Setores Trilhas. Espaço entre setores Espaço entre trilhas

Transcrição

1 Memória Externa Disco Magnético O disco magnético é constituído de um prato circular de metal ou plástico, coberto com um material que poder magnetizado. Os dados são gravados e posteriormente lidos do disco por meio de uma bobina condutora denominada cabeçote, conhecida também como cabeça de leitura/gravação. Durante uma operação de escrita ou de leitura, o cabeçote permanece estático, enquanto o prato gira embaixo dele. O mecanismo de escrita é baseado no fato de que o fluxo de corrente elétrica por meio de uma bobina produz um campo magnético. São enviados pulsos de corrente para o cabeçote, que resultam na gravação de padrões magnéticos na superfície abaixo dele; correntes positivas e negativas geram padrões magnéticos distintos. O mecanismo de leitura é baseado no fato de que um campo magnético que se move em relação a uma bobina produz uma corrente elétrica nessa bobina. Quando a superfície do disco passa sob o cabeçote, ela gera uma corrente de polaridade igual à da corrente utilizada na gravação. Organização e formatação de dados O cabeçote é um dispositivo relativamente pequeno, capaz de ler ou escrever sobre uma região do prato que gira embaixo dele. Isso resulta em uma organização dos dados (também conhecida como leiaute de dados do disco) no prato em forma de anéis concêntricos, denominadas trilhas. Cada trilha tem a mesma largura do cabeçote. Setores Trilhas Espaço entre setores Espaço entre trilhas Organização dos dados no disco

2 As trilhas adjacentes são separadas por espaços (gaps).isso evita, ou pelo menos diminui a ocorrência de erros devidos à falta de alinhamento do cabeçote ou à interferência de campos magnéticos. Para simplificar o circuito eletrônico envolvido, um mesmo número de bits é armazenado em cada trilha. Os dados são transferidos do e para o disco em blocos. Normalmente. Um bloco tem tamanho menor do que a capacidade de uma trilha. Os dados são armazenados em regiões do mesmo tamanho de um bloco, denominados setores. RAID Com o uso de múltiplos discos, os dados podem ser organizados de diversas maneira, podendo ser empregada alguma técnica para melhorar a confiabilidade. A possibilidade de organizar os dados de vários modos poderia tornar difícil o desenvolvimento de bancos de dados compatíveis com diferentes plataformas e sistemas operacionais. Felizmente, a indústria decidiu adotar um padrão para o projeto de banco de dados de vários discos, conhecido como RAID (agrupamento redundante de discos independentes). O esquema RAID consiste em sete níveis, de zero a seis. Esses níveis não implicam em uma relação hierárquica, mas designam diferentes arquitetura de projeto de compartilham três características comuns: 1 O RAID consiste em um agrupamento de unidades de discos físicos, visto pelo sistema operacional como uma única unidade de disco lógico. 2 Os dados são distribuídos pela unidades de disco físico do agrupamento. 3 A capacidade de armazenamento redundante é utilizada para armazenar informação de paridade, garantindo a recuperação dos dados em caso de falha em algum disco. REDUNDÂNCIA No caso de falha de uma unidade de disco, o disco de paridade é acessado e os dados são reconstruídos a partir dos dados dos dispositivos restantes. Quando a unidade defeituosa for substituída, os dados que faltam podem ser restauradas no disco e a nova unidade pode entrar em operação. RAID NÍVEL 0 Neste tipo de sistema os dados de usuário e de sistema são distribuídos em todos os discos do agrupamento. Os dados são distribuídos pelo agrupamento de discos intercalados em tiras (strips) pelos discos disponíveis. Não possui redundância para a melhora do desempenho. Contudo, ele é utilizado em poucas aplicações, como em supercomputadores, nos quais o desempenho e a capacidade constituem requisitos primordiais e o baixo custo é mais importante do que maior confiabilidade.

3 RAID NÍVEL 1 Neste tipo de RAID a redundância é obtida é obtida pela simples duplicação dos dados. Os dados são intercalados em tiras como no RAID 0. Entretanto, nesse caso, cada tira lógica é mapeada em dois discos físicos separados, de modo que cada disco do agrupamento tenha como espelho um outro disco que contém os mesmos dados. RAID NÍVEL 2 Usa uma técnica de acesso paralelo. Neste tipo todos os discos participam da execução de qualquer requisição de E/S. Tipicamente, os eixos das unidades de disco são sincronizados, de modo que, em qualquer instante, os cabeçotes de todos os discos estejam na mesma posição. Embora o RAID 2 exija um número de discos menor que o RAID 1, ele ainda é muito caro. O RAID 2 constitui uma boa escolha apenas em ambientes nos quais podem ocorrer muitos erros de disco. Dada a alta confiabilidade de discos individuais e de controladores de disco, o esquema do RAID 2 é excessivo e por isso não é implementado. B o B 1 B 2 B 3 B 4 B 5

4 RAID NÍVEL 3 O RAID 3 é organizado de maneira similar ao RAID 2. A diferença é que o RAID 3 requer apenas um disco redundante, independente do tamanho do agrupamento de discos. O RAID 3 emprega acesso paralelo, com os dados distribuídos em pequenas tiras. B o B 1 B 2 B 3 P(b) RAID NÍVEL 4 Os RAIDS de níveis 4 e 6 usam a técnica de acesso independente. Em um agrupamento com acesso independente, cada disco opera independente, permitindo que requisições de E/S distintas possam ser satisfeitas em paralelo. Por isso, agrupamentos com acesso independente são mais adequados para aplicações que requerem altas taxas de requisições de E/S. não sendo apropriados para aplicações que necessitam de altas taxas de transferências de dados. P(0-9) P(1-3) P(2-7) RAID NÍVEL 5 O RAID nível 5 é organizado de modo semelhante ao nível 4. A diferença é que o RAID 5 distribui as tiras de paridade por todos os discos. A distribuição das tiras de paridade em todos os discos evita a possibilidade de formação de gargalos no desempenho do sistema, existentes no RAID 4. P(0-4) P(1-5) P(2-6)

5 RAID NÍVEL 6 Neste esquema são usados dois cálculos de paridade diferentes e os resultados são armazenados em blocos separados em discos distintos. Bloco 0 Bloco 1 Bloco 2 Bloco 3 P(0-3) Bloco 7 Bloco 4 Bloco 5 Bloco 6 (P-4-7) Bloco 10 Bloco 11 Bloco 8 P(12-15) P(8-11) Bloco 13 Bloco 14 Bloco 15