G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
Instituto Superior de Engenharia do Porto
Departamento de Engenharia Informática
Disciplina de Administração de Sistemas Informáticos
Trabalho Prático
Tema: Discos Rígidos
Grupo:
1000002 – Fernando Leal 1000313 – Paulo Santos 1000941 – Ana Silva
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
História
●
Primeiro disco rígido: IBM 305 RAMAC (Random
Access Method of Accounting and Control), 1955
– 50 pratos de 24” de diâmetro, 5MB de capacidade
●
IBM 3340 “ Winchester” , 1973
– 2 pratos de 30 MB e tempo de acesso de 30 ms. – Primeiro modelo a usar caixa exterior protectora
●
Seagate ST-506, 1980
– Primeiro disco rígido de pequenas dimensões (5,25” ) – Capacidade de 5 MB
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
História
●
Utilização de discos em notebooks, 1992
●
IBM cria tecnologia Giant MegnetoResistive (GMR),
1997
– Discos rígidos de 17 GB – 25 GB em 1998
– 73 GB a 10.000 rpm em 1999
●
Principais famílias de discos:
– MFM (Modified Frequency Modulation) – RLL (Run Length Limited)
– ESDI (Enhanced Standard Device Interface) – SCSI (Small Computer System Interface) – IDE (Integrated Drive Electronics)
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
História
●Perspectiva actual:
– Discos rígidos com capacidade >= 40 GB – Interfaces mais comuns:
● IDE/ATA UDMA 100 MB/s ou UDMA 133 MB/s
● Serial ATA (SATA), de 150 MB/s a 333 MB/s (será provavelmente o padrão a curto prazo)
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
Funcionamento
●O que é um HDD?
– Conjunto de discos revestidos por uma camada magnetizável, juntos
num mesmo eixo, ligado a um motor passo-a-passo.
– A informação é armazenada magnetizando um ponto sobre o disco – O registo da informação é não-volátil (persistente após a falha de
energia eléctrica)
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
Funcionamento
●
Principais problemas de um HDD e suas causas:
Problemas Causas Soluções
Colisões com a superfície do disco
- falha electrónica do HDD - falha de energia súbita - choque físico
- desgaste
- landing zone - sistema de
inércia dos discos - “ head unloading” da IBM
Cabeças colarem à superfície do
disco
- ambientes com humidade relativa elevada
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
Conexões e Endereçamento
●MFM
– Usado actualmente nas disquetes
– Velocidades até 5 Mbit/s, posteriormente 7,5 Mbit/s
●
IDE/ATA
– Versão mais recente: UDMA/133, a 133 MB/s – Velocidade de rotação <= 10.000 rpm
– Tempos médios de acesso na ordem dos 9 ms. – Configurações master/slave
●
SCSI
– Custo de implementação superior ao IDE/ATA – Mais eficiente e robusta que o IDE/ATA
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
Conexões e Endereçamento
●Serial ATA
– Introduzido no mercado no fim de 2002
– Cada disco dispõe de um canal exclusivo de comunicações (aboliu o
funcionamento em master/slave)
– Envio e recepção de informação em simultâneo, com velocidades
superiores a 150 MB/s
●
Fibre Channel
– Interface de ligação a discos mas também a outros periféricos – Frequentemente usado para ligar discos SCSI a controladoras
RAID, e controladoras RAID a uma rede
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
Conexões e Endereçamento
●FireWire
– IEEE 1394– É usado como no caso anterior, com velocidades entre 100 a 400
Mbit/s
●
USB (Universal Serial Bus)
– Funciona essencialmente como o FireWire – Velocidades até 12 Mbit/s na versão 1.1 – Velocidades até 480 Mbit/s na versão 2.0
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
Aplicações em Servidores
RAID: Redundant Array of Independent Discs
Sistema que utiliza múltiplos discos rígidos para entre eles partilhar informação, visando o aumento da integridade da informação, da tolerância a falhas, e/ou da taxa de transmissão da informação. Diversas modalidades (níveis):
● RAID nível 0: divisão da informação em blocos por vários discos, sem informação redundante (de paridade);
● RAID nível 1: cópia da informação entre discos iguais (mirroring); ● ...
● RAID nível 5: divisão da informação em blocos por vários discos, com informação de paridade em cada disco;
(Há novos níveis (6), níveis combinados (0+1, 1+0, 0+5, ...), níveis
proprietários de outras empresas, etc., que não constavam da proposta original.)
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
Aplicações em Servidores
RAID 0
Vantagem:● aumento da taxa de transmissão da informação (leitura e gravação).
Inconvenientes:
● probabilidade de avaria cresce com o aumento do número de discos; ● uma avaria em qualquer dos discos invalida todo o conjunto.
Disco 1 Disco 2
A1
A2
A3
A4
A5
A6
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
Aplicações em Servidores
RAID 1
Vantagens:● sistema tolerante a falhas (aumento da tolerância proporcional ao número de discos de backup);
● aumento da velocidade de leitura (cada disco lê uma parte da informação).
Disco 1 Disco 2
A1
A1
A2
A2
A3
A3
A4
A4
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
G
ru
po
2
–
D
isco
s
R
íg
id
os
Aplicações em Servidores
RAID 5
Vantagem:● aumento da taxa de transmissão da informação, como no RAID 0, mas sem o inconveniente de uma falha num disco inutilizar todo o sistema (suporta um disco avariado).
Inconveniente:
● avaria simultânea em 2 (ou mais) discos compromete todo o conjunto (a probabilidade aumenta com o aumento do número de discos).
Disco 1 Disco 2 Disco 3 Disco 4
A1 A2 A3 Ap B1 B2 Bp B3 C1 Cp C2 C3 Dp D1 D2 D3 (An, Bn, Cn, Dn = diferentes blocos de informação; Ap, Bp, Cp, Dp = informação de paridade.)
