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Fundamentos da Arquitetura de Computadores Memória Secundária Prof. André Renato 1º Semestre / 2012

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Fundamentos da Arquitetura de Computadores

Memória Secundária

Prof. André Renato

1º Semestre / 2012

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Memória SecundáriaA memória secundária tem por

finalidade armazenar dados de forma permanente, ou seja, independente da presença ou ausência de energia elétrica;

O armazenamento é feito através de outro tipo de tecnologia como a magnética ou a ótica, por exemplo;

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Memória SecundáriaOrganização física:

◦Um disco magnético é composto por pratos, cada qual com duas superfícies.

◦Cada superfície consiste de anéis concêntricos denominados trilhas.

◦Cada trilha consiste de setores separados por espaços.

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Memória Secundária A capacidade de armazenamento de um disco depende

de diversos fatores tecnológicos e geométricos;

Capacidade = (# bytes/setor) x (méd. # setores/trilha) x (# trilhas/superfície) x (# superfícies/prato) x(# pratos/disco)

Exemplo:◦ 512 bytes/setor◦ 300 setores/trilha (em média)◦ 20.000 trilhas/superfície◦ 2 superfícies/prato◦ 5 pratos/disco

Capacidade = 512 x 300 x 20000 x 2 x 5 = 30.720.000.000 = 30,72 GB

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Memória SecundáriaExistem alguns fatores que

determinam o tempo total de recuperação de um dado em um disco magnético:◦Tempo de procura: tempo de

posicionamento da cabeça na trilha correta;

◦Latência rotacional: tempo para que o disco seja posicionado no ponto correto;

◦Tempo de transferência: tempo para que a leitura de toda a informação seja feita;

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Memória SecundáriaAlgumas áreas dos discos

magnéticos são especiais e não devem ser utilizadas indiscriminadamente;

Estas áreas são reservadas para o setor de boot e para as tabelas de alocação de arquivos;

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Memória SecundáriaA BIOS lê um setor especial do

disco chamado de regisro de boot mestre (Master Boot Record - MBR);

O MBR indica qual parte (partição) do disco será utilizada para iniciar a máquina;

O MBR é tão importante que normalmente existe um cópia, caso haja algum erro nos dados originais;

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Memória SecundáriaPara que seja possível recuperar

rapidamente as informações gravadas nos discos é necessário que seja feita uma espécie de mapeamento dos dados;

A formatação do disco organiza trilhas e setores do disco em regiões onde os dados vão efetivamente ser gravados;

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Memória SecundáriaO tamanho e a quantidade

dessas regiões depende do tipo de formatação que será feito;

Estes elementos estão relacionados também a um outro componente chamado de tabela de alocação de arquivos (File Allocation Table – FAT);

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Memória SecundáriaO sistema operacional é o software

responsável por gerenciar a utilização dos discos;

Desta forma, ele precisa ter total controle sobre o que está sendo gravada/lido e onde isto está acontecendo;

Como os arquivos gravados no computador geralmente são compostos por vários (muitos!!!) bytes, não vale a pena tratar cada byte do Hd em separado;

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Memória SecundáriaO SO (ou outro software), ao

realizar a formatação do HD, divide o disco em pequenas regiões que serão administradas pelo SO;

Essas regiões são chamadas de clusters (do disco);

O SO mantém um controle sobre cada cluster que existe no HD;

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Memória SecundáriaToda vez que se cria um arquivo,

ele é associado a um cluster;Essa associação fica registrada

na FAT;O problema ocorre quando o

arquivo é maior do que o tamanho do cluster, que em alguns sistemas é de aproximadamente 4Kb;

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Memória SecundáriaÉ preciso manter então um tipo

de lista de clusters onde estão gravadas todas as partes do arquivo;

Um mesmo arquivo pode ser divido em várias partes, cada uma em um cluster;

Os clusters podem não ser adjacentes;

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Memória SecundáriaDependendo do tamanho atribuído aos

clusters, podemos encontrar duas situações que levam o sistema a apresentar um desempenho abaixo do possível. São elas:◦Clusters pequenos: grande fragmentação

de arquivos (fragmentação externa - desfragmentação);

◦Clusters grandes: espaço ocioso em disco, pois os arquivos ocuparão pouco espaço em cada cluster (fragmentação interna).

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Memória SecundáriaArquivos sofrem alterações

constantes quando inserimos, alteramos ou eliminamos dados.

Nem sempre os espaços disponíveis podem ser reutilizados de imediato, fazendo com que a memória fique cheia de “buracos”.

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Memória SecundáriaOs discos podem ainda ser

divididos em partes lógicas chamadas de partições, com o objetivo de gerenciar melhor grandes volumes de dados;

Cada partição contém seu próprio setor de boot e sua FAT;

Assim, cada partição pode ter um SO diferente;

No MBR, fica a tabela de partições;

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Memória SecundáriaDiscos óticos:

◦Originalmente para áudio.◦650 MB gerando mais de 70 minutos

de áudio.◦Policarbonato com cobertura

altamente reflexiva, normalmente alumínio.

◦Dados armazenados como sulcos, na forma de uma espiral, que abrange toda a estrutura física do disco.

◦Lidos pela reflexão do laser.

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Memória SecundáriaFita Magnética:

◦Acesso serial.◦Lenta.◦Muito barata.◦Backup e arquivamento.◦Forma mais moderna: unidades de

fita Linear Tape Open (LTO). Desenvolvida no final da década de 1990. Alternativa de fonte aberto para os

diversos sistemas de fita patenteados.