14 memoria externa

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Bach. Sistemas de Informação

Organização e Arquitetura de Computadores

Capítulo 7 – parte 4: Memória Externa

Prof. Dr. Alisson Brito

1 Alisson Brito@UFPB'2009

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Bach. Sistemas de Informação – Org. e Arq. de Computadores

Tipos de Memória Externa

 Disco Magnético  RAID  Removível  Óptico  CD-ROM  CD-Recordable (CD-R)  CD-R/W  DVD  Fita magnética

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Disco magnético

 Disco com substrato coberto com material magnetizável (óxido de ferro)

 Substrato costumava ser de alumínio  Agora é vidro

 Superfício mais uniforme  Aumenta confiabilidade

 Redução nos erros de superfície

 Erros de leitura e escrita são reduzidos  Melhor rigidez

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Mecanismos de leitura e escrita

 Gravação & leitura via bobina condutiva - cabeça de leitura/

gravação

 Pode ser um único cabeçote para ler e escrever, ou separados.

 Cabeça fica para enquanto discos giram

 Escrita

 Corrente através da bobina produz campo magnético  Pulsos enviados para a cabeça

 Padrão magnético é gravado na superfície abaixo

 Leitura (tradicional)

 Campo magnético movendo relativamente à bobina produz

corrente

 Bobina é a mesma para leitura e escrita

 Leitura (atualmente)

 Cabeça de leitura separada, próxima a de escrita

 Operações em alta frequência permitem mais velocidade e maior

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Organização e formato dos

dados

 Anéis concêntricos (trilhas)

 Espaços vazios entre trilhas

 Reduzir esses espaços aumenta capacidade

 Mesma quantidade de bits por trilha (densidade

do empacotamento é variável)

 Velocidade angular é constante

 Trilhas divididas em setores

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Buscando setores

 Disco deve ser capaz de identificar o início de uma trilha e de um setor

 Formato do disco

 Informações não disponíveis para o usuário são

mantidas

 Marca onde iniciam e terminam as trilhas e os

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Características

 Cabeça fixa (raro) ou móvel  Disco removível ou fixo

 Simples ou dupla face (geralmente)  Único ou com múltiplos discos

 Mecanismo da cabeça de leitura/gravação

 Por contato (disquete)

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Discos de cabeças fixas e móveis

 Cabeça fixa

 Uma cabeça de leitura para cada trilha

 Cabeças montadas num braço rígido e fixo

 Cabeça móvel

 Uma cabeça de leitura e gravação para cada face.  Montadas num braço móvel

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Removível ou não

 Discos removíveis

 Pode ser removível do driver e substiuído por

outro disco

 Provê capacidade ilimitada da armazenamento  Transferência de dados fácil entre sistemas

 Discos não removíveis

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Múltiplos pratos

 Uma cabeça por face

 Cabeças são unidas e alinhadas

 Trilhas alinhadas em cada prato formando

cilindros

 Dados são agrupados em cilindros

 Reduz movimento das cabeças de leitura/

gravação

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Disquetes

 8”, 5.25”, 3.5”

 Pequena capacidade

 Até 1.44MBytes (2.88M não se popularizou)

 Lento

 Universal  Barato

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Discos Rígidos (1)

 Desenvolvido pela IBM em Winchester (EUA)  Unidade selada à vácuo

 Um ou mais pratos

 Cabeças deslizam entre finas camadas de ar enquanto os discos giram.

 Cabeças muito pequenas permitem menores espaços vazios (entre discos, trilhas e setores)  Cada vez mais robustos

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Discos Rígidos (2)

 Universal  Barato

 A mais rápida das memórias externas  Tornando-se maior a cada dia

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Velocidade

 Rotação do disco

 Velocidade em que os discos são capazes de

girar

 Medida em rotações por minuto (RPM)

 Tempo de busca

 Mover cabeça para trilha desejada

 Atraso (rotacional)

 Espera pelo dado girar abaixo da cabeça

 Tempo de acesso = Busca + Atraso  Taxa de transferência

 Bytes por segundo que o disco envia para o

sistema

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RAID

 Redundant Array of Independent Disks  Em 6 níveis é o mais utilizado

 Não organizado em hierarquia

 São vários discos vistos pelo SO como um único drive

 Dados distribuídos através de drives físicos

 Pode armazenar informações redundates para aumentar confiabilidade (se um dado se perder, encontra-se em outro disco)

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Armazenamento óptico -

CD-ROM

 Originalmente para áudio

 700MBytes dando até 80 minutos de áudio

 Policarbonato coberto com material altamente reflexível, geralmente alumínio

 Dados armazenados como cavidades  Lido pela reflexão de laser

 Densidade de empacotamente é constante

 Velocidade linear constante – significa rotação sempre na mesma velocidade

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Velocidade dos Drives de

CD-ROM

 Áudio sempre na mesma velocidade

 Velocidade linear constante  1,2 m/s

 Trilha (espiral) possui 5.27km de extensão!  Armazena 4391 segundos = 73,2 minutos

(tradicionais)

 As outras velocidades são múltiplos da original para áudio

 Ex: 12x, 24x, 32x, 50x

 A velocidade determina a máxima rotação que o drive consegue atingir

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Formato do CD-ROM

 Mode 0=Campo de dados vazio

 Mode 1=2048 bytes de dados + correção de erros (ECC)

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Acesso aleatório em CD-ROM

 Difícil

 Recebe o endereço

 Posiciona cabeça de leitura na posição correta  Ajusta velocidade correta

 Lê dado da localização requerida  (Ufa!)

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CD-ROM - prós & contras

 Alta capacidade(?)

 Fácil para fabricação em massa  Removível

 Robusto

 Caro para poucos dados  Lento

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Outros armazenamentos ópticos

 CD-Recordable (CD-R)

 CD para dados

 Compatível com os drives de CD-ROM usados

para áudio

 CD-RW

 Apagável

 Cada vez mais baratos  Mudança na fase da luz

 Material possui duas reflexividades diferentes para

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DVD

 Digital Video Disk

 Usado para indicar discos para filmes  Apenas compatíveis com filmes

 Digital Versatile Disk

 Usado para indicar o driver de computador  Ler discos de computadores e também discos de

filmes

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DVD - tecnologia

 Múltiplas camadas

 Alta capacidade (4.7GB por camada)  Filme completo num só disco

 Usa compressão MPEG

 Usa mesmo princípio do CD-R, porém espaços vazios são bem menores

 Cabeça de leitura bem menor também

 Possibilita maior quantidade de dados na mesma

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DVD – regravável

 Problemas iniciais de padronização

 Drivers da primeira geração de DVD não lia discos da primeira geração de DVD-W

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Blu-Ray

 Mesmas dimensões do CD e do DVD

 Principalmente para vídeos em alta definição (HD)

 Utiliza laser de ondas mais curtas (405 nm) que o DVD (650 nm).

 Laser é azulado, por isso do nome

 Disco de duas camadas pode amazenar 50GB (6x mais que um DVD de duas camadas)

Alisson Brito @ FATECPB 200834

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Fita magnética

 Acesso serial  Lento

 Muito barata