Organização de Computadores. Subsistemas de memória

Transcrição

1 Organização de Computadores Capítulo 5 Subsistemas de memória Material de apoio

2 2 Esclarecimentos Esse material é de apoio para as aulas da disciplina e não substitui a leitura da bibliografia básica. Os professores da disciplina irão focar alguns dos tópicos da bibliografia assim como poderão adicionar alguns detalhes não presentes na bibliografia, com base em suas experiências profissionais. O conteúdo de slides com o título Comentário seguido de um texto, se refere a comentários adicionais ao slide cujo texto indica e tem por objetivo incluir alguma informação adicional aos conteúdo do slide correspondente Bibliografia básica: MONTEIRO, Mário A.. Introdução à organização de computadores. 5.ed. Rio de Janeiro: LTC, PATTERSON, A.D.E.; HENNESSY, L.J.. Organização e projetos de computadores: a interface hardware/software. São Paulo: Campus, STALLINGS, William. Arquitetura e organização de computadores : projeto para o desempenho. São Paulo: Pearson Education, TANENBAUM, Andrew S. Organização estruturada de computadores. 5ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2009.

3 Conceitos básicos

4 4 Memórias conceitos básicos Em computação, memórias são locais físicos onde se guardam dados e programas de computador. Esses dados e programas são transformados em bits para serem guardados em memórias. Os bits são reunidos em bytes, registros lógicos, registros físicos e arquivos. Os arquivos têm uma denominação única dentro da árvore hierárquica de organização dos mesmos. De acordo com o Modelo de Von Neumann, o processador deve ter acesso direto à memória onde estão os dados e os programas. Isso implica que a situação ideal é a de se ter uma memória única onde seriam guardados todos os dados e programas. Essa solução é economicamente inviável, pois seu custo seria muito elevado. Devido às características físicas das memórias, essa solução também não seria prática, como veremos brevemente. Como organizar a memória?

5 5 Memórias conceitos básicos Suponha que você conserta equipamentos e tem uma bancada com todas as ferramentas de uso mais frequente. Como a bancada tem capacidade reduzida, você também tem um armário de ferramentas, com capacidade bem maior, onde você guarda as ferramentas de uso menos frequente. O tempo de acesso às ferramentas que estão na bancada é muito menor que o tempo de acesso às ferramentas que estão no armário. Se você precisar de uma ferramenta que esteja no armário, você vai até ele, pega a ferramenta e a coloca na bancada para ser usada. Note que o armário é bem mais barato que uma bancada de ferramentas, o que dificulta a construção de bancadas de ferramentas de grande capacidade.

6 6 Memórias conceitos básicos PRINCÍPIO DA LOCALIDADE É evidente que o ideal é se ter todas as ferramentas necessárias sempre localizadas na bancada, pois isso diminui o tempo de acesso às ferramentas e economiza os esforços para ter acesso às ferramentas. Chamamos isto de princípio de LOCALIDADE. Se você precisa de uma chave de boca de 6 mm que está no armário, você a pega e a deixa na bancada após usá-la, pois, muito provavelmente, você precisará dela em um breve período de tempo. Chamados esse princípio de LOCALIDADE TEMPORAL. Já que você foi até o armário para pegar a chave de boca de 6 mm, você aproveita e pega as chaves de boca de tamanho aproximadamente igual (de 4, 5, 7 e 8 mm), pois é provável que você as necessite em curto espaço de tempo. Chamados esse princípio de LOCALIDADE ESPACIAL.

7 7 Memórias conceitos básicos Um processador tem uma velocidade que é muitas vezes superior aos tempos de acesso das memórias, mesmo as mais rápidas. Quanto menor o tempo de acesso à memória, menor será o tempo perdido pelo processador na espera de um acesso à memória, o que tem grande impacto no desempenho do sistema de computação. Todo computador é constituído de uma série de memórias, construídas com diversas tecnologias e com diferentes características, que apresentam capacidade, tempo de acesso e custos diferentes. Se o processador precisa de um dado ou de uma instrução de um programa, uma cópia do dado ou da instrução é colocada em uma memória mais rápida, que normalmente é a mais cara e a de menor capacidade. Pelos princípios de Localidade Temporal e Espacial, grande parte dos acessos são realizados em memórias mais rápidas, o que aumenta o desempenho do sistema de computação.

8 8 Memórias conceitos básicos As memórias são divididas em células; Cada célula tem um endereço próprio; Cada célula tem um conteúdo próprio. (Memórias Magnéticas e Ópticas usam nomenclatura diferente)

9 9 Memórias conceitos básicos Seja T o tamanho total de memória; Seja N o número de células de uma memória; Seja M o tamanho de cada célula; Seja E o número de bits de cada endereço; Temos: T = N x M T = 2 E x M Então: N x M = 2 E x M; Consequentemente: N = 2 E

10 10 Memórias conceitos básicos CÁLCULO DA CAPACIDADE Exemplo: N = 8 M = 3 T = 8 x 3 = 24 OU E = 3 T = 2 3 x 3 = 8 x 3 = 24 É interessante notar que a unidade da capacidade (bits, bytes etc.) depende da unidade da célula (bits, bytes etc.).

11 11 Memórias conceitos básicos Para se avaliar os tipos de memória, é preciso examiná-las sob diferentes características: Tempo de Acesso é o tempo necessário para se ler ou escrever um dado na memória, normalmente dado em ns (10-9 segundos). Quanto menor o tempo de acesso, menor será o tempo de espera do processador para obter um dado ou uma instrução. Capacidade é o número máximo de dados que podem ser armazenados na memória e usa várias unidades tais como: bits, bytes, células, palavras etc. Quanto maior a capacidade maior será a probabilidade de localidade, o que significa que a tendência é usar a memória de maior capacidade, aumentando o desempenho do sistema de computação como um todo. Custo é o valor a ser pago para cada bit da memória; evidentemente. Quanto menor o custo maior a viabilidade de se utilizar essa memória.

12 12 Memórias conceitos básicos Endereço o endereço da memória não é registrado em nenhum dispositivo; todas as memórias possuem um dispositivo de hardware específico que traduz o endereço fornecido em uma localização da memória onde será lido ou escrito o dado ou a instrução do programa. Célula é a menor porção da memória que tem um endereço próprio. Palavra é a quantidade de memória que é transferida em uma operação de leitura. Volatilidade certas memórias só retém informações enquanto forem alimentadas de energia elétrica; essa característica depende da sua tecnologia de fabricação, como será visto posteriormente. Temporariedade é o tempo que uma informação deve ser retida; certas informações são muito variáveis (muito voláteis) o que exige memórias de tempo de acesso pequeno, ao contrário de outras informações que pouco variam, podendo ser guardadas em memórias mais lentas.

13 13 Memórias conceitos básicos OPERAÇÕES NAS MEMÓRIAS Em uma memória qualquer, podemos executar somente dois tipos de operações: Leitura de um dado Em uma operação de leitura, são lidos todos os dados de uma palavra, aproveitando-se da Localidade Espacial. Escrita de um dado Em uma operação de escrita, são atualizados todos os bits de uma célula da memória. Exemplo: No Pentium IV, cada célula tem o tamanho de 1 byte (8bits) e a palavra tem o tamanho de 64 bits. Assim, na leitura da memória são lidos 64 bits em uma única operação de leitura e é atualizada apenas uma célula em uma operação de escrita.

14 14 Memórias conceitos básicos A figura a seguir mostra quais elementos do computador estão envolvidos em uma operação de leitura ou de escrita. Temos: MP Memória Principal, que é a memória onde estão os dados e os programas a serem utilizados pela UCP; UCP Unidade Central de Processamento, que já vimos anteriormente; UC Unidade de Controle, que é a parte central da UCP, cujos detalhes serão vistos em aula posterior; RDM Registrador de Dados da Memória, que é um registrador que tem o tamanho de uma palavra, onde ficam transitoriamente os dados a serem gravados ou os dados que acabaram de ser lidos; REM Registrador de Endereços da Memória, que é um registrador em cujo conteúdo encontramos o endereço da célula que vai ser lida ou atualizada.

15 15 Memórias conceitos básicos COMUNICAÇÃO UCP/MEMÓRIA UCP UC RDM REM MP CONTROLADOR Barramento de Controle Barramento de Endereços Barramento de Dados

16 16 Memórias conceitos básicos COMUNICAÇÃO UCP/MEMÓRIA A comunicação entre a UCP e a Memória (e periféricos) é feita por fios por onde circulam sinais elétricos, que são chamados de barramentos. Temos os seguintes barramentos: Barramento de Controle, que é uma linha de comunicação pela qual a UC comanda todos os componentes do sistema de computação; enviando sinais elétricos adequados; Barramento de Endereços, que é uma linha de comunicação pela qual os endereços serão enviados da UCP para a memória (e periféricos, como veremos posteriormente); Barramento de Dados, onde são enviados ou recebidos os dados a serem escritos ou lidos, respectivamente. Na figura também está mostrado o Controlador da memória, que recebe os sinais elétricos dos barramentos, interpreta-os e executa as operações de leitura ou gravação

17 17 Memórias conceitos básicos TIPOS DE ACESSO ÀS MEMÓRIAS Podemos acessar as memórias de duas maneiras: Sequencialmente, em fitas magnéticas, CD. DVD etc.: Quando só podemos ler um arquivo do seu início até o seu fim. Só podemos escrever no arquivo após o último registro gravado, se houver espaço suficiente na memória. Aleatoriamente, em memórias RAM, cache etc.: Podemos ler uma célula qualquer, aleatoriamente, dentro de toda a memória (em inglês, aleatório é random, daí o nome de memória randômica RAM, que usamos). Podemos modificar (escrever) em uma célula qualquer dentro da memória, mas os acréscimos são feitos sempre ao final do arquivo. Memórias que permitem acesso aleatório também permitem acesso sequencial e o inverso não é verdadeiro. O conceito de célula varia conforme o tipo de memória e recebe diversos nomes diferentes (por exemplo, setores em HD).

18 18 Memórias conceitos básicos TECNOLOGIAS DAS MEMÓRIAS São três as tecnologias básicas de construção das memórias: Memórias de Semicondutores Memórias Magnéticas Memórias Ópticas

19 19 Memórias de semicondutores Memórias de Semicondutores constituídas de transistores, capacitores e resistores, em circuitos eletrônicos específicos. Podem ser memórias estáticas, memórias dinâmicas, memórias somente para leitura, CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) e memórias Flash. As memórias de semicondutores são as mais rápidas e as únicas que podem ser conectadas diretamente com os processadores, pois, apesar de serem mais lentas que os processadores, trazem um impacto relativamente pequeno no desempenho do sistema de computação. No entanto, são as mais caras e, consequentemente, são construídas em modelos de pequena capacidade. Podem ser voláteis ou não voláteis.

20 20 Memórias de semicondutores Memórias Estáticas SRAM Static Random Access Memory São memórias construídas apenas por elementos eletrônicos, empregando-se de 4 a 8 transistores para cada bit da memória. É o tipo de memória mais rápida que existe, porém é a mais cara. Memórias Dinâmicas DRAM Dynamic Random Access Memory São memórias constituídas de apenas um capacitor e um transistor para cada bit da memória. pois o capacitor retém a informação (zero ou um) por um curto período de tempo e o transistor comanda a leitura e gravação de cada bit. porque retêm a informação por curtos períodos de tempo, elas devem ser regravadas constantemente em uma operação chamada de REFRESH.

21 21 Memórias de semicondutores Memória CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor São memórias de semicondutores que consomem uma quantidade muito pequena de energia e, por isso, podem ser alimentadas por baterias de pequena capacidade e são utilizadas em celulares, máquinas de calcular, relógios etc. Memória FLASH É uma memória de computador do tipo EEPROM (Electrically- Erasable Programmable Read-Only Memory), desenvolvida na década de 1980, cujos chips são semelhantes ao da Memória RAM permitindo que múltiplos endereços sejam apagados ou escritos em uma só operação. Trata-se de um chip regravável que, ao contrário de uma memória RAM convencional, preserva o seu conteúdo sem a necessidade de fonte de alimentação. Esta memória é comumente usada em cartões de memória, flash drives USB (pen drives), MP3 Players, dispositivos como os ipods com suporte a vídeo, PDAs, armazenamento interno de câmeras digitais e celulares.

22 22 Memórias magnéticas Memórias Magnéticas constituídas de um suporte neutro (vidro, alumínio, plástico etc.) recoberto de uma camada de óxido de ferro, onde a informação é gravada pela construção de pequenos ímãs que representam os valores zero e um, de acordo com a polaridade dos ímãs, em uma tecnologia semelhante às fitas cassete e fitas de vídeo. Os principais exemplos são o HD (Hard Disk ou Disco Magnético), os discos flexíveis e as fitas magnéticas; As memórias magnéticas são muito mais lentas que as memórias de semicondutores, porém o custo por bit desse tipo de memória é muito menor que os das memórias de semicondutores. Outra característica delas é o fato de serem não voláteis.

23 23 Memórias magnéticas Disco Magnético também conhecido com Disco Rígido ou Hard Disk (HD), que é constituído de um ou mais discos de alumínio ou vidro, que são recobertos por uma camada de óxido de ferro, onde são gravados os bits de informação. A leitura e gravação são feitas por um braço que desloca em toda a superfície do disco, Haverá uma aula específica sobre HD; Fitas Magnéticas é uma tecnologia que utiliza uma fita de plástico recoberta de óxido de ferro. Os bits são gravados em uma cabeça de gravação, com vários gravadores, que produzem trilhas de dados para serem lidos ou gravados. Disquetes tecnologia ultrapassada e muito semelhante ao HD. A diferença é que têm uma capacidade muito menor que o HD e que são removíveis, sendo muito utilizados no passado para transferir dados de um computador para outro. Não haverá maiores discussões sobre disquetes.

24 24 Memórias ópticas Memórias Ópticas constituídas de materiais que são gravados por raios de luz e que, quando lidos, refletem a luz de maneiras diferentes, produzindo os bits zero e um. As memórias ópticas são muito semelhantes. Todas elas são feitas pela gravação física em um disco de plástico, produzindo saliências e depressões. Para a leitura, um raio de luz é enviado ao disco de plástico e sua reflexão é modificada pelas saliências e depressões, caracterizando os bits zero e um. A diferença entre eles está na qualidade da gravação e leitura, o que significa maior capacidade e menor tempo de acesso. As memórias ópticas são as que têm o menor custo por bit e têm uma capacidade compatível com as memórias magnéticas. Também são não voláteis e têm a característica de serem removíveis.

25 25 Memórias ópticas Os principais exemplos de memória ópticas são o CD (vários tipos) e o DVD (também de vários tipos) e Blue Ray. Compact Disk CD é o modelo mais antigo desse tipo de memória. Existem vários tipos, tais como CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory), CD-R, CD-RW. Digital Video Disk é muito semelhante ao CD, porém com maior capacidade e menor tempo de acesso. Blue Ray uma evolução do DVD.

26 26 Hierarquia geral das memórias Em relação à finalidade e aplicabilidade Memórias Internas Registradores Memória Cache Memória Principal ROM Armazenamento Externo Armazenamento de Segurança HD CD DVD BLU RAY Fitas Magnéticas

27 27 Hierarquia geral das memórias para PC Em relação à custo, velocidade e capacidade Custo Alto Velocidade Alta Baixa Capacidade Registradores Memória Cache Memória Principal Custo Baixo Velocidade Baixa Alta Capacidade Memórias Magnéticas Memórias Ópticas Memória Secundária

28 Memória Principal Registradores, Cache e RAM

29 29 Memória Principal - Registradores O REGISTRADOR é responsável pela execução das instruções, manipulação de dados e produção do resultado das operações. Dispositivo de memória onde o processador armazena, em seu interior, as instruções antes de sua interpretação e acionamento dos dispositivos da UCP. Possui maior velocidade de transferência dentro do sistema, menor capacidade de armazenamento e maior custo. São memórias de semicondutores, necessitando de energia para funcionar. Os registradores são aqueles que mais contribuem para aumentar o desempenho do processador.

30 30 Memória Principal - Memória Cache A CACHE é um tipo de memória de alta velocidade que fica próxima à CPU e consegue acompanhar a velocidade de trabalho da CPU. Usa-se a tecnologia com circuitos de alta velocidade, por serem memórias estáticas são denominadas SRAM. Por ser uma memória cara raramente encontramos quantidades de memória cache maiores que 2 MB, em computadores comuns. Ideia: Colocar na memória cache os dados e instruções que são mais comumente utilizados pelo processador. Chamada de regra 80/20, ou seja, 20% dos dados/instruções são usados 80% das vezes no computador.

31 31 Memória Principal - Memória Cache De acordo com a proximidade do processador são atribuídos níveis de cache: Cache L1 (level 1) Cache L2 (level 2) Em alguns casos Cache L3 (level 3) Quando o processador consegue acessar a informação corretamente através do cache, e em alto desempenho é chamado de cache hit ("acerto"). Se a informação não estiver no cache, ela vai ter que ser lida da memória RAM, o que é um processo mais lento, este caso é chamado de cache miss ("erro").

32 32 Memória Principal - Memória RAM A memória RAM (Random Access Memory ou Memória de Acesso Randômico) divide-se em SRAM e DRAM. SRAM (Static RAM) Neste tipo de memória os valores binários são armazenados através de dispositivos lógicos digitais (flip-flops e portas lógicas) e tem como principais características: Velocidade elevada (as mais rápidas na hierarquia) Seus dados permanecem armazenados enquanto a memória for alimentada por energia elétrica; Capacidade pequena de armazenamento Preço elevado por byte armazenado Está antes da DRAM, no caminho CPU-Memória, com o objetivo de absorver rapidamente as informações fornecidas pela CPU e transferi-las para a DRAM.

33 33 Memória Principal - Memória RAM DRAM (Dynamic RAM) É a memória principal do computador. Ela é feita de células que armazenam dados com cargas de componentes eletrônicos chamados capacitores. A presença ou ausência de cargas em carga pode ser interpretada como bit 1 ou 0. Como o capacitor tem a tendência natural de se descarregar, a DRAM necessita de uma regeneração da carga armazenada periodicamente para manter os dados armazenados. Esse processo é chamado de refresh. Muitas vezes, quando dizemos que o nosso computador tem 256 ou 512 MB de memória ou de RAM, na verdade estamos nos referindo à DRAM. DRAM é uma memória relativamente rápida e que tem o objetivo de armazenar o maior volume de dados na troca dinâmica CPU-Memória.

34 34 Esquema da Memória DRAM e Memória SRAM ENTRADA CPU (Processador) SAÍDA SRAM DRAM HD

35 Memória Secundária HD (Hard Disk)

36 36 Discos Magnéticos - HD Discos magnéticos são componentes do computador que podem ser enquadrado em duas áreas distintas: 1) Memória secundária; 2) Dispositivos periféricos de E/S. Ex.: Hard Disk, disquetes, fitas magnéticas. Os discos magnéticos são constituídos de um prato circular de metal ou plástico, coberto com material (em geral óxido de ferro) que pode ser magnetizado para representar dados. Os dados são gravados e posteriormente lidos do disco por meio de uma bobina condutora chamada de cabeçote ( head ), conhecida também como cabeça de leitura e gravação. Durante uma operação de leitura ou de escrita, o cabeçote permanece parado enquanto o prato gira embaixo dele.

37 37 Discos Magnéticos - HD Disco Rígido: na década de 80 era chamado Winchester (IBM 3340). Atualmente, a denominação mais utilizada é HD. O disco rígido é a parte do computador onde são armazenadas as informações permanentes, chamado de memória secundária ou memória de massa. Caracterizado como memória física, não-volátil, onde as informações não são apagadas quando o computador é desligado. Existem vários tipos de HD, dentre ele estão os: IDE/ATA, SATA, SCSI, SAS.

38 38 Discos Magnéticos - HD Estrutura de um Disco Rígido (HD)

39 39 Discos Magnéticos - HD Estrutura de um Disco Rígido (HD)

40 40 Discos Magnéticos - HD Estrutura de um Disco Rígido (HD)

41 41 Discos Magnéticos HD - Geometria do Disco Rígido Faces São as superfícies dos pratos. Cada superfície é circular, fina e coberta com uma camada de material magnetizável. Pode haver gravação nas duas faces (superior e inferior) ou só em uma dela, depende do tipo de disco. Nos discos atuais a gravação ocorre nas duas superfícies. Cabeça de Leitura Face

42 42 Discos Magnéticos HD - Geometria do Disco Rígido Trilhas São áreas circulares concêntricos onde os dados são gravados. Os dados seqüenciais são gravados em uma mesma trilha. Essas trilhas são numeradas de 0 até Trilha 1 Trilha 2

43 43 Discos Magnéticos HD - Geometria do Disco Rígido Cilindro Um conjunto de trilhas concêntricas nas várias superfícies, é chamado de cilindro. A idéia do cilindro é que se os dados de um arquivo estão gravados em trilhas concêntricas, a cabeça de leitura/gravação, não precisa se mover para ler os dados do arquivo.

44 44 Discos Magnéticos HD - Geometria do Disco Rígido Setor ou registro físico Cada trilha é dividida em setores, pedaços de trilha. Um setor é também conhecido como registro físico, pois são acessados individualmente nas operações de leitura e gravação. Isto é, a unidade mínima de acesso ao disco é sempre um setor. Setor Um único setor de 512 bytes pode parecer pouco, mas é suficiente para armazenar o registro de boot devido ao seu pequeno tamanho. O setor de boot também é conhecido como trilha MBR, trilha 0.

45 45 Discos Magnéticos HD - Geometria do Disco Rígido Capacidade do Disco Rígido. Capacidade = Nº de faces x Nº de trilhas x Nº de setores por trilha x 512 bytes Obs.: Os HDs possuem um cache que tem a função de armazenar informações sobre um determinado setor. Os tamanhos de cache dos primeiros HDs eram de 64 KB.

46 46 Tempo de Acesso de um Disco Rígido O tempo de acesso em um HD é o período gasto entre a ordem de acesso (com o respectivo endereço) e o final da transferência dos dados. É dividido em 4 tempos menores: 1 TEMPO DE INTERPRETAÇÃO DO COMANDO Período gasto para o Sistema operacional interpretar o comando, passar a ordem para o controlador do disco e este converter no endereço físico. 2- TEMPO DE BUSCA (SEEK) tempo necessário para a decodificação do endereço físico (processamento) e o movimento mecânico do braço (posicionamento) para cima da trilha desejada. Por envolver partes mecânicas, é o maior dos 3 tempos que compõem o tempo de acesso de um HD, normalmente, de 5 a 10ms. 3 TEMPO DE LATÊNCIA ROTACIONAL período entre a chegada do cabeçote sobre a trilha e a passagem do SETOR desejado sobre o mesmo. Depende da velocidade de rotação do disco. 4 TEMPO DE TRANSFERÊNCIA ocorre à gravação ou leitura dos bits propriamente dito.

47 47 Gravação de Dados no Disco Rígido Quando estão sendo gravados dados no disco, o cabeçote utiliza seu campo magnético para organizar as moléculas de óxido de ferro da superfície de gravação, fazendo com que os pólos positivos das moléculas fiquem alinhados com o pólo negativo do cabeçote, ou viceversa. Como o cabeçote de do HD é um eletroímã, sua polaridade pode ser alternada constantemente. Com o disco girando continuamente, variando a polaridade a polaridade do cabeçote, varia-se também a direção dos polos positivos e negativos das moléculas da superfície magnética. De acordo com a direção dos pólos tem-se bit 1 ou bit 0. Para gravar as sequências de bits 1 e 0 que formam os dados, a polaridade da cabeça magnética é mudada alguns milhões de vezes por segundo, sempre seguindo ciclos bem determinados. Quanto maior for a densidade do disco menos moléculas ele utiliza, entretantoo cabeçote tem que ser mais poderoso.

48 48 Gravação de Dados no Disco Rígido A tecnologia usada nos HDs fabricados até início de 2007 é chamada de gravação longitudinal (longitudinal recording), onde a orientação magnética dos bits é gravada na horizontal, de forma paralela à mídia. A partir dos 100 gigabits por polegada quadrada, torna-se muito difícil aumentar a densidade de gravação. Calcula-se que, utilizando gravação longitudinal, seria possível atingir densidades de no máximo 200 gigabits por polegada.

49 49 Gravação de Dados no Disco Rígido Na tecnologia de gravação perpendicular, as partículas magnéticas estão alinhadas verticalmente (perpendicularmente) na superfície do disco. Com a tecnologia de gravação perpendicular, mais dados podem ser armazenados no disco.

50 Memória Secundária Fita Magnética

51 51 Memória Secundária - Fita Magnética Foi o primeiro tipo de memória secundária. A aparência da fita magnética é similar à das fitas usadas em gravadores antigos. Sofreu diversas evoluções desde seu advento, no início da década de Fita magnética é uma mídia de armazenamento não-volátil e consiste de um material plástico coberto com uma substância magnetizável. A fita pode ser utilizada para registro de informações analógicas ou digitais, incluindo áudio, vídeo e dados de computador. Elas são usadas para armazenamento off-line de dados (backups de dados, programas, etc.).

52 52 Memória Secundária - Fita Magnética Estrutura As fitas magnéticas são formadas por uma base coberta por uma superfície de gravação. Um polímero no qual está disperso o pigmento magnético (como óxidos de ferro ou de cromo). Normalmente adiciona-se a esta superfície um componente lubrificante. A fita pode ter uma cobertura traseira, para proteção e redução de atrito. Em alguns casos, a superfície de gravação não é composta de pigmentos dispersos em polímero, mas de uma finíssima camada metálica depositada diretamente sobre a base.

53 53 Memória Secundária - Fita Magnética Estrutura A fita é estruturada em um pequeno número de pistas paralelas. Os sistemas de fita antigos usavam, tipicamente, nove trilhas. Isso tomava possível armazenar um byte de cada vez, com um bit de paridade adicional na nona trilha. Sistemas de fita mais modernos usam 18 ou 36 trilhas, correspondendo a uma palavra ou a uma palavra dupla.

54 54 Memória Secundária - Fita Magnética Estrutura Os dados são lidos e escritos na fita em blocos contíguos, denominados registros físicos. Os blocos da fita são separados por espaços denominados espaços entre registros (interrecord gaps ou IRGS). Gap = Lacuna Assim como o disco, a fita é formatada de modo que torne mais fácil a localização de registros físicos.

55 55 Memória Secundária - Fita Magnética Tipos de fitas mais comuns: AIT - Advanced Intelligent Tape DAT - Digital Audio Tape DLT Digital Linear Tape LTO Linear Tape-Open

56 56 Memória Secundária - Fita Magnética Vantagens (em relação aos discos ópticos e óptico-magnéticos) Grande capacidade de armazenamento. O baixo custo por unidade armazenada. A longa expectativa de vida. A confiabilidade na retenção dos dados ao longo de sua vida útil. Compactas e portáteis Desvantagens (em relação aos discos ópticos e óptico-magnéticos) O acesso sequencial. Por exemplo, para ler um registro que está no final da fita, devese passar por todos os outros registros. Requerem um moroso avanço e retrocesso para que sejam acessados os dados desejados A necessidade de treinar o operador ou usuário para sua manipulação correta. O elevado custo dos dispositivos de leitura/gravação e a maior fragilidade.