Download - Fundamentos da Arquitetura de Computadores Memória Secundária Prof. André Renato 1º Semestre / 2012
Fundamentos da Arquitetura de Computadores
Memória Secundária
Prof. André Renato
1º Semestre / 2012
Memória SecundáriaA memória secundária tem por
finalidade armazenar dados de forma permanente, ou seja, independente da presença ou ausência de energia elétrica;
O armazenamento é feito através de outro tipo de tecnologia como a magnética ou a ótica, por exemplo;
Memória SecundáriaOrganização física:
◦Um disco magnético é composto por pratos, cada qual com duas superfícies.
◦Cada superfície consiste de anéis concêntricos denominados trilhas.
◦Cada trilha consiste de setores separados por espaços.
Memória Secundária
Memória Secundária
Memória Secundária A capacidade de armazenamento de um disco depende
de diversos fatores tecnológicos e geométricos;
Capacidade = (# bytes/setor) x (méd. # setores/trilha) x (# trilhas/superfície) x (# superfícies/prato) x(# pratos/disco)
Exemplo:◦ 512 bytes/setor◦ 300 setores/trilha (em média)◦ 20.000 trilhas/superfície◦ 2 superfícies/prato◦ 5 pratos/disco
Capacidade = 512 x 300 x 20000 x 2 x 5 = 30.720.000.000 = 30,72 GB
Memória Secundária
Memória SecundáriaExistem alguns fatores que
determinam o tempo total de recuperação de um dado em um disco magnético:◦Tempo de procura: tempo de
posicionamento da cabeça na trilha correta;
◦Latência rotacional: tempo para que o disco seja posicionado no ponto correto;
◦Tempo de transferência: tempo para que a leitura de toda a informação seja feita;
Memória SecundáriaAlgumas áreas dos discos
magnéticos são especiais e não devem ser utilizadas indiscriminadamente;
Estas áreas são reservadas para o setor de boot e para as tabelas de alocação de arquivos;
Memória SecundáriaA BIOS lê um setor especial do
disco chamado de regisro de boot mestre (Master Boot Record - MBR);
O MBR indica qual parte (partição) do disco será utilizada para iniciar a máquina;
O MBR é tão importante que normalmente existe um cópia, caso haja algum erro nos dados originais;
Memória SecundáriaPara que seja possível recuperar
rapidamente as informações gravadas nos discos é necessário que seja feita uma espécie de mapeamento dos dados;
A formatação do disco organiza trilhas e setores do disco em regiões onde os dados vão efetivamente ser gravados;
Memória SecundáriaO tamanho e a quantidade
dessas regiões depende do tipo de formatação que será feito;
Estes elementos estão relacionados também a um outro componente chamado de tabela de alocação de arquivos (File Allocation Table – FAT);
Memória SecundáriaO sistema operacional é o software
responsável por gerenciar a utilização dos discos;
Desta forma, ele precisa ter total controle sobre o que está sendo gravada/lido e onde isto está acontecendo;
Como os arquivos gravados no computador geralmente são compostos por vários (muitos!!!) bytes, não vale a pena tratar cada byte do Hd em separado;
Memória SecundáriaO SO (ou outro software), ao
realizar a formatação do HD, divide o disco em pequenas regiões que serão administradas pelo SO;
Essas regiões são chamadas de clusters (do disco);
O SO mantém um controle sobre cada cluster que existe no HD;
Memória SecundáriaToda vez que se cria um arquivo,
ele é associado a um cluster;Essa associação fica registrada
na FAT;O problema ocorre quando o
arquivo é maior do que o tamanho do cluster, que em alguns sistemas é de aproximadamente 4Kb;
Memória SecundáriaÉ preciso manter então um tipo
de lista de clusters onde estão gravadas todas as partes do arquivo;
Um mesmo arquivo pode ser divido em várias partes, cada uma em um cluster;
Os clusters podem não ser adjacentes;
Memória Secundária
Memória SecundáriaDependendo do tamanho atribuído aos
clusters, podemos encontrar duas situações que levam o sistema a apresentar um desempenho abaixo do possível. São elas:◦Clusters pequenos: grande fragmentação
de arquivos (fragmentação externa - desfragmentação);
◦Clusters grandes: espaço ocioso em disco, pois os arquivos ocuparão pouco espaço em cada cluster (fragmentação interna).
Memória SecundáriaArquivos sofrem alterações
constantes quando inserimos, alteramos ou eliminamos dados.
Nem sempre os espaços disponíveis podem ser reutilizados de imediato, fazendo com que a memória fique cheia de “buracos”.
Memória SecundáriaOs discos podem ainda ser
divididos em partes lógicas chamadas de partições, com o objetivo de gerenciar melhor grandes volumes de dados;
Cada partição contém seu próprio setor de boot e sua FAT;
Assim, cada partição pode ter um SO diferente;
No MBR, fica a tabela de partições;
Memória SecundáriaDiscos óticos:
◦Originalmente para áudio.◦650 MB gerando mais de 70 minutos
de áudio.◦Policarbonato com cobertura
altamente reflexiva, normalmente alumínio.
◦Dados armazenados como sulcos, na forma de uma espiral, que abrange toda a estrutura física do disco.
◦Lidos pela reflexão do laser.
Memória Secundária
Memória Secundária
Memória SecundáriaFita Magnética:
◦Acesso serial.◦Lenta.◦Muito barata.◦Backup e arquivamento.◦Forma mais moderna: unidades de
fita Linear Tape Open (LTO). Desenvolvida no final da década de 1990. Alternativa de fonte aberto para os
diversos sistemas de fita patenteados.