acii - sl03 - armazenamento secundario

ACII:

Armazenamento Secundário

18 de Abril de 2011

Prof. Rafael Marrocos Magalhã[email protected]

Universidade Federal da Paraíba

Centro de Ciências Aplicadas e Educação

Departamento de Ciências Exatas

UFPB - CCAE - DCE

1sexta-feira, 22 de abril de 2011

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

Motivação

Como registramosnossas histórias

(num contexto amplo)?


SumárioHierarquia de memória

Discos Magnéticos

Mídias Ópticas

Fitas Magnéticas

Memórias de Estado Sólido

Visão do Futuro


Hierarquia de Memória


Discos Magnéticos

Disco de plástico ou metal com substrato coberto cm material magnetizável (óxido de ferro)

Substrato de alumínio e vidro (mais recente)

Superfície mais uniforme, Aumenta confiabilidade

Redução nos erros de superfície, reduzindo portanto erros de leitura e escrita

Melhor rigidez gerando maior resistência a impactos e danos


Discos Magnéticos

Gravação e leitura via bobina condutiva - cabeça de leitura/gravação

Cabeça fica parada enquanto discos giram

EscritaCorrente através da bobina produz campo magnéticoPulsos enviados para a cabeça Padrão magnético é gravado na superfície abaixo

Leitura Cabeça de leitura separada, próxima a de escrita Operações em alta freqüência permitem mais velocidade e maior densidade de armazenamento


Discos Magnéticos


Discos Magnéticos

Anéis concêntricos (trilhas)

Espaços vazios entre trilhas

Reduzir esses espaços aumenta capacidade

Mesma quantidade de bits por trilha (densidade do empacotamento é variável)

Velocidade angular é constante

Trilhas divididas em setores

O tamanho mínimo de um bloco é um setor


Discos Magnéticos

Prof. Alexandre Duarte - www.alexandrend.com - Centro de Ciências Aplicadas e Educação - CCAE/UFPB - Campus IV Litoral Norte

Layout do Disco

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Discos Magnéticos


Tipos de Layout

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Discos Magnéticos


Discos Magnéticos

Busca de setores

Disco deve ser capaz de identificar o início de uma trilha e de um setor

Formato do disco

Informações não disponíveis para o usuário são mantidas

Marca onde iniciam e terminam as trilhas e os setores


Discos Magnéticos

Cabeça fixa (raro) ou móvel

Disco removível ou fixo

Simples ou dupla face (geralmente)

Único ou com múltiplos discos

Mecanismo da cabeça de leitura/gravação

Por contato (disquete)

Flutuante (HDs tradicionais)


Discos Magnéticos

Cabeça fixa

Uma cabeça de leitura para cada trilha

Cabeças montadas num braço rígido e fixo

Cabeça móvel

Uma cabeça de leitura e gravação para cada face

Montadas num braço móvel


Discos Magnéticos

Discos removíveis

Pode ser removidos da unidade e substituídos por outros discos

Provê capacidade ilimitada de armazenamento

Transferência de dados fácil entre sistemas

Discos não removíveis

Montadas permanentemente na unidade


Discos Magnéticos

Uma cabeça por face

Cabeças são unidas e alinhadas

Trilhas alinhadas em cada prato formando cilindros

Dados são agrupados em cilindros

Reduz movimentos das cabeças de leitura/gravação

Aumenta velocidade (taxa de transferência)


Discos Magnéticos


Discos Magnéticos


Trilhas e Cilindros

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Discos Rígidos

Desenvolvido pela IBM em Winchester (EUA)

Unidade selada à vácuo composta de um ou mais pratos

Cabeças deslizam entre finas camadas de ar enquanto os discos giram

Cabeças muito pequenas permitem menores espaços vazios (entre discos, trilhas e setores)

Cada vez mais robustos


Discos Rígidos

Universal

Barato

A mais rápida das memórias externas (será?)

Tornando-se maior a cada dia

500, 750 e até 1000 Gigabytes (1 TB) facilmente disponíveis no momento


Discos Rígidos

Rotação do disco

Velocidade em que os discos são capazes de girar (RPM)

Tempo de busca (Mover a cabeça para a trilha desejada)

Atraso (rotacional) - Espera até o dado girar abaixo da cabeça

Tempo de acesso = Busca + Atraso

Taxa de transferência - Bytes por segundo que o disco envia para o sistema [É o que interessa no final]


Discos Rígidos


Discos Rígidos (imagens)


RAID

RAID - Redundant Array of Independent Disks

Não organizado hierarquicamente

São vários discos vistos pelo SO como uma única unidade

Dados distribuídos em várias unidades

Pode armazenar informações redundantes para aumentar a confiabilidade/desempenho do sistema


RAID


Mídias Ópticas

Originalmente para áudio (Pós deck-tape)

700MB ~ 80 minutos de áudio em altíssima qualidade

Policarbonato e superfície reflexível, geralmente alumínio

Armazenamento por diferenciação geométrica (sulcos)

Leitura por reflexão (percepção de afundamento, sulco)

Velocidade de acesso linear (constante) rotação conhecida e constante


CD - Compact Disc


CD - Compact Disc


Operação do CD

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CD - Compact Disc

Acesso ao conteúdo (CD-ROM)

Áudio, velocidade de acesso constante

1,2 m/s

Trilha espiral de 5,23 km de extensão

4391 segundos de áudio em alta qualidade ~73,2 minutos

velocidades múltiplas (12X, 24X, 32X, 50X)

Limitação física de acesso ao disco óptico (velocidade)


CD - Compact Disc


DVD

Digital Video Disk

Usada para indicar discos para filmes

Apenas compatíveis com filmes

Digital Versatile Disk

Usado para indicar o driver de computador

Ler discos de computadores e também discos de filmes


DVD

Múltiplas camadas

Alta capacidade (4.7GB por camada)

Filme completo num só disco

Usa compressão MPEG

Usa mesmo princípio do CD, porém espaços vazios são bem menores

Cabeça de leitura bem menor também

Possibilita maior quantidade de dados na mesma área de CD


DVD


BluRay

Mesmas dimensões do CD e do DVD

Usado principalmente para vídeos de alta definição (HD)

Utiliza laser de ondas mais curtas (405 nm) que o DVD (650 nm)

Laser é azulado, por isso do nome

Discos de duas camadas pode armazenar 50GB (6x mais que um DVD de duas camadas)


Discos Ópticos


Fitas Magnéticas

Acesso serial

Baixa velocidade

Baixíssimo custo

Uso em segurança (backup)


Fitas Magnéticas


Memória de Estado Sólido (SSD)

Vantagens:

tempo de acesso reduzido

eliminação de partes móveis eletromecânicas, o que reduz vibrações e os torna completamente silenciosos.

por não possuírem partes móveis são muito mais resistentes que os HDs comuns, contra choques mecânicos.

menor peso em relação aos discos rígidos, consumo reduzido de energia.

possibilidade de trabalhar em temperaturas maiores que os HDs comuns - cerca de 70ºC.

velocidades apresentando 250MB/s na gravação e até 700MB/s na leitura


Memória de Estado Sólido (SSD)

Desvantagens:Alto custo para o usuário final.Capacidade muito inferior aos discos rígidos.A leitura e escrita de grandes blocos de dados tendem a ser mais lentas em um SSD.


Dispositivos SSD


Visão do Futuro

3D Optical Disc

Holographic Disc

Protein-coated disc


3D Optical Disc


Holographic Disc


Discos Biológicos


Recapitulando

Dados Magnéticos

Discos RígidosÓpticos

CD

DVDBluRay

SSD

Futuro


Dúvidas

?


Próxima aula

Em que mídias/tecnologias os provedores de conteúdo armazenam seus dados?


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