la (ou não) responder ao endereço na entrada e ao comando de read/write.

Tipos de memórias

Memórias de leitura - ROM

ROMs são usadas para guardar instruções e dados que não vão mudar durante o processo de operação do sistema e que podem ser mantidos mesmo após o computador ser desligado.

Assim, Uma das aplicações de ROM é no armazenamento de alguns SOs e para armazenar informações em equipamentos controlados por Ps, como caixas registradoras, sistemas de segurança e diversos aparelhos eletrodomésticos.

Para alguns tipos de ROM, os dados que estão armazenados foram gravados durante o processo de fabricação da memória. Para outros tipos, os dados são gravados eletricamente. Esse processo de gravação de dados é chamado de programação, ou queima da ROM. Algumas podem apagar e regravar seus dados quantas vezes forem necessárias.

A figura abaixo mostra um modo de se construir uma ROM. Cada fila horizontal é um registrador ou local da memória. O registrador R0 contém três diodos, o registrador R1, um diodo etc.

Rom de Diodos

Registrador Endereço Palavra

R0 0 0111

R1 1 1000

R2 2 1011

R3 3 1100

R4 4 0110

R5 5 1001

R6 6 0011

R7 7 1110

A saída da ROM é a palavra D = D3 D2 D1 D0

Na posição 0 da chave, uma tensão alta aciona (faz conduzir) os diodos no registrador R0; todos os outros diodos estão cortados (sem conduzir). Isto significa que uma saída alta aparece em D2, D1 e D0. Portanto, a palavra armazenada no local 0 da memória é D = 0111. O que acontece se a chave for movida para a posição 1? O diodo no registrador R1 conduzirá, forçando D3 a tornar-se alta. Em virtude de todos os outros diodos estarem cortados, a saída da ROM tornar-se-á D = 1000

Quando movermos a chave para as outras posições, leremos o conteúdo dos outro locais da memória. A tabela vista anteriormente mostra estes conteúdos, que podemos analisar a figura também vista anteriormente. Com circuitos discretos, podemos modificar os conteúdos de um local da memória acrescentando ou retirando diodos. Com circuitos integrados, os fabricantes armazenam as palavras na hora da fabricação. Em cada caso, as palavras são permanentemente armazenadas uma vez que os diodos estejam montados no lugar.

Endereços

O endereço e os conteúdos de um local da memória são duas coisas diferentes. Conforme mostrado na tabela vista anteriormente, o endereço de um local da memória é o mesmo que o subscrito do registrador que armazena a palavra. Este é o motivo pelo qual o registrador 0 tem um endereço 0 e conteúdo 0111; o registrador 1 tem um endereço 1 e conteúdo 1000; o registrador 2 tem um endereço 2 e conteúdo 1011 e assim por diante. A idéia de endereços aplica-se às ROMs de qualquer tamanho. Por exemplo, uma ROM com 256 locais de memória tem endereços decimais que vão de 0 a 255. Uma ROM com 1024 locais de memória tem endereços decimais de 0 a 1023.

Decodificação