Informática Aplicada à Química. Hardware armazenamento II

(1)

Informática Aplicada à Química

Hardware – armazenamento II

(2)

Partes Físicas – Características

Composição

Dispositivos de armazenamento

Mídia de armazenamento

Localização

Interna (configuração no contexto da unidade do sistema)

Externa (dispositivos separados)

Si stemas de Armazenamento de Dados

(3)

Partes Físicas – Características

Registro/ Recuperação de Dados

Mídia passa usualmente por uma cabeça de leitura/gravação no dispositivo de armazenamento a fim de que os dados sejam lidos/escritos

Volatilidade

Mídia de armazenamento Ö Ö não volátil

Manutenção dos dados registrados após o desligamento da alimentação do sistema

Contraste com a maioria dos tipos de memória (voláteis)

Si stemas de Armazenamento de Dados

(4)

Partes Físicas – Características

Mídia Fixa x Mídia Removível

Mídia Fixa

Tipicamente mais rápida e mais barata

Mídia Removível

Capacidade ilimitada

Transporte fácil e seguro

Si stemas de Armazenamento de Dados

(5)

Partes Físicas – Características

Acessibilidade

Seqüencial

Registros em arquivos só podem ser recuperados na mesma seqüência em que foram fisicamente armazenados (e.g. dados armazenados em fitas magnéticas)

Direta

Registros podem ser recuperados em qualquer seqüência, independentemente do armazenamento físico (e.g. dados armazenados na maioria dos discos magnéticos e ópticos)

Si stemas de Armazenamento de Dados

(6)

Partes Físicas – Características

Representação de Dados

Lógica

Refere-se à visão do usuário sobre a forma como os dados são armazenados

Física

Refere-se ao modo físico real como os dados são armazenados na mídia, sob o ponto de vista do computador

Si stemas de Armazenamento de Dados

(7)

Mídia de Armazenamento Mídia de Armazenamento

Tendência: Mídia com capacidades de armazenamento cada vez mais elevadas utilizando circuitos microeletrônicos cada vez menores

Chips de Memória Semicondutora

VLSI Chips

de Memória Semicondutora

LSI Tambor

Magnético Núcleo

Magnético Núcleo Magnético

5ª Geração 4ª Geração

1ª Geração 2ª Geração 3ª Geração

(8)

Mídia

Fita de Papel

Cartão Perfurado

Formulário Contínuo (Papel Sanfonado)

Fita Magnética

Disco Magnético

Disco Óptico

Mídia

Fita de Papel

Cartão Perfurado

Formulário Contínuo (Papel Sanfonado)

Fita Magnética

Disco Magnético

Disco Óptico

Mídia de E/S e Armazenamento

(9)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Fita de Papel (obsoleta)

Não ocupava quase espaço

Tira de dados chegando como entrada ou deixando o sistema sob a forma de uma saída perfurada

Não ocupava quase espaço

Tira de dados chegando como entrada ou deixando o sistema sob a forma de uma saída perfurada

Direção de Transporte Direção de Transporte

Placa Guia Traseira Placa Guia

Traseira

Alimentação Alimentação

202¹2² 2³2⁴2⁵2⁶

Direção de Transporte Direção de Transporte

Placa Guia Traseira Placa Guia

Traseira

Alimentação Alimentação

202¹2² 2³2⁴2⁵2⁶

Altura Altura

Canal Canal

(10)

Coluna Coluna FuroFuro

Cartão Perfurado (obsoleto)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Cartão Universal:

80 colunas

12 alturas

Cartão

Cartão Universal Universal::

80 colunas

12 alturas

Saída de Saída de cartões cartões

Entrada Entrada de cartões de cartões

(11)

Formulário Contínuo (Papel Sanfonado)

Organizado em linhas e colunas

Pode conter uma ou mais vias

Pautado ou liso

Formulário Contínuo (Papel Sanfonado)

Organizado em linhas e colunas

Pode conter uma ou mais vias

Pautado ou liso

Mídia de E/S e Armazenamento

(12)

Standard (132 colunas x 66 linhas) [ 14” x 11” ]

US Letter (80 colunas x 66 linhas) [ 8,5” x 11” ]

Standard (132 colunas x 66 linhas) [ 14” x 11” ]

US Letter (80 colunas x 66 linhas) [ 8,5” x 11” ]

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Formulário Contínuo (Papel Sanfonado)

(13)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Fita Magnética

Coluna Coluna

Trilha

Vista lateral

Vista lateral Vista frontalVista frontal Fita

Fita Rolo Rolo Carretel Carretel

Encaixe Encaixe

(14)

Rolo (reel)

Cassette

Cartucho (cartdrige)

Streamer

DAT (Digital Audio Tape)

Rolo (reel)

Cassette

Cartucho (cartdrige)

Streamer

DAT (Digital Audio Tape)

Tipos de Fita Magnética

Mídia de E/S e Armazenamento

(15)

Capacidade de armazenamento elevada graças ao conceito de densidade de gravação

Densidade de Gravação

Quantidade de bytes gravados por unidade de comprimento, com base na polegada

Unidade de medida: B.P.I (Bytes Per Inch)

Valores típicos: 200, 556, 800, 1.600, 3.200 e 22.000 BPI

Capacidade de armazenamento elevada graças ao conceito de densidade de gravação

Densidade de Gravação

Quantidade de bytes gravados por unidade de comprimento, com base na polegada

Unidade de medida: B.P.I (Bytes Per Inch)

Valores típicos: 200, 556, 800, 1.600, 3.200 e 22.000 BPI

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Características das Fitas Magnéticas

(16)

Conceito graças ao qual a leitura de informações em uma fita ou disco magnético ocorre exatamente do modo como foram gravadas

Paridade Ímpar (mais usada)

Registro de um bit adicional ao byte, que será magnetizado somente se a contagem de bits ao longo do byte for um número par

Bit adicional Ö Ö Bit de Paridade (gravado nas fitas magnéticas na Trilha de Paridade)

Conceito graças ao qual a leitura de informações em uma fita ou disco magnético ocorre exatamente do modo como foram gravadas

Paridade Ímpar (mais usada)

Registro de um bit adicional ao byte, que será magnetizado somente se a contagem de bits ao longo do byte for um número par

Bit adicional Ö Ö Bit de Paridade (gravado nas fitas magnéticas na Trilha de Paridade)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Paridade

(17)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Disco Magnético

Setor ou Segmento

Trilhas Trilhas

1

1 22

3 3

4 4

5 5 6

6 7

7 8

8

9 9

Cluster Cluster

(18)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Disco Magnético

Antes do processo de armazenamento de dados, as partículas magnéticas estão desalinhadas

Superfície do disco

Superfície do disco Cabeça de leitura/escrita

Cabeça de leitura/escrita

A cabeça de leitura/ escrita inscreve os dados alinhando cada partícula magnética da mídia segundo um de dois modos possíveis

Um dos modos equivale ao registro de zeros (0), enquanto o outro ao registro de uns (1)

(19)

Fixos

HPT (Head Per Track)

Rígido (Winchester ou Hard Disk)

Removíveis

Flexível ou Disquete (Floppy Disk)

Cartucho (cartdrige)

Panela (pack)

Optomagnético

Fixos

HPT (Head Per Track)

Rígido (Winchester ou Hard Disk)

Removíveis

Flexível ou Disquete (Floppy Disk)

Cartucho (cartdrige)

Panela (pack)

Optomagnético

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Tipos de Discos Magnéticos

(20)

Mídia de armazenamento mais importante nos computadores atuais

Tipos populares

Discos flexíveis (floppy disks)

Discos rígidos (hard disks)

Dados gravados a partir da magnetização de partículas na superfície dos discos (dois modos:

representação de uns e zeros)

Mídia de armazenamento mais importante nos computadores atuais

Tipos populares

Discos flexíveis (floppy disks)

Discos rígidos (hard disks)

Dados gravados a partir da magnetização de partículas na superfície dos discos (dois modos:

representação de uns e zeros)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Magnéticos

(21)

Rígido ou Winchester

Capacidades típicas: 1 GB a 200 GB

Custo: US$ 100 a 1000

Interno ou externo

Rígido ou Winchester

Capacidades típicas: 1 GB a 200 GB

Custo: US$ 100 a 1000

Interno ou externo

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Tipos Populares de Discos Magnéticos

Cilindros Cilindros Mecanismo

de Acesso Mecanismo

de Acesso

Cabeças de Leitura/GravaçãoCabeças de Leitura/Gravação

Discos Discos

Trilha Braços

de AcessoBraços de Acesso

(22)

Propriedades Físicas

Permanentemente selado no interior do drive

Velocidades mais elevadas do que as dos sistemas removíveis

Propriedades Físicas

Permanentemente selado no interior do drive

Velocidades mais elevadas do que as dos sistemas removíveis

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Rígidos

Placa de circuito impresso Placa de circuito impresso

Cabeças de leitura/escritaCabeças de

leitura/escrita Mecanismo

de acesso Mecanismo

de acesso

Conjunto de discos rígidosConjunto de discos rígidos Invólucro

selado Invólucro

selado

Eixo da montagemEixo da montagem

(23)

Endereçamento do Disco Rígido

Cilindro do Disco - série de trilhas localizadas na mesma locação no conjunto de superfícies circulares rígidas de um disco rígido

Tempo de Acesso ao Disco

Fatores influentes: tempo de busca, atraso rotacional, tempo de movimentação dos dados

Cache de Disco

Estratégia para a elevação do desempenho do sistema

Endereçamento do Disco Rígido

Cilindro do Disco - série de trilhas localizadas na mesma locação no conjunto de superfícies circulares rígidas de um disco rígido

Tempo de Acesso ao Disco

Fatores influentes: tempo de busca, atraso rotacional, tempo de movimentação dos dados

Cache de Disco

Estratégia para a elevação do desempenho do sistema

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Rígidos

(24)

Padrões

ATA/IDE e SCSI, Canal de Fibra

Leitura e Escrita de Dados

Obstáculos em um conjunto de discos rígidos podem danificar a superfície do disco e a cabeça de leitura/gravação

Padrões

ATA/IDE e SCSI, Canal de Fibra

Leitura e Escrita de Dados

Obstáculos em um conjunto de discos rígidos podem danificar a superfície do disco e a cabeça de leitura/gravação

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Rígidos

Superfície do disco rígido Superfície do disco rígido Pelo humano

cerca de 6,35.10^-3 cm Pelo humano

cerca de 6,35.10^-3 cm

Cabeça de leitura/gravaçãoCabeça de leitura/gravação Cabeça de leitura/escrita

remove particulas na superfície do disco com dimensões da ordem de 1,27.10^-6cm

Cabeça de leitura/escrita

remove particulas na superfície do disco com dimensões da ordem de 1,27.10^-6cm

Partícula de poeira cerca de 3,81.10^-3 cm Partícula de poeira

cerca de 3,81.10^-3 cm Partícula de fumaça cerca de 254.10^-6 cm Partícula de fumaça cerca de 254.10^-6 cm

(25)

Flexível ou Disquete

Capacidades: 360 KB a 1,44 MB

Custo: cerca de US$ 0.50 ou menos

Flexível ou Disquete

Capacidades: 360 KB a 1,44 MB

Custo: cerca de US$ 0.50 ou menos

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Tipos Populares de Discos Magnéticos

Disquete de 5¼” (obsoleto) Disquete de 5¼” (obsoleto)

Disquete de 3½”

Drive de disquete 3½”

(26)

Superfície plástica do disco Superfície plástica do disco

Disco de metal Disco de metal Etiqueta

Etiqueta

Furo indicador de alta densidade

Cobertura plástica rígida Cobertura plástica rígida Proteção

contra gravação Proteção contra gravação

Revestimentos do disco Revestimentos

do disco Protetor metálico

com mola Protetor metálico

com mola

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Anatomia de um Disco Flexível

(27)

Características Físicas

Atualmente a maioria é de 3½” de diâmetro e capacidade de armazenamento de 1,44 MB

Uso

z

Inserção no drive apropriado, na direção apropriada

z

Manutenção do disco no drive enquanto estiver sendo acessado (indicador luminoso da unidade ATIVO)

Características Físicas

Atualmente a maioria é de 3½” de diâmetro e capacidade de armazenamento de 1,44 MB

Uso

z

Inserção no drive apropriado, na direção apropriada

z

Manutenção do disco no drive enquanto estiver sendo acessado (indicador luminoso da unidade ATIVO)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Flexíveis

(28)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Zip disks

Discos magnéticos lidos/escritos por unidades denominadas zip drives

Capacidade (Custo): 100 MB (U$ 10.00), 250 MB (U$ 12.00) ou 750 MB (U$ 15.00)

Zip disks

Discos magnéticos lidos/escritos por unidades denominadas zip drives

Capacidade (Custo): 100 MB (U$ 10.00), 250 MB (U$ 12.00) ou 750 MB (U$ 15.00)

Discos Magnéticos Removíveis de Alta Capacidade

Discos Magnéticos Removíveis de Alta

Capacidade

(29)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

SuperDisks drives (Laser servo drives)

Armazenamento magnético, uso de laser para a localização de trilhas e posicionamento de cabeças de leitura/gravação

Capacidade (Custo): 120 MB (U$ 10.00) ou 240 MB (U$ 12.00)

SuperDisks drives (Laser servo drives)

Armazenamento magnético, uso de laser para a localização de trilhas e posicionamento de cabeças de leitura/gravação

Capacidade (Custo): 120 MB (U$ 10.00) ou 240 MB (U$ 12.00)

Discos Magnéticos Removíveis de Alta Capacidade

Discos Magnéticos Removíveis de Alta

Capacidade

(30)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Magnéticos Removíveis de Alta Capacidade

HiFD (High Density Floppy Disk) drives

Mais rápidos dos que os demais drives de disco magnético de alta capacidade 3.6 MBps

Possibilidade de leitura de discos flexíveis convencionais

Diâmetro: 86 mm

Capacidade (Custo): 200 MB (U$ 15.00)

HiFD (High Density Floppy Disk) drives

Mais rápidos dos que os demais drives de disco magnético de alta capacidade 3.6 MBps

Possibilidade de leitura de discos flexíveis convencionais

Diâmetro: 86 mm

Capacidade (Custo): 200 MB (U$ 15.00)

(31)

CD de Áudio 1982

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Ópticos

VCD

1993 DVD

1996DVD-ROM 1997

DVD gravável

1999 CD-ROM

1984

CD-R 1990

CD-RW 1997

(32)

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-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)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Ópticos

(33)

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

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

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Discos Ópticos

(34)

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

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

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

DVD

(35)

Tipos de DVD

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

Tipos de DVD

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

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

DVD

(36)

Tipos de DVD

VCD ( Video Compact Disc)

Possibilidade de gravação de até 80 minutos de vídeo com qualidade similar àquela das fitas VHS

Executável em drives de CD-ROM e DVD players

Tipos de DVD

VCD ( Video Compact Disc)

Possibilidade de gravação de até 80 minutos de vídeo com qualidade similar àquela das fitas VHS

Executável em drives de CD-ROM e DVD players

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

DVD

(37)

Uso em cheques bancários

Impressão de números com tinta magnética (tinta com partículas magnéticas em suspensão)

Há dois sistemas importantes

Uso em cheques bancários

Impressão de números com tinta magnética (tinta com partículas magnéticas em suspensão)

Há dois sistemas importantes

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Tinta Magnética

CMC-7 (Character Magnetization Code - 7 digits)

MICR (Magnetic Ink Character Recognition)

CMC-7 (Character Magnetization Code - 7 digits)

MICR (Magnetic Ink Character

Recognition)

(38)

CMC-7

Usado no Brasil, México, França, Espanha

MICR

Usado nos Estados Unidos, Canadá, Porto Rico, Panamá e Inglaterra

CMC-7

Usado no Brasil, México, França, Espanha

MICR

Usado nos Estados Unidos, Canadá, Porto Rico, Panamá e Inglaterra

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Tinta Magnética

(39)

Código de Barras (Bar Code)

Uso em automação comercial (supermercados e lojas comerciais em geral)

Código de Barras (Bar Code)

Uso em automação comercial (supermercados e lojas comerciais em geral)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Código de Barras (Bar Code)

(40)

Sistemas importantes

UPC (Universal Product Code)

Uso nos EUA: 12 dígitos

EAN (European Article Numbering)

Uso na Comunidade Européia : 13 dígitos

Adotado no Brasil

Sistemas importantes

UPC (Universal Product Code)

Uso nos EUA: 12 dígitos

EAN (European Article Numbering)

Uso na Comunidade Européia : 13 dígitos

Adotado no Brasil

EAN-13

UPC-A

EAN-8 UPC-E

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Código de Barras (Bar Code)

(41)

Uso pelos Correios e outros serviços em atividades de reconhecimento de caracteres manuscritos ou impressos e posterior transcrição para sistemas computacionais

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Reconhecimento Óptico de Caracteres (Optical Character Recognition - OCR)

,OPR6U

)UDQFLVFRGD& RVWD

5XD5LWD3HUH LUDGD6LOYD %RGRFRQJR & DPSLQD

*UDQGH 3%

(42)

Folha Óptica

Uso em marcações a lápis ou caneta em espaços pré-determinados

Aplicação em exames (concursos públicos, vestibulares, pesquisas de mercado) e em volantes da Loto, Sena, etc.

Folha Óptica

Uso em marcações a lápis ou caneta em espaços pré-determinados

Aplicação em exames (concursos públicos, vestibulares, pesquisas de mercado) e em volantes da Loto, Sena, etc.

Mídia de E/S e Armazenamento

(43)

Cartão Magnético

Usado em agências bancárias, de crédito e lojas comerciais

Identificação do cliente através da leitura de dados numa tarja magnética

Cartão Magnético

Usado em agências bancárias, de crédito e lojas comerciais

Identificação do cliente através da leitura de dados numa tarja magnética

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Tarja magnéticaTarja magnética

(44)

Mídia de E/S e Armazenamento Mídia de E/S e Armazenamento

Smart Card

Cartão similar a um cartão magnético, porém possuindo um chip interno ao invés da tarja magnética

Usado como “dinheiro eletrônico”, para pagamento de serviços e produtos, da mesma forma que se usa o cartão magnético

Exemplo:

Smart Card

Cartão similar a um cartão magnético, porém possuindo um chip interno ao invés da tarja magnética

Usado como “dinheiro eletrônico”, para pagamento de serviços e produtos, da mesma forma que se usa o cartão magnético

Exemplo:

(45)

Informática Aplicada à Química. Hardware armazenamento II