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DISCO MAGNÉTICO

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DISCO MAGNÉTICO

– São os componentes mais importantes da memória externa.

– É formado por um prato circular coberto de um material que pode

ser magnetizado.

– Os dados são gravados e posteriormente lidos por meio de uma

bobina condutora denominada cabeçote, conhecida também como

bobina/cabeça de leitura e gravação.

– O disco é montado sobre uma unidade de disco que consiste em um

braço, um eixo para girar o disco e circuitos para entrada e saída de

dados binários.

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DISCO MAGNÉTICO– Durante uma operação de leitura e escrita, o cabeçote permanece

estático enquanto o prato gira embaixo dele.

– Escrita: são enviados pulso de corrente elétrica (positivas -1, ou

negativas – 0) no cabeçote , que resultam na gravação de padrões

magnéticos na superfície do disco

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DISCO MAGNÉTICO– Cabeçote: dispositivo capaz de ler ou escrever sobre uma trilha no

prato que gira abaixo dele.

– Trilha: anel concêntrico que possua a largura de um cabeçote.

– A mesma quantidade de bits é armazenado em cada trilha, portanto

trilhas internas possuem uma maior densidade de bits.

– Os dados são armazenados em setores (regiões do tamanho de um

bloco). Os dados são transferidos de e para o disco na forma de

blocos.

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DISCO MAGNÉTICO– Cabeçote: um cabeçote pode ser fixo ou móvel.

– Em um disco de cabeçote fixo existe um cabeçote de leitura e

escrita em cada trilha.

– Em um disco de cabeçote móvel existe apenas um cabeçote de

leitura e escrita que pode ser estendido ou retraído de forma a ser

posicionado sobre a trilha.

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DISCO MAGNÉTICO Parâmetros de Desempenho de discos

– Espera do dispositivo e do canal

• Quando faz-se uma requisição de E/S, a referida requisição espera em uma

fila até que o dispositivo seja alocado. Se o dispositivo compartilha um

canal de E/S com outras unidades de disco, pode ter que se esperar o canal

ser alocado.

Canal de E/S

É um processador capaz de executar programas

de E/S e controle total dos dispositivos

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DISCO MAGNÉTICO Parâmetros de Desempenho de discos

– Tempo de busca

• Em um sistema com cabeçote móvel é o tempo para posicionar o

cabeçote na trilha.

– Atraso rotacional

• tempo decorrido até que o início do setor desejado esteja

posicionado sob o cabeçote.

– Tempo de Acesso

• Tempo de acesso = Tempo de busca + atraso rotacional

– Transferência de dados

• Uma vez que o cabeçote esteja na posição correta, a operação

de leitura ou escrita é feita a medida que o setor se move sob o

cabeçote

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DISCO MAGNÉTICO Parâmetros de Desempenho de discos

– Tempo de busca (seek time):

• Em um sistema com cabeçote móvel é o tempo para posicionar o cabeçote na

trilha.

– TB (ms) = 0,1xNumeros de trilhas + 3 (discos caros)

– TB (ms) = 0,3xNumeros de trilhas + 20 (discos baratos)

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DISCO MAGNÉTICO Parâmetros de Desempenho de discos

– Atraso Rotacional

• tempo decorrido até que o início do setor desejado esteja

posicionado sob o cabeçote.

• 1/2r, onde r é o número de rotações do disco em rotações por

segundo.

• Considerando um disco com r=3600 rpm = 60 rps ele executa então

leva 1/60 segundos por rotação, ou seja 0,01667 s = 16,7 ms.

• Em média o atraso rotacional é de16,7/2= 8,3 ms.

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DISCO MAGNÉTICO Parâmetros de Desempenho de discos

– Tempo de Transferência

• Uma vez que o cabeçote esteja na posição correta, a operação de leitura ou

escrita é feita a medida que o setor se move sob o cabeçote

• Depende da velocidade de rotação do disco

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DISCO MAGNÉTICO Considere um disco com tempo médio de busca de 20 ms, taxa de

transferência de 1Mbytes/s e setores com 512 bytes (0,5 Kbytes), com

32 setores por trilha. Calcular o tempo total para transferência supondo

que desejamos ler um arquivo de 128 kbytes com 256 setores.

Vamos calcular considerando que os 128 kbytes ocupam todos os setores de 8

trilhas adjacente, ou seja, 8x32 = 256 setores,

T - TB (busca) + atraso rotacional (=1/2r) + tempo transferência

TB= Tempo de busca = 20 ms

Atraso Rotacional: = 8,3 ms

Leitura de 32 setores de uma trilha = 16,7 ms (tempo para uma revolução).

T = 20+8,3+16,7 + Leitura das 7 trilhas (atraso rotacional + tempo 1 revolução)

T = 45 + Leitura das 7 trilhas (atraso rotacional + tempo 1 revolução).

T = 45 + 7x (8,3 + 16,7) = 220 ms = 0,22 s

30 SETORES

SETOR COM 512 BYTES

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RAID

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DISCO MAGNÉTICO

RAID:

– Agrupamento redundante de discos independentes (Redundant Array

of Independent Disks)

– A melhoria no desempenho de memórias secundárias (disco) tem sido

menor do que a de processadores e da memória principal.

– RAID é uma técnica utilizada para aumentar o desempenho e a

disponibilidade de dados em discos de servidores.

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DISCO MAGNÉTICO

RAID:

– Existem sete (7) níveis de RAID que possuem características comuns:

• Agrupamentos de discos físicos vistos como um único disco lógico.

• Dados distribuídos pelas unidades de discos físicas do agrupamento.

• A capacidade de armazenamento redundante é utilizada para

armazenamento de informações de paridade (informações que permitem

detectar erros)

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DISCO MAGNÉTICO

RAID:

– Aumento do desempenho: possibilita o acesso simultâneo à várias

unidades de disco aumento a taxa de transferência de E/S (o que

aumenta a probabilidade de falhas).

– Usa informação de paridade: o que possibilita a recuperação de dados

perdidos devido a uma falha no disco.

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DISCO MAGNÉTICO

RAID 0:– Não inclui redundância.

– Os dados são distribuídos em todos discos do agrupamento (uma vantagem

em relação ao uso de um único disco grande).

– Os dados são intercalados em tiras (constituídos de blocos por exemplo).

– Grandes requisições de E/S compostas de múltiplas tiras logicamente

contíguas podem ser manipuladas em paralelo.

Agrupamento de Discos

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DISCO MAGNÉTICO

RAID 0:– Software de gerenciamento do agrupamento de discos que faz o

mapeamento entre o disco lógico e os discos físicos

Agrupamento de discos

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DISCO MAGNÉTICO

RAID 1:– A redundância é obtida pela simples duplicação dos dados.

– Cada tira lógica é mapeada em dois discos físicos separados, de modo que

cada disco tenha como espelho outro disco que contenha os mesmo dados.

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DISCO MAGNÉTICO RAID 1 (vantagens):

– Uma requisição de leitura pode ser atendida por qualquer dos dois discos.

– Uma requisição de escrita requer a atualização de duas tiras

correspondentes, mas isso pode ser feito em paralelo.

– A recuperação em caso de falhas é simples. Em caso de falha em uma

unidade, os dados podem ser obtidos a partir de uma segunda unidade.

RAID 1 (desvantagem):

– Requer um espaço de disco físico igual a duas vezes o do disco lógico.

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DISCO MAGNÉTICO RAID 3:

– Existe um disco redundante, independente.

– Emprega acesso paralelo com dados distribuídos em pequenas tiras.

– Um bit de paridade simples é utilizado para cada conjunto de bits localizados na

mesma posição em todos os discos de dados.

– Considere que os discos X0 a X3 contém dados e o disco X4 é o disco de

paridade. A paridade do i-ésimo bit é calculado da seguinte forma.

– Suponha que tenha ocorrido uma falha na unidade de disco X1, então cada tira

do disco X1 pode ser regenerada a partir dos conteúdos das tiras

correspondentes nos demais discos do agrupamento.

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DISCO ÓTICO

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DISCO ÓTICO CD e CDROM

– Em 1983 foi introduzido o CD (sistema de áudio de disco compacto).

– CD: não pode ser apagado e armazena informação de áudio digitalizada.

– CD-ROM: disco compacto de memória de apenas leitura. Não pode ser

apagado e é utilizado para armazenar dados do computador.

– O dispositivo de leitura do CD-ROM é mais resistente e possui mecanismo

de correção de erros capaz de assegurar que os dados são transferidos

corretamente do disco para o computador

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DISCO ÓTICO Disco Ótico Apagável (CD-R)

– Pode ser regravado e portanto ser utilizado como memória secundária. As

principais vantagens em relação ao disco magnético são:

• Alta Capacidade

• Portabilidade: o disco pode ser removido da unidade controladora.

• Confiabilidade: confiabilidade e tempo de vida maiores

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DISCO ÓTICO Disco de Vídeo Digital (DVD)

– Disco de vídeo digital de grande capacidade.

– Substituiu tanto as fitas magnéticas quanto os CD-ROM nos

computadores pessoais e servidores.

– Possibilita a exibição de filmes com alta qualidade de imagem.

– Grande quantidade de dados podem ser gravados no disco.

– Usam uma forma de compressão de vídeo para imagens de alta

qualidade.

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FITA MAGNÉTICA

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FITA MAGNÉTICA

Fita Magnética

– É organizada como um pequeno número de trilhas paralelas.

– Os dados são lidos e escritos na fita em blocos contíguos denominados

registros físicos.

– É um dispositivo de acesso seqüencial. Se a cabeça da fita estiver

posicionada no registro 1, para ler o registro N será necessário ler os

registros físicos de 1 a N-1.

– A unidade de disco é um dispositivo de acesso direto