acii - sl03 - armazenamento secundario

Armazenamento Secundário

18 de Abril de 2011

Prof. Rafael Marrocos Magalhãesrafael@dce.ufpb.br

Universidade Federal da Paraíba

Centro de Ciências Aplicadas e Educação

Departamento de Ciências Exatas

UFPB - CCAE - DCE

1sexta-feira, 22 de abril de 2011

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

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

Discos Magnéticos

Tipos de Layout

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

Trilhas e Cilindros

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 - 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

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

Operação do CD

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

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

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

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

DVDBluRay

Futuro

Dúvidas

Próxima aula

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

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Education

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