Profa. Maria Auxiliadora © 2004 by Pearson Education
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Introdução à Informática
Armazenamento
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Objetivos
Relacionar os benefícios do armazenamento secundário. Identificar e descrever as mídias de armazenamento que
estão disponíveis para computadores pessoais. Estabelecer a diferença entre os principais tipos de
armazenamento secundário. Descrever como os dados são armazenados em um
disco. Discutir os benefícios da multimídia. Explicar como os dados são organizados, acessados e
processados.
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Armazenamento Secundário
Benefícios:– Espaço – armazenam grande volume de dados.
– Ex. Um disquete contém o equivalente a 500 páginas impressas.
– Um disco óptico pode conter o equivalente a 500 livros.
– Confiabilidade - Dados guardados no armazenamento secundário estão relativamente seguros
– Conveniência – facilidade e rapidez de recuperar dados.
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• Fita Magnética
• Disco Magnético
• Disco Óptico
Armazenamento Secundário
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Fita Magnética
Coluna
Trilha
Vista lateral Vista frontal
Fita
Rolo
Carretel
Encaixe
Armazenamento Secundário
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Armazenamento em Fita Magnética
Fita similar à usada em cassetes de música.
Categorizado em termos de densidade.– Número de bits por polegada armazenados
na fita. Usado principalmente para backup de
dados armazenados em sistemas de disco.
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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
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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 possíveisUm dos modos equivale ao
registro de zeros (0), enquanto o outro ao registro de uns (1)
Armazenamento em Disco Magnético
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Flexível ou Disquete
Capacidades: 360 KB a 1,44 MB
Disquete de 5¼” (obsoleto)
Disquete de 3½”
Drive de disquete 3½”
Discos Flexíveis
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Anatomia de um Disco Flexível
Superfície plástica do discoSuperfície plástica do disco
Disco de metalDisco de metal
EtiquetaEtiqueta
Furo indicadorde alta densidade
Furo indicadorde alta densidade
Cobertura plástica rígidaCobertura plástica rígidaProteção
contra gravaçãoProteção
contra gravação
Revestimentosdo disco
Revestimentosdo disco
Protetor metálicocom mola
Protetor metálicocom mola
Discos Flexíveis
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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.
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Discos Rígidos
• Discos Rígidos Removíveis
Portabilidade e capacidade dearmazenamento extra superior àquela oferecida pelos discosFlexíveis.
• Discos Rígidos para Notebooks Possibilidade de uso de drivesinternos ou removíveis
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Propriedades Físicas Permanentemente selado no interior do drive
Velocidades mais elevadas do que as dos sistemas removíveis
Placa de circuito impresso
Cabeças deleitura/escrita Mecanismo
de acesso
Conjunto dediscos rígidos
Invólucroselado
Eixo damontagem
Discos Rígidos
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CilindrosMecanismode Acesso
Cabeças deLeitura/Gravação
Discos
TrilhaBraços
de Acesso
Discos Rígidos
Superfície do disco rígido
Pelo humanocerca de 6,35.10-3 cm
Cabeça deleitura/gravação
Cabeça de leitura/escritaremove particulas na superfície do disco com dimensões da ordem de 1,27.10-6 cm
Partícula de poeiracerca de 3,81.10-3 cm Partícula de fumaça
cerca de 254.10-6 cm
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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.
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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.
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Especificações de um disco Form Factor (Fator de forma) Interface Density (Densidade) Rotational Speed (Velocidade de rotação dos discos) Capacity (capacidade) Latency and Seek Time (Latência e tempo de busca) Buffer MTBF (Mean Time Between Failures) –
(Tempo médio entre falhas) Average Sustained Transfer Rate
(Taxa de transferência máxima sustentada) Average Access Time (Tempo médio de acesso)
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Especificações de um disco Form Factor (Fator de forma) - define as dimensões
físicas de um disco rígido. Atualmente a maioria dos discos rígidos têm largura de 3,5 polegadas, em desktops, nos computadores portáteis os discos são de 2,5 polegadas e ultra finos.
Interface - A interface nada mais é que o tipo de controladora que o HD utiliza. Atualmente os HDs são divididos em dois grandes grupos com relação à sua Interface. Temos os HDs no padrão IDE/ATA e os no padrão SCSI.
Density (Densidade) - A densidade tem a ver com a concentração de informação que podemos ter no material magnético do disco. Assim, quanto maior for a densidade de um disco, maior será a capacidade deste disco de armazenar informações.
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Especificações de um disco Rotational Speed - É a velocidade em RPM (Rotações por
minuto) que o motor do disco rígido pode chegar. Na interface IDE/ATA é comum encontrar discos de 5200RPM a 7200RPM, e discos de alta performance a 10.000RPM. Ja no SCSI os discos vão de 10.000RPM a 15.000RPM.
Capacity (capacidade) – é definida pela quantidade de informações que você pode armazenar no disco rígido. Hoje encontramos discos de 40GB até 500GB, quanto maior, mais dados podem ser armazenados.
Latency and Seek Time (Latência e tempo de busca) - A Latência é o tempo necessário para que os discos girem até que a informação esteja posicionada embaixo das cabeças de leitura e gravação do disco rígido. Já o tempo de busca é o tempo que as cabeças de leitura tem que gastar para poder começar a ler a informação.
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Especificações de um disco
Buffer - é uma pequena quantidade de memória RAM colocada dentro da parte eletrônica dos HDs mais modernos. Os valores típicos de buffer para os HDs são 512 KB, 1 MB, 2 MB, 8 MB e 16 MB.
MTBF (Mean Time Between Failures) – O tempo médio entre falhas teoricamente mede a quantidade de horas ininterruptas que o disco rígido deve funcionar sem problemas. Na verdade, o MTBF, é uma medida de confiabilidade do HD. Um HD com MTBF de 500.000 horas não vai funcionar por mais de 50 anos! Mas ele terá uma confiabilidade maior que um HD com MTBF de “apenas” 200.000 horas.
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Especificações de um disco Average Sustained Transfer Rate
(Taxa de transferência máxima sustentada)– Taxa de transferência Interna – É a taxa que os discos
podem transferir informação (dados) para as cabeças de leitura e gravação do disco rígido e vice-versa.
– Taxa de transferência Externa – É a taxa máxima que a interface pode obter. Com o uso de buffers, conseguimos taxas de transferência externas de até 133 MB/segundo em HD no padrão PATA e 300 MB/segundo no padrão SATA.
– Taxa de transferência sustentada – É a taxa que a informação consegue ser transferida do HD para a placa-mãe de um modo constante durante um determinado período de tempo. É uma associação entre a taxa de transferência interna e a taxa de transferência externa. Esta é, na realidade, a única taxa que interessa.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Como os Dados São Organizados
Trilha Setor Cluster Cilindro
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Disco Magnético
Setor ou Segmento
Trilhas
1 2
3
4
56
7
8
9
Cluster
Armazenamento Secundário
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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 1.000 ou mais trilhas em cada superfície de cada lâmina.
Como os Dados São Organizados
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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.
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Cluster
Um número fixo de setores adjacentes tratados como uma unidade de armazenamento.– Tipicamente, de dois a oito setores, dependendo
do sistema operacional.
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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.
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Padrão - IDE - "Integrated Drive Electronics“ Disco Eletrônico Integrado
• Taxa de transferência de 133Mb/s• cabo flat (flat cable) de 40 vias.• cabo flat de 80 vias, cujas vias extras servempara evitar a perda de dados causada por ruídos (interferência).
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Padrão - ATA - "Advanced Technology Attachment“ (Tecnologia Avançada de Conexão)
• O Serial ATA - velocidade de 150 MB/s, supera o limite alcançado pelo ATA Paralelo, que chegou ao seu limite depois de 15 anos, com a velocidade máxima de 133 MB/s. • As próximas gerações da Serial ATA oferecerão 300 MB/s em 2004 e 600 MB/s em 2007 de taxa máxima de transferência. • Cabos com 40 vias ao invés dos tradicionais cabos com 80 vias.
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Padrão – SCSI- Small Computer System Interface(Interface para Sistemas Computacionais de Pequeno Porte)
• Um adaptador (ou controlador) SCSI. Alguns, permitem de 7 a 15 conexões de dispositivos SCSI
• Velocidade de 5 MB/s até 320 MB/s. • cabo de 50 pinos 8 bits / 7 periféricos cabo de 68 pinos 16 bits /15 periféricos.
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RAID – Redundant Array of inexpensive Disks Conjunto Redundante de Discos Baratos
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.
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CD de Áudio1982
VCD1993 DVD
1996DVD-ROM
1997
DVD gravável
1999
CD-ROM1984
CD-R1990
CD-RW1997
Disco Óptico
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Armazenamento em Disco Óptico Provê um armazenamento barato e compacto
Um feixe laser varre o disco e capta reflexos de luz da superfície do disco.
Categorizado pela capacidade de leitura e gravação.– Mídia somente de leitura – o usuário pode ler, mas não pode
escrever no disco.– Gravar uma vez, ler muitas (WORM) – o usuário pode gravar no
disco uma única vez.– Magnético-óptico (MO) – combina capacidades magnéticas e
ópticas.
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CD-ROM Tecnologia similar à do CD de áudio Capacidade: 650 MB
CD-R (CD Recordable) CD gravável uma única vez
CD-WORM (CD-Write Once Read Many) Similar ao CD-ROM, porém gravável (uma única vez, para
muitas leituras) CD-RW (CD-ReWrite)
Similar ao CD-WORM, porém regravável várias vezes
DVD (Digital Versatile Disc) Disco digital destinado à gravação de áudio, vídeo e dados
Disco Óptico
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Capacidade: 4,7 GB a 17 GB
Tipos de DVD
DVD-RAM
● Definido pelo DVD Forum (Matsushita, Toshiba e Time Warner)
● Padrão de maior presença no mercado
● Filmes gravados neste padrão não são compatíveis com a maior parte dos DVD players
DVD
Disco Óptico
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Tipos de DVD ( cont)
DVD+RW
• DVD regravável desenvolvido pela Sony, HP, Philips e Yamaha (DVD+RW Alliance)
• Compatível com a maioria dos DVD players
DVD-RW
• Padrão de DVD regravável definido pela Apple e Compaq
VCD (Video Compact Disc)
● Possibilidade de gravação de até 80 minutos de vídeo com qualidade similar àquela das fitas VHS
Disco Óptico