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1. Partições Comuns - FAT O sistema FAT é considerado como relativamente simples, e por isso é um formato popular para discos diversos. Onde podemos encontrar.

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1 1. Partições Comuns - FAT O sistema FAT é considerado como relativamente simples, e por isso é um formato popular para discos diversos. Onde podemos encontrar sistemas FAT 32 ? Discos rígidos internos de Video Games, Dvds, tocadores ou players. Também são utilizados em outros tipos de armazenamento, Pen Drives e Memórias Flash são particionados em FAT Discos Rigídos

2 1. Partições Comuns - FAT 32 Vantagem Importante!!!!! Oferece suporte a todos os sistemas operativos/operacionais existentes para computadores pessoais, e assim, é usado freqüentemente para compartilhar dados entre diversos sistemas operativos instalados num computador Discos Rígidos

3 1. Partições Comuns - FAT 32 (File Alocation Table = tabela de alocação de arquivos) Principal desvantagem!!! As implementações mais comuns têm um inconveniente sério: quando arquivos são apagados e novos arquivos são escritos no suporte, as suas partes tendem a dispersar-se, fragmentando-se por todo o espaço disponível, tornando a leitura e a escrita um processo lento. A desfragmentação é uma solução para isso, mas é habitualmente um processo demorado (sobretudo no sistema FAT32) e que tem de ser repetido regularmente para manter o sistemas operativos limpo. Discos Rígidos

4 1. Partições Comuns - FAT 32 (File Alocation Table = tabela de alocação de arquivos) Diferença de FAT para FAT 32 FAT é a sigla para File Allocation Table (ou tabela de alocação de arquivos). O primeiro FAT surgiu em 1977, para funcionar com a primeira versão do DOS. Trata-se de um sistema que funciona através de uma espécie de tabela que contém indicações para onde estão as informações de cada arquivo. Quando um arquivo é salvo num disquete por exemplo, o FAT divide a área do disco em pequenos blocos. Assim, um arquivo pode (e ocupa) vários blocos, mas eles não precisam estar numa seqüência. Os blocos de determinados arquivos podem estar em várias posições diferentes. Daí a necessidade de uma tabela para indicar cada bloco. Discos Rígidos

5 1. Partições Comuns - FAT 32 (File Alocation Table = tabela de alocação de arquivos) Diferença de FAT para FAT 32 O Sistema de arquivos FAT32 é basicamente uma evolução do FAT convencional ( também conhecido como FAT16). A sua primeira versão foi desenvolvida no ano de 1980, para atender às necessidades daquela época. No início, ele trabalhava somente com 12 bits de endereçamento, valor que passou para 16 em Finalmente, no ano de 1996 passou a usar os 32 bits, versão que é utilizada até hoje. O FAT (sigla de File Allocation Table – Tabela de alocação de arquivos) foi criado para ser o filesystem oficial do MS-DOS, e continuou sendo até o fim do uso deste sistema. Contudo, as principais versões do Windows na década de 90 mantiveram o DOS como núcleo do sistema, sendo que toda a parte visual era como se fosse uma interface gráfica para o terminal de comandos. Entre os sistemas que utilizavam essa configuração, podemos citar o Windows 3.0, 95, 98 e ME. Somente os dois últimos trabalham com o FAT de 32 bits. Discos Rígidos

6 1. Partições Comuns - NTFS NTFS (New Technology File System) é o sistema de arquivos padrão para o Windows NT e seus derivados (2000, XP, Vista, Server e 2008) Características Desenvolvido para superar as limitações do sistema FAT, o NTFS utiliza algumas estruturas em 64 bits Discos Rígidos

7 1. Partições Comuns - NTFS Oferecendo melhor segurança e recuperação a dados, a NTFS também oferece um nível de armazenamento muito maior que FAT, FAT16 ou FAT32, já que é possível adotar sistemas com até 2 Tb de armazenamento em um único disco, ou seja, é possível utilizar um disco de 1 TB inteiramente como partição NTFS, porém, com FAT32 teria que dividi-lo em várias partes para poder utilizar a capacidade total to disco. Discos Rígidos

8 1. Partições Comuns -NTFS - Vantagem importante!!! O NTFS suporta definição de segurança, como proprietários para pastas e arquivos, permissões por perfil ou usuário em todos os níveis, controle de cota por usuário ou perfil, entre outras coisas. Dentre tudo isso a FAT32 só suporta pasta com senha, mas de uma maneira bem simples comparado aos níveis de segurança do NTFS. Discos Rígidos

9 1. Partições Comuns -NTFS - Vantagem importante!!! Discos Rígidos

10 1. Partições Comuns -NTFS - Desvantagem!!! Esse é também um dos motivos pelo qual o acesso ao NTFS é mais lento, pois toda e qualquer ação em um disco NTFS, as permissões são checadas, coisa que não acontece no FAT. A diferença de desempenho, no entanto só acontece quando se necessitar acessar muitos arquivos (no geral, pequenos), pois para cada operação em cada arquivos as permissões precisam ser checadas. Para poucos arquivos grandes, não há diferença significativa de desempenho. Discos Rígidos

11 2. Defragmentador de discos Desfragmentador de Disco é o nome do utilitário do Microsoft Windows criado para resolver um problema que ocorre devido à maneira como os HDs armazenam dados. Discos Rígidos

12 2. Defragmentador de dicos Antes de entender como funciona um Defragmentador é necessário entender como funcionam os discos rígidos: Discos Rígidos

13 3. Como funciona um disco rígido Antes de entender como funciona um Defragmentador é necessário entender como funcionam os discos rígidos: Discos Rígidos Objetivo dos discos rígidos: Eles armazenam informações digitais de uma forma relativamente permanente. Eles dão aos computadores a capacidade de lembrar coisas depois que a energia for desligada.

14 Introdução: Discos Rígidos Os discos rígidos foram inventados nos anos 50. Eles começaram como grandes discos de até cerca de 50 cm de diâmetro que guardavam somente poucos megabytes. Originalmente, eles eram chamados de "discos fixos" ou "winchesters" (um nome usado para um produto popular da IBM). Mais tarde, ficaram conhecidos como "discos rígidos" para distingui-los dos "disquetes" ou floppy disks (literalmente discos flexíveis). Nos discos rígidos o meio magnético de gravação de dados fica numa superfície rígida (um disco ou prato), enquanto nas fitas magnéticas e nos disquetes há uma película plástica flexível.megabytesdisquetes 3. Como funciona um disco rígido

15 Introdução: Discos Rígidos Em seu conceito mais simples, um disco rígido não difere em nada de uma fita cassete. Tanto os discos rígidos, quanto as fitas cassete usam as mesmas técnicas de gravação magnética. Os discos rígidos e as fitas cassete também compartilham os principais benefícios do armazenamento magnético: a mídia magnética pode ser facilmente apagada e regravada, e por muitos anos ela "lembrará" dos padrões de fluxo magnético nela armazenados.fita cassete 3. Como funciona um disco rígido

16 Como funciona a gravação Magnética: Discos Rígidos A gravação magnética é a espinha dorsal da tecnologia da era eletrônica. É um modo básico de armazenamento permanente de informação. 3. Como funciona um disco rígido

17 Como funciona a gravação Magnética: Discos Rígidos 3. Como funciona um disco rígido

18 Como funciona a gravação Magnética: Discos Rígidos A fita Há duas partes em qualquer sistema magnético de gravação de áudio: o gravador, que também atua como dispositivo de reprodução, e a fita, usada como meio de armazenamento. 3. Como funciona um disco rígido

19 Como funciona a gravação Magnética: Discos Rígidos A fita é realmente muito simples. Ela consiste de uma fina base plástica, à qual está ligada uma camada de óxido férrico em pó. Geralmente, o óxido é misturado com um ligante para se unir ao plástico, e isso também inclui algum tipo de lubrificante seco para evitar o desgaste da gravação. 3. Como funciona um disco rígido

20 Como funciona a gravação Magnética: Discos Rígidos O óxido de ferro (FeO) é a ferrugem vermelha que geralmente vemos. O óxido férrico (Fe 2 O 3 ) é outro tipo de óxido do ferro. Magnetita ou óxido férrico gama são os nomes comuns desta substância. Este óxido é um material ferromagnético, ou seja, quando exposto ao campo eletromagnético ele é permanentemente magnetizado. Essa capacidade dá à fita magnética duas de suas características significativas: -você pode gravar tudo o que quiser instantaneamente e a fita lembrará o que você gravou para reproduzir a qualquer momento; - você pode apagar a fita e gravar outra coisa na hora em que você quiser. 3. Como funciona um disco rígido

21 Como funciona a gravação Magnética: Discos Rígidos O gravador de fita Um gravador de fitas é realmente muito simples, assim como qualquer outro aparelho similar, desde um walkman a um avançado aparelho de som. A idéia básica envolve um eletroímã que aplica um fluxo magnético ao óxido na fita. O óxido "lembra" permanentemente do fluxo que "vê". Um cabeçote de gravador de fitas é um eletroímã circular muito pequeno com um pequeno intervalo, como este:eletroímã 3. Como funciona um disco rígido

22 Recordando!!! Discos Rígidos 3. Como funciona um disco rígido O Eletromagnetismo é o nome que se dá ao conjunto de teorias que Maxwell, apoiado em outras descobertas, desenvolveu e unificou para explicar a relação existente entre a eletricidade e o magnetismo.

23 Fita cassete X Disco Rígido Discos Rígidos 3. Como funciona um disco rígido O material de gravação magnética em uma fita cassete é depositado sobre uma fina tira de plástico. Em um disco rígido, o material de gravação magnética forma uma camada sobre um disco de alumínio ou vidro de alta precisão, que é então polido para ficar tão liso quanto um espelho. Numa fita, é preciso avançar ou retroceder rapidamente para chegar a um ponto determinado. Em uma fita longa, isso pode levar vários minutos. Em um disco rígido, é possível ir para qualquer ponto da sua superfície quase instantaneamente. Em um toca-fitas, a cabeça de leitura/gravação encosta diretamente na fita. Em um disco rígido, a cabeça de leitura/gravação "voa" sobre o disco, sem nunca tocá-lo de verdade.

24 Fita cassete X Disco Rígido Discos Rígidos 3. Como funciona um disco rígido A fita em um toca-fitas se move sobre a cabeça a cerca de 5 cm por segundo. Um disco rígido pode girar sob sua cabeça em velocidades de até cm por segundo (cerca de 270 km/h). As informações em um disco rígido são armazenadas em setores magnéticos extremamente pequenos comparados com os de uma fita cassete. O tamanho desses setores é possibilitado pela precisão do disco e pela velocidade da mídia. Por causa dessas diferenças, um disco rígido moderno é capaz de armazenar uma quantidade impressionante de informações em um pequeno espaço. Um disco rígido também pode acessar qualquer uma dessas informações em uma fração de segundo.

25 O que um disco rigído pode armazenar? Discos Rígidos Arquivos – Um arquivo é um conjunto de Bytes. Pode-se dizer uma sequência de Bytes Quando um programa executado no computador solicita um arquivo, o disco rígido recupera seus bytes e os envia para a CPU, um de cada vez.CPU

26 Como medir a capacidade de um disco?? Discos Rígidos Há duas maneiras de medir o desempenho de um disco rígido: 1- Taxa de transferência de dados (data rate) - número de bytes por segundo que a unidade de disco pode entregar à CPU. Taxas entre 5 e 40 megabytes por segundo são comuns. 2- Tempo de busca (seek time) - intervalo entre o momento em que a CPU solicita um arquivo e o envio para a CPU do primeiro byte do arquivo. Tempos entre 10 e 20 milissegundos são comuns. O outro parâmetro importante é a capacidade da unidade (drive), que é o número de bytes que ela pode guardar.

27 Por dentro do disco. Discos Rígidos A melhor maneira de compreender como funciona um disco rígido é dar uma olhada no seu interior. (Observe que a abertura de um disco rígido o destrói de modo que isso não é algo para tentar fazer em casa, a menos que você tenha uma unidade completamente inutilizada).

28 Por dentro do disco. Discos Rígidos Ele é uma caixa de alumínio vedada com uma placa eletrônica de controle fixada em um dos lados. Os componentes eletrônicos controlam o mecanismo de leitura/gravação e o motor que gira os discos. Esses componentes eletrônicos também fazem a montagem dos domínios magnéticos da unidade na forma de bytes (leitura) e transforma os bytes em domínios magnéticos (gravação). Todos os componentes eletrônicos estão contidos em uma pequena placa que é removível do resto da unidade:motor

29 Por dentro do disco. Discos Rígidos Por dentro: embaixo da placa Embaixo da placa estão as conexões do motor que gira os discos, assim como um orifício de ventilação altamente filtrado que deixa as pressões interna e externa do ar se igualarem.

30 Por dentro do disco. Discos Rígidos Remover a tampa da unidade revela um interior extremamente simples, mas muito preciso:

31 Por dentro do disco. Discos Rígidos Os discos - eles giram normalmente a ou rpm (rotações por minuto) quando a unidade está operando. Esses discos são fabricados com tolerâncias incríveis e têm acabamento espelhado (como você pode ver neste interessante auto-retrato do autor). O braço - ele segura as cabeças de leitura/gravação e é completamente controlado pelo mecanismo no canto superior esquerdo. O braço é capaz de mover as cabeças do centro do disco à borda da unidade. O braço e seu mecanismo de movimentação são extremamente leves e rápidos. O braço de uma unidade de disco rígido típica pode se mover do centro à borda até 50 vezes por segundo. É uma coisa incrível de se ver!

32 Por dentro do disco. Discos Rígidos - discos e cabeças Para aumentar a quantidade de informações que a unidade pode armazenar, a maioria dos discos rígidos tem múltiplos discos (ou pratos). Esta unidade tem três discos e seis cabeças (cabeças magnéticas de leitura/gravação):

33 Por dentro do disco. Discos Rígidos - discos e cabeças O mecanismo que move os braços de um disco rígido tem de ser incrivelmente rápido e preciso. Ele pode ser construído usando um motor linear de alta velocidade.

34 Por dentro do disco. Discos Rígidos Armazenamento dos dados Os dados são armazenados sobre a superfície de um disco em trilhas e setores. As trilhas são círculos concêntricos, e os setores são cunhas em forma de fatia de torta sobre a trilha conforme mostra a figura abaixo. curvas, círculos ou superfícies que têm o mesmo centro são chamados de círculos concêntricos.

35 Por dentro do disco. Discos Rígidos Uma trilha típica é exibida em amarelo, enquanto um setor típico aparece em azul. Um setor contém um número fixo de bytes. Por exemplo, 256 ou 512. No nível da unidade do disco rígido ou do sistema operacional, os setores são freqüentemente agrupados em clusters (blocos). sistema operacional

36 Por dentro do disco. Discos Rígidos O processo de formatação de baixo nível de uma unidade estabelece as trilhas e setores no disco. Os pontos iniciais e finais de cada setor são gravados no disco. Este processo prepara a unidade para guardar os blocos de bytes. A formatação de alto nível então grava as estruturas de armazenamento de arquivos, como a tabela de alocação nos setores. Esse processo prepara a unidade para guardar os arquivos.

37 Mas o que pode ser considerado Cluster? Discos Rígidos Um cluster, ou aglomerado de computadores, é formado por um conjunto de computadores, que utiliza um tipo especial de sistema operacional classificado como sistema distribuído. Muitas vezes é construído a partir de computadores convencionais (personal computers), os quais são ligados em rede e comunicam-se através do sistema, trabalhando como se fossem uma única máquina de grande porte. Há diversos tipos de cluster. Um tipo famoso é o cluster da classe Beowulf, constituído por diversos nós escravos gerenciados por um só computador.

38 Mas o que é um Cluster no HD? Discos Rígidos Quando se fala de cluster de um HD (Hard Disk), refere-se ao cruzamento de uma trilha com um setor formatado. Um HDD (hard disk drive) possui vários clusters que serão usados para armazenar dados de um determinado arquivo. Com essa divisão em trilhas e setores, é possível criar um endereçamento que visa facilitar o acesso a dados não contíguos, assim como o endereçamento de uma planilha de cálculos ou, como um exemplo mais simples, o tabuleiro do jogo "Batalha Naval"

39 RESUMO: Discos Rígidos Partes do disco rígido Pratos Eixo e motor Cabeças de leitura Braços Acionador Conectores e jumpers

40 RESUMO: Discos Rígidos Um HD utiliza discos finos chamados pratos (platters) revestidos por um material magnético que armazena informações. Os pratos são perfurados no seu centro por onde passa um eixo de giro (spindle). Os pratos rodam graças a um motor localizado no eixo de giro. As cabeças do disco são dispositivos de escrita/leitura na mídia magnética e são montados sobre braços que realizam a locomoção das cabeças aos pontos a serem lidos na mídia magnética. O conjunto de braços do disco é montado em uma peça única chamada acionador (atuator).

41 RESUMO: Discos Rígidos As cabeças de gravação são a interface entre a mídia magnética física onde os dados são armazenados e os componentes eletrônicos que constituem o resto do HD. As cabeças fazem a conversão dos bits para pulsos magnéticos que são lidos e escritos na mídia magnética dos pratos. O conceito funcional das cabeças de gravação é relativamente simples. São conversores de energia: transformam sinais elétricos em sinais magnéticos e vice-versa num processo semelhante ao vídeo e fita cassete, embora a tecnologia dos HDs seja diferente por exigir uma mecânica fina de muito maior precisão.

42 RESUMO: Discos Rígidos Deslizadores da cabe ç a, bra ç os e acionador As cabe ç as de leitura/escrita não flutuam e se movem sozinhas pelo espa ç o. Elas têm que acessar a posi ç ão certa do disco de alguma forma. As cabe ç as são montadas sob uma estrutura que realiza o processo. Trata-se do acionador de disco (atuator) onde são montados os bra ç os, onde por sua vez estão localizados os deslizadores (sliders), os quais posicionam a cabe ç a sobre a posi ç ão correta do prato a ser lida.

43 RESUMO: Discos Rígidos Eixo e Motor de Giro O eixo e o motor de giro são os respons á veis por fazerem os pratos girarem. É uma pe ç a mecânica que deve ser est á vel para permitir milhares de horas de giro dos pratos, correspondentes à sua vida ú til. Muitas vezes, quando um HD "pifa" seus pratos continuam funcionais e o problema justamente ocorreu no motor de giro.


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