Armazenamento secundário (Discos)

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1 Armazenamento secundário (Discos)

2 Armazenamento Secundário
Separado do próprio computador. Software e dados armazenados em base quase permanente. Diferentemente da memória, não se perde quando há queda da energia elétrica. Benefícios

3 Mídia de E/S e Armazenamento
Tendência: Mídia com capacidades de armazenamento cada vez mais elevadas utilizando circuitos microeletrônicos cada vez menores Chips de Memória Semicondutora VLSI LSI Tambor Magnético Núcleo 5ª Geração 4ª Geração 1ª Geração 2ª Geração 3ª Geração

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5 Benefícios do Armazenamento Secundário
Espaço As organizações armazenam o equivalente a uma sala cheia de dados em discos menores do que uma caixa para guardar pão. Um pendrive contém o equivalente a páginas impressas. Um disco óptico pode conter o equivalente a 5000 livros.

6 Confiabilidade Conveniência
Dados guardados no armazenamento secundário estão relativamente seguros. O armazenamento secundário é altamente confiável Mais difícil de pessoas despreparadas alterarem dados armazenados em disco. Conveniência Usuários autorizados podem localizar fácil e rapidamente dados armazenados no computador.

7 Economia Diversos fatores criam significativas economias em termos de custos de armazenamento: Menos dispendioso armazenar dados em disco do que comprar e abrigar armários de arquivo. Dados confiáveis e seguros têm uma manutenção menos dispendiosa. Maior velocidade e conveniência para arquivar e recuperar dados.

8 Armazenamento em Disco Magnético
Dados representados como pontos magnetizados na superfície de um disco rotativo. Pontos no disco convertidos em impulsos elétricos. Tipos principais: Discos flexíveis Discos rígidos

9 Discos Flexíveis Produzidos com Mylar flexível e revestidos com óxido de ferro. Possuem a proteção de uma jaqueta de plástico rígido. Um disquete de 3,5 polegadas contém 1,44 MB de dados. Variações de alta capacidade: Zip disks O HiFD, da Sony, contém 200 MB. O SuperDisk, da Imation, está disponível nas versões de 120 e 240 MB. O Zip drive, da Iomega, está disponível nas versões de 100, 250 e 750 MB.

10 Anatomia de um Disco Flexível
Superfície plástica do disco Disco de metal Etiqueta Furo indicador de alta densidade Cobertura plástica rígida Proteção contra gravação Revestimentos do disco Protetor metálico com mola Hard plastic cover to protect the disk Metal hub is used to engage the disk in the drive Liners remove dirt from disk surface as it spins Spring Shutter moves to allow the disk to be read from and written to

11 Discos Rígidos Lâmina rígida revestida com óxido magnético:
Diversas lâminas podem ser combinadas em uma única pilha de discos (disk pack). Unidade de disco – um dispositivo que possibilita recuperar dados para serem lidos ou escritos em disco. Unidade de disco para computadores pessoais alojada no gabinete do computador. Grandes sistemas computadorizados podem ter diversas unidades de disco externas.

12 Lendo e Escrevendo Dados
O braço de acesso movimenta a cabeça de leitura/gravação sobre uma localização em particular. A cabeça de leitura /gravação paira alguns milionésimos de polegada acima da lâmina. Se a cabeça tocar a lâmina, haverá um crash, e dados serão destruídos. Dados podem ser destruídos se a cabeça entrar em contato com uma mínima matéria estranha na superfície do disco.

13 Pilha de Discos (Disk Packs)
Cada lâmina tem seu próprio braço de acesso com uma cabeça de leitura/gravação. A maioria das pilhas de discos (disk packs) combina lâminas, braços de acesso e cabeça de leitura/gravação.

14 Placa de circuito impresso
Cabeças de leitura/escrita Mecanismo de acesso Conjunto de discos rígidos Invólucro selado Eixo da montagem

15 Discos Rígidos para Computadores Pessoais
Módulos lacrados que são montados em um compartimento de 3, 5 polegadas. Capacidade em gigabytes. O acesso a arquivos é muito mais rápido do que o acesso a arquivos em disquetes. Alguns contêm cartuchos removíveis. A unidade Jaz, da Iomega, é muito popular.

16 Conjunto Redundante de Discos Baratos (RAID)
Um grupo de discos que funciona em conjunto, como uma unidade. O Raid de nível 0 divide dados de um único arquivo em diversas unidades de disco: Denomina-se distribuição de dados (data striping). Aumenta o desempenho. O Raid de nível 1 duplica dados em diversas unidades de disco: Denomina-se espelhamento de disco (disk mirroring). Aumenta a tolerância a falhas.

17 Como os Dados São Organizados
Trilha A porção circular da superfície do disco que passa sob a cabeça de leitura/gravação. Um disco flexível tem 80 trilhas em cada superfície. O disco rígido pode ter ou mais trilhas em cada superfície de cada lâmina.

18 Setor Cada trilha é dividida em setores que contêm um número fixo de bytes. Tipicamente, 512 bytes por setor. A gravação por zonas atribui mais setores às trilhas que estão nas zonas externas do que àquelas que estão nas zonas internas. Usa o espaço de armazenamento de maneira mais completa.

19 Cluster Um número fixo de setores adjacentes tratados como uma unidade de armazenamento. Tipicamente, de dois a oito setores, dependendo do sistema operacional. Setor ou Segmento Trilhas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Cluster

20 Cilindro A trilha sobre cada superfície, que está sob a cabeça de leitura/gravação, em determinada posição das cabeças de leitura/gravação. Quando o arquivo é maior do que a capacidade de uma única trilha, o sistema operacional armazena-o em trilhas que fazem parte do mesmo cilindro.

21 Cabeça de leitura/escrita
Disco Magnético Antes do processo de armazenamento de dados, as partículas magnéticas estão desalinhadas Superfície do disco Cabeça de leitura/escrita A cabeça de leitura/ escrita inscreve os dados alinhando cada partícula magnética da mídia segundo um de dois modos possíveis Um dos modos equivale ao registro de zeros (0), enquanto o outro ao registro de uns (1)

22 Velocidade de Acesso a Disco
Tempo de acesso – o tempo necessário para acessar dados no disco. Três fatores: Tempo de busca Comutação de cabeças Retardo rotacional Assim que os dados são encontrados, o passo seguinte é a transferência de dados.

23 Tempo de Busca Tempo necessário para que o braço de acesso se posicione sobre uma trilha em particular. Todos os braços de acesso se movem como uma unidade. Todos se posicionam simultaneamente sobre um conjunto de trilhas que compõe um cilindro.

24 Comutação de Cabeças A ativação de uma cabeça de leitura/ gravação em particular sobre uma trilha em particular. Todos os braços de acesso se movem juntos, mas somente uma cabeça de leitura/ gravação pode operar em determinado momento.

25 Retardo Rotacional O tempo necessário para que os dados desejados na trilha passem sob a cabeça de leitura e gravação. Em média, a metade do tempo para uma revolução completa do disco.

26 Transferência de Dados
O processo de transferir dados entre sua localizaçao na trilha do disco e a memória. Measures of performance Tempo médio de acesso: Aproximadamente, 10 milissegundos (10 milésimos de segundo). Pode ser melhorado através de cache de disco. Taxa de transferência de dados – quão rapidamente dados podem ser transferidos ao serem localizados. Expressa em termos de megabytes por segundo.

27 Cache de Disco Cache de disco – uma área especial da memória.
Quando a unidade de disco lê dados do disco, ela lê dados adjacentes e os armazena na memória. Quando é emitida a instrução de leitura seguinte, a unidade verifica primeiro se os dados desejados estão na cache de disco.