Memória do computador
Memória do computador , dispositivo que é usado para armazenar dados ou programas (sequências de instruções) em uma base temporária ou permanente para uso em meio eletrônico Computador digital . Computadores representam informações em Código binário , escrito como sequências de 0s e 1s. Cada dígito binário (ou bit) pode ser armazenado por qualquer sistema físico que pode estar em qualquer um dos dois estados estáveis, para representar 0 e 1. Tal sistema é chamado biestável. Pode ser um interruptor liga-desliga, um capacitor elétrico que pode armazenar ou perder uma carga, um ímã com sua polaridade para cima ou para baixo ou uma superfície que pode ter um buraco ou não. Hoje, capacitores e transistores, funcionando como minúsculos interruptores elétricos, são usados para armazenamento temporário, e discos ou fitas com revestimento magnético ou discos de plástico com padrões de poços são usados para armazenamento de longo prazo.
A memória do computador é dividida em memória principal (ou primária) e auxiliar (ou secundária) memória. A memória principal contém instruções e dados quando um programa está em execução, enquanto a memória auxiliar mantém os dados e programas que não estão em uso no momento e fornece armazenamento de longo prazo.
Memória principal
Os primeiros dispositivos de memória eram interruptores eletromecânicos ou relés ( Vejo computadores: o primeiro computador ), e tubos de elétrons ( Vejo computadores: as primeiras máquinas com programa armazenado ) No final da década de 1940, os primeiros computadores com programa armazenado usavam ondas ultrassônicas em tubos de mercúrio ou cargas em tubos de elétrons especiais como memória principal. Este último foi a primeira memória de acesso aleatório (RAM). A RAM contém células de armazenamento que podem ser acessadas diretamente para operações de leitura e gravação, ao contrário da memória de acesso serial, como fita magnética, na qual cada célula em sequência deve ser acessada até que a célula necessária seja localizada.
Memória de tambor magnético
Tambores magnéticos, que tinham cabeçotes de leitura / gravação fixos para cada uma das muitas trilhas na superfície externa de um cilindro giratório revestido com um material ferromagnético, foram usados para memória principal e auxiliar na década de 1950, embora seu acesso aos dados fosse serial.
Memória de núcleo magnético
Por volta de 1952, foi desenvolvida a primeira RAM relativamente barata: memória de núcleo magnético, um arranjo de minúsculos núcleos de ferrite em uma grade de fios através da qual a corrente pode ser direcionada para alterar os alinhamentos individuais do núcleo. Por causa do inerente vantagem da RAM, a memória central era a principal forma de memória principal até ser substituída por semicondutor memória no final dos anos 1960.
Memória semicondutora
Existem dois tipos básicos de memória semicondutora. RAM estática (SRAM) consiste em flip-flops, um circuito biestável composto de quatro a seis transistores. Depois que um flip-flop armazena um bit, ele mantém esse valor até que o valor oposto seja armazenado nele. SRAM fornece acesso rápido aos dados, mas é fisicamente relativamente grande. É usado principalmente para pequenas quantidades de memória chamadas registros na unidade de processamento central (CPU) de um computador e para memória cache rápida. A RAM dinâmica (DRAM) armazena cada bit em um capacitor elétrico em vez de em um flip-flop, usando um transistor como uma chave para carregar ou descarregar o capacitor. Por ter menos componentes elétricos, uma célula de armazenamento DRAM é menor que a SRAM. No entanto, o acesso ao seu valor é mais lento e, como os capacitores vazam gradualmente as cargas, os valores armazenados devem ser recarregados cerca de 50 vezes por segundo. No entanto, a DRAM é geralmente usada para a memória principal porque o mesmo tamanholascapode conter várias vezes mais DRAM do que SRAM.
As células de armazenamento na RAM têm endereços. É comum organizar a RAM em palavras de 8 a 64 bits ou 1 a 8 bytes (8 bits = 1 byte). O tamanho de uma palavra geralmente é o número de bits que podem ser transferidos por vez entre a memória principal e a CPU. Cada palavra, e geralmente cada byte, tem um endereço. Um chip de memória deve ter circuitos de decodificação adicionais que selecionam o conjunto de células de armazenamento que estão em um endereço específico e armazenam um valor naquele endereço ou buscam o que está armazenado lá. A memória principal de um computador moderno consiste em vários chips de memória, cada um dos quais pode conter muitos megabytes (milhões de bytes), e ainda mais circuitos de endereçamento selecionam o chip apropriado para cada endereço. Além disso, a DRAM requer circuitos para detectar seus valores armazenados e atualizá-los periodicamente.
As memórias principais demoram mais para acessar os dados do que as CPUs levam para operar nelas. Por exemplo, o acesso à memória DRAM normalmente leva de 20 a 80 nanossegundos (bilionésimos de segundo), mas as operações aritméticas da CPU podem levar apenas um nanossegundo ou menos. Existem várias maneiras de lidar com essa disparidade. As CPUs têm um pequeno número de registradores, SRAM muito rápida que armazenam as instruções atuais e os dados sobre os quais operam. Cache a memória é uma quantidade maior (até vários megabytes) de SRAM rápida no chip da CPU. Dados e instruções da memória principal são transferidos para o esconderijo , e uma vez que os programas freqüentemente exibem localidade de referência - isto é, eles executam a mesma sequência de instruções por um tempo em um loop repetitivo e operam em conjuntos de dados relacionados - referências de memória podem ser feitas para o cache rápido uma vez que os valores são copiados para ele a partir memória principal.
Muito do tempo de acesso à DRAM é gasto na decodificação do endereço para selecionar as células de armazenamento apropriadas. A propriedade de localidade de referência significa que uma sequência de endereços de memória será freqüentemente usada, e a DRAM rápida é projetada para acelerar o acesso a endereços subsequentes após o primeiro. DRAM síncrona (SDRAM) e EDO (saída de dados estendida) são dois desses tipos de memória rápida.
Memórias semicondutoras não voláteis, ao contrário de SRAM e DRAM, não perdem seu conteúdo quando a alimentação é desligada. Algumas memórias não voláteis, como a memória somente leitura (ROM), não são regraváveis depois de fabricadas ou gravadas. Cada célula de memória de um chip ROM possui um transistor para um bit de 1 ou nenhum para um bit de 0. ROMs são usados para programas que são partes essenciais da operação de um computador, como o programa de bootstrap que inicia um computador e carrega seu sistema operacional ou o BIOS (sistema básico de entrada / saída) que endereça dispositivos externos em um computador pessoal (PC).
EPROM (ROM programável apagável), EAROM (ROM eletricamente alterável) e memória flash são tipos de memórias não voláteis regraváveis, embora a reescrita consuma muito mais tempo do que a leitura. Eles são, portanto, usados como memórias de propósito especial onde a escrita raramente é necessária - se usados para o BIOS, por exemplo, eles podem ser alterados para corrigir erros ou atualizar recursos.
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