Dispositivos Armazenamento

Dispositivos de Armazenamento em Disco

Prof. Thales Castro

Armazenamento de Dados• A coleção de dados deve ser armazenado em

algum repositório

• Este repositório, por sua vez, deve ser gravado em alguma mídia de armazenamento

• Essas mídias incluem duas categorias principais:– Armazenamento primário– Armazenamento secundário

Armazenamento Primário

• Inclui mídias que podem ser operadas diretamente pelo processador

• Também chamadas de memórias voláteis, pois podem ocorrer perda de dados

• Ex.: memória principal e memória cache• Vantagem: oferece acesso rápido aos dados• Desvantagem: limitação da capacidade de

armazenamento

Armazenamento Primário

• Existem várias formas para organização de dados nesses dispositivos:– Lista de Arquivos desordenados (heaps)

– Lista de Arquivos ordenados (sorted)

– Árvores AVL

– Árvores B e B+

• Para organização com lista, uma maneira fácil de busca de um registro é através da utilização de tabelas HASH

Armazenamento Secundário

• Inclui discos magnéticos e ópticos e fitas• Geralmente possuem maior capacidade de

armazenamento• Porém o custo para acesso aos dados é mais lento

do que os de armazenamento primário– Dados não podem ser acessados diretamente pelo

processador

• E quais são os dispositivos existentes?– Fitas Magnéticas– Discos

Dispositivos de Armazenamento de Arquivo – Fitas Magnéticas

• São dispositivos de acesso seqüencial aos dados• Dados são armazenados em cartuchos de alta

capacidade, semelhantes a fitas de vídeo • Não muito utilizado em aplicações devido à

dificuldade de leitura dos dados (a não ser aplicações específicas)

• A maior utilidade dessas fitas é na geração de backup

Dispositivos de Armazenamento Secundário – Discos

• Os dados são armazenados através de bits de informação (0 ou 1)

• Esses bits são agrupados em conjuntos de 4 a 8 bits, formando um byte (ou caractere)

• Esses dados são armazenados em discos que variam de tamanho

• Seja qual for a capacidade, todos são feitos de um material magnético moldado como um fino disco circular (Figura 1)

Figura 1 – Disco de Face Única

Trilha

BraçoAtuador

Cabeçote de Leitura/Escrita

Dispositivos de Armazenamento Secundário – Discos

• Os discos são divididos em dois tipos:– Face Única: armazena informações em apenas

uma superfície– Dupla Face: armazena informações em ambas

as superfícies

• São arranjados em conjuntos (pack) de discos para aumentar a capacidade de armazenamento (Figura 2)

Figura 2 – Conjunto de DiscosRotação do

Disco

Atuador

Braços

Eixo

Cilindro deTrilhas (imaginário)

Dispositivos de Armazenamento Secundário – Discos

• A capacidade do conjunto de discos varia, podendo chegar a Terabytes

• A informação é armazenada em círculos concêntricos, chamados de trilhas, que possuem diâmetros distintos

• As trilhas de mesmo diâmetro das várias superfícies são chamadas de cilindros

• Informações de um mesmo cilindro são recuperadas mais rapidamente do que se estivessem em trilhas diferentes (vide Figura 2)

Dispositivos de Armazenamento Secundário – Discos

• O número de trilhas em um discos pode variar desde algumas centenas até milhares

• Por ter uma grande quantidade de informações, cada trilha é dividida em vários setores menores (blocos)

• Facilita uma busca de informação

Dispositivos de Armazenamento Secundário – Discos

• Existem várias organizações de setor• Uma das mais usadas é a que forma ângulos menores

a partir do centro do disco • Outra é a ZBR (Zone Bit Rating, Gravação de Zona

por Bit), que permite que uma faixa de cilindros tenha o mesmo número de setores por arco

• Essa organização é feita durante a formatação pelo SO, e não pode ser alterada dinamicamente

• A Figura 3 mostra um exemplo dessas técnicas

Figura 3 –Trilhas de um Disco

Trilha

Setor (arco de uma trilha)

Três setores

Dois setores

Um setor

Ângulo fixo

ZBR

Dispositivos de Armazenamento Secundário – Discos

• A transferência de dados entre a memória principal e o dispositivo se dá através desses setores– Combinação Cilindro X Setor X Trilha fornece a

entrada/saída de determinada informação

• Nos dispositivos modernos, existe uma estrutura chamada LBA (Logical Block Adress – Endereço de Bloco Lógico), com o mapeamento entre os diversos setores e o buffer

Dispositivos de Armazenamento Secundário – Discos

• O cabeçote é o responsável pela leitura/escrita nas unidades de disco

• O atuador posiciona os cabeçotes sobre as diversas trilhas específicas

• É necessária uma rotação sobre o eixo para o posicionamento dos cabeçotes

• Essa rotação varia geralmente entre 5.400 e 15.000 rpm

Referências

• Sistemas de Banco de Dados (Elmasri e Navathe (muito bom)

• URL: http://www.icmc.sc.usp.br/~sce183/Armsec.htm

FIM