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Instituto de Computação UNICAMP MC722 - Projeto de Sistemas Computacionais Felipe Heidi Shiratori RA: 060657 Guilherme Henrique G. Pozzato RA: 061240 Hugo.

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1 Instituto de Computação UNICAMP MC722 - Projeto de Sistemas Computacionais Felipe Heidi Shiratori RA: Guilherme Henrique G. Pozzato RA: Hugo Hideki Yamashita RA: Por Dentro do HD

2 Introdução HDs são unidades de armazenamento de dados Não-volátil Tópicos -História -Estrutura -Densidade de armazenamento -Gravação e leitura de dados -Geometria dos discos -Detecção de erros -Padrões e tecnologias

3 História IBM 350 -Primeiro HD -50 discos de 24 polegadas cada -Apenas 2 cabeças de leitura/escrita IBM Uma cabeça para cada superfície dos discos IBM Apelidado de Winchester -Cabeças menores e mais leves

4 História – IBM 350

5 Estrutura do HD Parte Lógica -Circuitos controladores HDA (Hard Drive Assembly) -Compartimento selado -Formado por: -Discos Magnéticos -Cabeças de leitura/escrita -Braço -Atuador (voice coil)

6 Estrutura do HD

7 Densidade de armazenamento Quantidade de dados por unidade de área Aumentar a capacidade do HD sem aumentar o tamanho físico significa aumentar a densidade de armazenamento Formas de aumentar a densidade de armazenamento -Diminuir o tamanho dos setores -Gravar os dados no disco de forma diferente (veremos em breve)

8 Gravação e leitura de dados Feita de forma magnética Grava os dados na superfície magnética do disco Cabeça de leitura/escrita dividida em duas partes Gravação -Utiliza um eletroímã -Pode mudar a polaridade muito rapidamente Leitura -Capta o campo magnético e produz uma pequena corrente

9 Gravação e leitura de dados

10 Formas de Gravação Gravação Longitudinal -Orientação magnética dos dados é longitudinal -Forma de gravação utilizada desde os primeiros HDs -Problemas com o aumento da densidade de armazenamento Gravação Perpendicular -Orientação magnética dos dados é perpendicular -Forma de gravação que vem sendo adotada pelos fabricantes -Possibilita o aumento da densidade de armazenamento

11 Formas de Gravação

12 Geometria dos discos Divisão lógica do disco Trilhas: Regiões circulares concêntricas Setores: Divisões dentro das trilhas Cilindros: Conjunto de trilhas sobrepostas

13 Detecção de erros HDs estão sujeitos a falhas de leitura ECC (Error Correcting Code) -Gravado nos setores junto com os dados Caso um erro de leitura seja detectado, o ECC tenta corrigir Persistindo o erro tenta ler novamente Soft error – Sucesso na correção Bad Block – Falha na correção Tudo feito pelo próprio HD

14 Padrões e Tecnologias IDE – Integrated Drive Electronics - É desenvolvida para suprir a necessidade do mercado por maior armazenamento de dados. - Padrões existentes como ESDI e ST-506 não conseguiam ser ampliados devido aos custos elevados e ruídos na transferência de dados. - IDE agrega todo o circuito controlador no próprio HD.

15 Padrões e Tecnologias IDE – Integrated Drive Electronics - O computador passa a ver e acessar o HD como um vetor de blocos de 512 bytes. - Isso tornou o acesso ao disco mais rápido e preciso, além de retirar do computador a tarefa de controlar diretamente o HD. - Em 1986 surgem os primeiros HDs IDE. Em 1994 é passado a padrão ANSI e com o tempo passa a ser chamado de ATA-1.

16 Padrões e Tecnologias EIDE – Enhanced IDE - Nova versão do IDE. - Melhor capacidade armazenamento e melhora na transferência de dados. - Outros dispositivos além dos discos rigidos podiam utilizar a interface ATA. - Possibilidade de conectar 2 dispositivos no mesmo conector ATA.

17 Padrões e Tecnologias EIDE – Enhanced IDE - Se torna padrão ANSI em 1996 como ATA-2. Fast ATA-1 e Fast ATA-2 - Variantes do padrão ATA com melhoras na taxa de transferência.

18 Padrões e Tecnologias ATAPI – Attachment Packet Interface - Transpõem o padrão ATA para outros dispositivos com comportamento semelhante ao de um disco rígido, como um CD-ROM. - Interpretava os sinais desses dispositivos e os traduzia em protocolos SCSI, Small System Computer Interface, que eram reconhecidos pelo ATA.

19 Padrões e Tecnologias Conector ATA

20 Padrões e Tecnologias Cabo para conexão ATA

21 Padrões e Tecnologias DMA – Direct Memory Access - CPU tem seu processamento comprometido servindo de mediador entre dispositivos e a memória principal. - DMA criou meios dos dispositivos se comunicarem com a memória principal independente da CPU

22 Padrões e Tecnologias DMA – Direct Memory Access - HDs, placas de rede, placas de som, placa de video e GPUs se beneficiaram dessa tecnologia. - Também é utilizada em processadores multi- core, para a troca de informação entre os núcleos e os núcleos e a memória principal.

23 Padrões e Tecnologias Ultra ATA - Padrão ATA utilizando a tecnologia DMA, por isso também é conhecido com UDMA. - Permitiam taxas de transferência elevadas, de 33, 66, 100 e 133 Mbytes/s.

24 Padrões e Tecnologias SATA – Serial ATA - Transferência de dados de forma serial, ao contrário do ATA que a transmissão é paralela. - Menos suscetível a ruídos devido ao menor número de vias e ao melhor isolamento dos cabos conectores. - Hot-Swap – Torna possível a troca de dispositivos sem a necessidade de desligar o computador.

25 Padrões e Tecnologias Conector SATA

26 Padrões e Tecnologias Cabo para conexão SATA

27 Padrões e Tecnologias eSATA – External SATA - Utilizada em HDs externos. - Tem taxas de transmissão de dados superior a da interface USB, mas necessita de uma fonte externa de energia.

28 Padrões e Tecnologias Taxas de transferência nas interfaces USB e eSATA

29 Padrões e Tecnologias Portas para conexão eSATA

30 Tabela de Transferência TecnologiaLargura (bits)Velocidade (Mbits/s)Velocidade (Mbytes/s) Floppy Disc Controller80,50,062 CD Controller (1x)161,41120,1764 DVD Controller (1x)12811,11,32 ATA-1 PIO Mode 01626,43,3 ATA-1 PIO Mode 11641,65,2 ATA-1 PIO Mode 21666,48,3 ATA-2 PIO Mode 31688,811,1 ATA-2 PIO Mode ,316,7 UDMA ATA USB Hi-Speed (USB 2.0) UDMA ATA UDMA ATA UDMA ATA SATA-150 (SATA) ,5 eSATA (SATA-300) SATA-300 (SATA II) SATA-600 (SATA III)

31 Considerações Finais A rápida evolução dos discos rígidos causou uma revolução no armazenamento de informação. Com o avanço da internet a quantidade de informação disponível é algo colossal.


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