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• Memória do Sistema:

 

O termo memória é normalmente usado para referenciar memórias tipo RAM - Random Acess Memory . O computador usa a memória RAM para armazenar temporariamente instruções e dados que serão usados para uma determinada tarefa. Isto permite que a Unidade Central de Processamento (CPU) tenha acesso a estas informações que estão armazenadas na RAM de modo rápido e direto.

Um ótimo exemplo desta operação e' quando o computador carrega um determinado programa para uso: um processador de textos por exemplo.

O programa inicialmente armazenado no disco rígido é carregado para a memória (normalmente a parte necessária ao seu funcionamento básico), ja que esta tem velocidade de trabalho muito superior ao disco rígido. Desta forma sua utilização será feita com alto desempenho. Só como idéia de velocidade:

Velocidade média de acesso de um disco rígido: 9 milisegundos
Velocidade média de acesso de uma memória RAM: 10 a 60 nanosegundos

Podemos ver então, a grosso modo, que a velocidade de acesso da memória RAM  é em média 1.000.000 vezes mais rápida que a do disco rígido.

Assim, quando acionamos um comando através do teclado, a informação armazenada no disco rígido é enviada para a memória do sistema. A CPU irá acessar as informações que estão armazendas em memória, sempre que possível, aumentando assim a perfirmance do sistema. No final da operação, os resultados serão armazenados novamente no disco rígido onde ficarão guardados para uso futuro. Ao desligarmos o computador, os dados guardados em memória serão perdidos, porém os guardados em disco serão conservados permitindo assim o seu uso no futuro.

 

O Funcionamento da Memória

O principio do funcionamento de nosso computador é baseado no sistema de Numeração Binária  onde todos os números e informações são representados por dois dígitos:   o Zero (0) e o Um (1)  . A combinação destes dois números formam o sistema de comunicação de nosso computador chamado de "Linguagem de Máquina". A linguagem de máquina através do sistema bínario forma instruções que comandarão as ações do processador, periféricos (impressoras, Vídeo, etc), disco rígido , etc.

De modo análogo ao sistema de numeração que estamos acostumados a trabalhar no nosso dia a dia, o sistema Decimal (onde os números são represnetados pelos dígitos de 0 a 9) , no sistema Binário (conforme seu próprio nome diz), as informações são representadas através da combinação dos dígitos Zero  e Um.

Um conjunto de 8 bits é denomidado de BYTE. Esta é  a unidade mínima de informação ( um Byte) que é  utilizada pelo sistema.

Os números, caracteres do alfabeto e  caracteres especiais são representados através do código ASCII que consiste de um conjunto de 8 bits (um Byte). Assim, cada caracter tem um código previamente  definido permitindo termos até 256 códigos diferentes. Ao apertarmos uma tecla de nosso teclado, o código binário referente ao caracter escolhido é gerado automaticamente pelo circuito do teclado e enviado ao computador.

Como todas as informações são representadas através de código binário, o seu armazenamento se torna fácil: imagine um fio onde Zero lógico representa o fio desligado e Um lógico representa o fio ligado a uma fonte e energia. Desta forma as informações trafegam e são armazenadas no sistema e consequentemente na memória e nos outros meios de armazenamento.

Na memória, as informações são armazenadas na forma de Bytes (ou um conjunto delas) . Zero lógico representa que nenhuma informação estará gravada em determinada posição da memória. Um lógico representa que haverá alguma informação gravada . Na verdade, Zero lógico será representado pela ausencia de tensão (voltagem) em determinada posição e Um lógico a existencia de tensão .

A capacidade da memória ou de armazenamento do sistema é representada em múltiplos do Byte:

Byte	8 bits
Kilobyte (kB)	1 byte x 1.024 = 1.024 bytes
Megabyte (MB)	1 byte x (1.024)2  = 1.048.576 bytes
Gigabyte (GB)	1 byte x (1.024)3  = 1.073.741.824 bytes

Aproximando, constumamos referenciar:

Kilobyte = 10³ bytes
Gigabyte = 10⁶ bytes

 

Tipos de Memória

No passado as memórias eram implementadas na própria placa mãe, passando mais tarde a serem implementadas em pequenas placas (pentes de memória) que eram (e ainda o são) encaixadas em conectores próprios na placa mãe . As placas de memória mais antigas, eram implementadas com conector de 30 pinos (SIMM 30 pinos), onde cada placa representava os dados com 8 bits ( devido a limitação dos chips de memória utilizados na época). Desta forma, para representarmos um dado com 32 bits necessitávamos de 4 placas de memória, sem o que o sistema não funcionava.

Com o surgimento de placas de memória com 72 pinos (SIMM 72 pinos)baseadas nas novas memórias desenvolvidas na época), cada placa de memória  passou a representar os dados com 32 bits, permitindo assim que  os sistema baseados em processor 486 funcionassem com apenas uma placa de memória de 72 pinos. Para os da linha Pentium,  eram necessárias 2 placas de memória pois os dados eram represnetados com 64 bits.

Atualmente, com os novos chips de memória existentes, as placas de memória são implementadas com 168 pinos (DIMM 168 pinos) , permitindo a representação dos dados com 64 bits.

Outro tipo de memória comumente usadas são as SO DIMM que consistem de SIMM 72 pinos de pequenas dimensões, próprias para uso em notebooks.

 

SIMM	Single In-Line Memory Module	32 bits
DIMM	Dual In-Line Memory Modules	64 bits
SO DIMM	Small Outline Dual In-Line Memory Modules	32 bits

 

RAM – Random Access Memoy ou Memória de acesso aleatória é a área utilizada para o armazenamento dos dados , programas e informações durante o período em que o computador está ligado. Se este é desligado, todos os dados armazenados em memória RAM são perdidos.

Devido a esta perda de informações quando a memória RAM não esta recebendo alimentação, temos a necessidade de salvar nossos trabalhos em disco Winchester ou outro dispositivo, bem como finalizarmos os programas ativos antes de desligarmos o computador. Devido a este fator, elas são também conhecidas como Memórias Voláteis.

RAM Dinâmica (DRAM):São as utilizadas nos pentes de memória que são colocados em sua placa de CPU. Originalmente eram oferecidas em pentes com 30 pinos (utilizadas nas placas de CPU antigas) sendo então convertidas para pentes de 72 pinos. Isto proporcionou a possibilidade de fabricação de pentes de memória de alta capacidade, com 4MB, 8MB, 16MB, 32MB, 64MB, etc.

Como estas memórias são relativamente lentas, se comparadas com a velocidade do processador, foi incorporado a placa de CPU a memória Cache que descrevemos abaixo:

Devido a baixa velocidade da memória RAM, se comparada a velocidade da CPU, foi incorporado a placa de CPU uma memória de alta velocidade e pequeno tamanho (normalmente 256kB / 512kB) chamada de CACHE que serve como área intermediária de armazenamento de dados. Deste modo, sempre que possível, a CPU envia os dados a memória Cache. Esta então espera a resposta da RAM, liberando assim a CPU para outras tarefas.

Voltando as memórias RAM, elas são classificadas como SIMM (Single In Line Memory Module) e DIMM (Dual In Line Memory Module) . Muitas pessoas pensam que as siglas SIMM e DIMM classificam a memória em função do seu tipo, o que não é verdade. Esta nomenclatura identifica apenas o tipo de encapsulamento da memória. A vantagem das memórias DIMM é o fato de que os dados são apresentados em formato de 64 bits em outras palavras, no seu uso com placas Pentium podemos utilizar apenas um módulo de memória. Com as do tipo SIMM, somos obrigados a utilizar sempre conjunto de duas placas de memória de modo a que a placa de CPU funcione.

Outro fator importante é a velocidade da memória. Hoje, são utilizadas memórias de 60ns (Nano Segundos) de tempo de acesso . As memórias de velocidade de 70ns podem apresentar problemas se utilizadas com processadores de alta velocidade. A identificação da velocidade de funcionamento da memória RAM é feita através de gravação existente sobre o chip de memória com a denominação 6 ou 60 para 60ns e 7 ou 70 para 70ns. Nem sempre a indicação "ns" está presente. Memórias de 50ns já estão disponíveis no mercado.

EDO RAM (Extended Data Output RAM) são memórias que devido ao seu modo de funcionamento apresentam um desempenho superior as memórias convencionais tipo DRAM. De modo resumido, podemos dizer que nas memórias EDO, os dados estão disponíveis em sua saída mais vezes que na memória DRAM. No caso da EDO RAM, evite o uso de memórias com velocidade de 70ns, preferindo as de 60 ou melhor ainda 50ns. Com este cuidado, quando da atualização de seu processador por modelo de velocidade de clock superior, problemas serão evitados. Apesar da vantagem de sua velocidade, existe a desvantagem de não funcionarem com velocidade do Bus superiores a 66Mhz o que já começa a acontecer. Assim sendo, o tempo de vida útil da tecnologia EDO não deve ser longo.

ROM - Read-Only Memory : A memória ROM é amplamente utilizada no computador. Sua principal característica é que, ao contrário da RAM, uma vez gravado dados em seu interior, estes ficam armazenados inclusive durante a falta de energia e não podem mais serem apagados.

Seu uso é particulamente útil para implementar as memória que contem os programas básicos de inicialização do sistema, programando internamente o hardware existente e contendo as rotinas iniciais que tornarão seu computador operacional. Como exemplo, pensemos como o computador poderia reconhecer a existencia do disco rigido e de uma tecla apertada no teclado, sem que existeisse um programa gerenciando esta informacao?

As rotinas básicas do sistema ficam armazenadas em memória ROM que estão montadas na própria placa mãe. Neste caso, chamamos a memória que armazena estes programas básicos de BIOS.

 

Tipos de Memórias ROM:

• ROM: memória apenas de leitura que só pode ser gravada durante seu processo de fabricação. Uma vez gravados, os dados contidos em seu interior não podem ser apagados.
  
• Programmable ROM (PROM): Tipo especial de ROM, que pode ser gravada após seu processo de fabricação. A gravação é realizada através de equipamentos especiais .
  
• Erasable Programmable ROM (EPROM): A EPROM é uma memória Prom que pode ter seu conteúdo apagado e regravado novamente. Em sua parte superior existe uma pequena janela de vidro, expondo o circuito que se encontra no interior do chip de memória. Os dados gravados podem ser apagados, através da exposição da janela de vidro (e consequentemente o circuito em seu interior) a luz ultravioleta.

• Electrically Erasable Programmable ROM (EEPROM): Este tipo de memória pode Ter seu conteúdo apagado através de aplicação de sinais elétricos pelo sistema. Deste modo, com o seu uso, o fabricante do computador disponibiliza a facilidade do usuário atualizar seu equipamento, do ponto de vista de programas básicos.

Este recurso é amplamente empregado hoje em dia nas placas mãe para atualização da BIOS, nos Fax/Modem de modo a permitir a atualização do hardware para compatibilizá-lo aos novos padrões que surgem no mercados e outros.

A denominação FLASH BIOS que todos nós ouvimos falar e que permite sua regravação nada mais é que a EEPROM.

 

Integridade dos dados armazenados na memória:

Se durante a fase de gravação de dados na memória do sistema, esta apresentar uma falha interna, os dados disponibilizados em sua saída, quando solicitados pelo sistema, poderão conter erros.

Devido preocupação dos fabricantes de memória com seu preço final de venda, hoje em dia tornou-se comum a fabricação de memórias sem a facilidade de verificação de erro, tanto de paridade quanto ECC.

De modo a previnir erros de memória, dois métodos de verificação foram desenvolvidos:

Paridade:

Este é o método mais comum, onde um bit é adicionado para cada 8 bits de dados. O bit de paridade é gerado após a análise através de um algorítmo (sequencia matemática) do dado a ser gravado. Será gerado então um bit de paridade que ficará também armazenado na memória. Durante a fase de leitura do dado, novamente o algorítmo é aplicado e novo bit de paridade é gerado. Este novo bit de paridade é então comparado com o bit de paridade anteriormente gravado. Caso sejam diferentes, certamente condição de erro e' detetada.

O método de Paridade possibilita a verificação da condição de erro, porém sem permitir sua correção.

ECC - Error Correction Code:

Este método, mais completo que o anterior, além de verificar condições de erro, permite a recuperação de um bit com erro automaticamente.

Usando um algorítmo (sequencia matemática) especial e trabalhando em conjunto com o circuito controlador de memória do sistema, verifica a existencia de condição de erro, realizando sua recuperação a nível de 1 bit. Se mais bits estiverem com erro, apenas um bit é recuperado e o sistema receberá então a indicação de condição de erro de paridade.

Em equipamentos mais sofisticados e equipamentos para uso em Servidores de Rede, o uso de método de verificação da integridade dos dados da memória utilizando o método ECC é quase um padrão

 

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