Memória Secundária. Prof. Filippo Valiante Filho Memórias Aula 4 de 4 - Versão 2

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Memória Secundária. Prof. Filippo Valiante Filho Memórias Aula 4 de 4 - Versão 2"

Vasco Aveiro Neto
6 Há anos
Visualizações:

1 Memória Secundária Prof. Filippo Valiante Filho Memórias Aula 4 de 4 - Versão 2

2 Memória Secundária Armazenam de forma permanente os programas e dados. O termo Memória Externa refere-se ao fato de serem periféricos de armazenamento.

3 Tipos de Memória Secundária (Memória Externa) Discos Magnéticos Discos Ópticos Fitas Magnéticas Memória Flash (na aula de memória principal)

4 Discos Magnéticos 4

5 Disco Magnético Disco de vidro (rígido) recoberto com material magnetizável (óxido de ferro). Gravação dos dados como partículas micrométricas na superfície do disco, por uma cabeça similar a um eletroímã. Leitura feita por Sensor Magnetorresistivo (MR) Cabeça flutua sobre a superfície em um colchão de ar produzido pelo giro do disco. (Winchester)

6 Mecanismos de leitura e gravação Gravação: Corrente pela bobina produz campo magnético. Pulsos enviados à cabeça. Padrão magnético gravado na superfície abaixo dela. Leitura: Cabeça de leitura separada e próxima da cabeça de gravação. Sensor magnetorresistivo (MR) parcialmente blindado. Resistência elétrica depende da direção do campo magnético. Operação em alta frequência. Densidade de armazenamento e velocidade mais altas.

7 Cabeça de Leitura e Gravação Stallings (2010)

8 Organização e Formatação dos Dados Disco dividido em Trilhas (anéis). Trilhas divididas em Setores. O setor é o bloco de dados mínimo de um disco magnético. Existem lacunas (espaços vazio) separando uma trilha de outra e um setor de outro.

9 Layout de Dados no Disco Setor Trilha Setor Setor Setor Setor Trilha Trilha Setor Existem lacunas entre as trilhas e entre os setores

10 Layout de Dados no Disco (ii) Setor Trilha SETOR Setor Lacuna Identificação Lacuna Dados ECC Setor Setor Setor Setor Trilha Trilha Existem lacunas entre as trilhas e entre os setores

11 Discos Magnéticos Porção de uma trilha de disco. São ilustrados dois setores. Tanenbaum (2007)

12 Velocidade do disco Bit próximo do centro do disco girando passa por ponto fixo mais lento que o bit na borda do disco. Aumente espaçamento entre bits de diferentes trilhas. Gire disco em velocidade angular constante (CAV). Setores em forma de fatia de torta e trilhas concêntricas. Trilhas e setores individuais endereçáveis. Mova cabeça para determinada trilha e espere por determinado setor. Perda de espaço nas trilhas externas. Menor densidade de dados. Pode usar zonas para aumentar capacidade. Cada zona tem número fixo de bits por trilha. Circuito mais complexo.

13 Diagrama de métodos de layout de disco Stallings (2010)

Cada superfície tem sua cabeça de leitura e escrita.

14 Pratos, Faces e Cilindros Pode haver vários pratos. Os pratos podem ser de face simples, ou dupla. Cada superfície tem sua cabeça de leitura e escrita. Uma mesma trilha, ao longo de todas as superfícies forma um cilindro.

15 Trilhas e cilindros Stallings (2010)

16 Localizando Dados no Disco Formatação do disco: Identificação de superfícies, trilhas e setores Criação de um arquivo de índice SETOR Lacuna Identificação Lacuna Dados ECC

17 Desempenho Tempo de Acesso Tempo gasto para acessar o setor Tempo de Acesso = Tempo de Busca + Latência Rotacional Tempo de busca: movimento da cabeça para trilha correta. Latência (rotacional): espera pelo giro do disco Taxa de Transferência Quanto de dados pode ser lido ou escrito ao longo do tempo. MB/s

18 Tempo de Acesso Latência rotacional Tempo de busca

19 Parâmetros de Desempenho Stallings (2010)

20 Temporização de transferência de E/S de disco Stallings (2010)

21 RAID Redundant Array of Independent Disks. Redundant Array of Inexpensive Disks. 6 níveis de uso comum. Não é uma hierarquia. Conjunto dos principais discos vistos como uma única unidade lógica pelo S/O. Dados distribuídos pelas unidades físicas. Pode usar capacidade redundante. Pode usar capacidade redundante para armazenar informação de paridade.

22 RAID 0 RAID 1 RAID 5 (mais comuns) Stallings (2010) Wikimedia Commons Stallings (2010)

23 Níveis de RAID Stallings (2010)

24 Comparação entre os níveis de RAID Stallings (2010) (Continua)

25 Comparação entre os níveis de RAID Stallings (2010)

26 Discos flexíveis (disquetes) 8, 5,25, 3,5. Pequena capacidade. Até 1,44 MB. Lento. Universal. Barato.

27 Discos Ópticos CD, DVD e Blu-Ray. Mídias feitas para armazenamento de dados digitais, porém originários da indústria do entretenimento. Discos de Policarbonato com uma camada de material reflexivo e uma cobertura protetora. Dados representados por sulcos ou elevações na camada reflexiva. Dados lidos pela reflexão de um raio laser na superfície do disco.

28 Discos Ópticos (ii) ROM (Read Only) Nas mídias fabricadas os dados são prensados em uma camada de alumínio. R (Recordable) Nas mídias graváveis os dados são gravados através de um laser de alta potência queimando uma resina reflexiva. WORM (Write Once Read Many) RW (Read and Write) Resina especial capaz de ser regravada.

29 Discos Ópticos (iii) CD Uma camada de 650 MB. DVD Até duas camadas de 4,7 GB por face. Espaço menor entre trilhas e setores. Blu-Ray Até duas camadas de 25 GB por face. Espaço ainda menor entre trilhas e setores.

30 Funcionamento dos Discos Ópticos Stallings (2010)

31 Funcionamento dos Discos Ópticos (ii) Vahid, Frank. Sistemas Digitais: projeto, otimização e HDLs

32 Funcionamento dos Discos Ópticos (iii) T ra c k s P its o n a d ja c en t tra c k s L a s e r d iod e B e a m s p litte r D e te c to r P ro te c tive c o a tin g S u b s tra te S id e vie w o f o n e tra c k P its L e ns es Fig Simplified view of recording format and access mechanism for data on a CD-ROM or DVD-ROM. Parhami (2007) 32

33 Memórias ópticas Stallings (2010)

34 Comparando CD, DVD e Blu Ray Stallings (2010)

35 CD-ROM Originalmente para áudio. 650 MB gerando mais de 70 minutos de áudio. Policarbonato com cobertura altamente reflexiva, normalmente alumínio. Dados armazenados como sulcos. Lidos pela reflexão do laser. Densidade de empacotamento constante. Velocidade linear constante.

37 Velocidade de unidade de CD-ROM Áudio tem velocidade única: Velocidade linear constante. 1,2 m/s Trilha (espiral) tem 5,27 km de extensão. Oferece 4391 segundos= 73,2 minutos. Outras velocidades indicadas por múltiplos. P.ex., 24x. Valor indicado é o máximo que a unidade pode conseguir.

38 Formato do CD-ROM Modo 0 =campo de dados em branco. Modo 1 =2048 bytes de dados+correção de erro. Modo 2 =2336 bytes de dados. Stallings (2010)

39 CDs Graváveis Seção transversal de um disco CD-R e laser (não está em escala). Um CD-ROM tem uma estrutura semelhante, exceto por não ter a camada de corante e por ter uma camada de alumínio com depressões ao invés da camada refletiva. Tanenbaum, Structured Computer Organization, Fifth Edition, (c) 2006 Pearson Education, Inc. All rights reserved Tanenbaum (2007)

40 DVD Multicamadas. Capacidade muito alta (4,7 G por camada). Filme de tamanho completo em único disco. Usando compactação MPEG. Padronizado. Filmes transportam codificação regional. Players só tocam filmes da região correta. Pode ser reparado.

41 CD e DVD Stallings (2010)

42 Blu Ray Projetado para vídeos de alta definição. Capacidade muito mais alta que DVD. Laser com comprimento de onda mais curto, na faixa do azul Sulcos menores. Ganhou a concorrência contra o HD-DVD. Camada de dados mais próxima do laser. Foco mais estreito, menos distorção, sulcos menores. 25 GB em única camada. Disponível para apenas leitura (BD-ROM), regravável uma vez (BR-R) e re-regravável (BR-RE).

43 Fitas Magnéticas Acesso serial. Lenta. Muito barata. Backup e arquivamento. Unidades de fita Linear Tape Open (LTO). Desenvolvida no final da década de Alternativa de fonte aberto para os diversos sistemas de fita patenteados.

44 Fitas Magnéticas Stallings (2010)

45 Unidades de fita Linear Tape Open (LTO) Stallings (2010)

46 Automated Tape Libraries 46

47 Referências Bibliográficas Arquitetura e Organização de Computadores - 8a edição William Stallings - Editora Pearson Education Organização Estruturada de Computadores - 5ª Edição Andrew S. Tanenbaum - Editora Pearson Education Introdução à Arquitetura de Computadores Miles J. Murdocca e Vincent P. Heuring - Editora Campus Arquitetura de Computadores - De Microprocessadores a Supercomputadores Behrooz Parhami - Editora McGraW-Hill Arquitetura de Computadores - Coleção Schaum Nicholas Carter - Editora Bookman Prof. Filippo Valiante Filho

Documentos relacionados

Arquitetura e Organização de Computadores

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS CURSO DE CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO Arquitetura e Organização de Computadores Memória Externa II Prof. Sílvio Fernandes Parâmetros