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Memória Externa/Secundária - Coggle Diagram
Memória Externa/Secundária
Disco Magnético: HDs
Gravação e leitura: Feita por uma cabeça, que pode ser única ou separada
Gravação
Corrente passa pela bobina e produz um campo magnético. Pulsos enviados a cabeça que grava o padrão na superfície abaixo dela
Método de gravação longitudinal ou perpendicular
Leitura
Cabeça de leitura separada e próxima a de gravação
Sensor magnetorresistivo (MR). Resistência elétrica depende da direção do campo magnético
Operação de alta frequência, densidade de armazenamento e velocidade elevadas
Velocidade do disco
Bit próximo do centro do disco passa por ponto fixo mais lento que o bit na borda.
Para compensar, aumenta-se o espaço entre bits de trilhas diferentes.
Velocidade Angular constante (CAV)
Setores em forma de fatia e trilhas concêntricas. Trilhas e setores individuais endereçáveis
Mova a cabeça para tal trilha, espere por tal setor
Capacidade limitada pelas trilhas internas. Perda de espaço nas trilhas externas
Menor densidade de dados
Melhoria: múltiplas zonas para aumentar a capacidade
Cada zona tem número fixo de bits por trilha
Circuito mais complexo
Localizando setores
Deve ser capaz de identificar início da trilha e setor
Formatar disco
Informações adicionais não disponíveis ao usuário
Marcar trilhas e setores
Características físicas
Cabeça móvel, de leitura/escrita por lado montada sobre um braço móvel
Único ou dupla (mais comum) face
Prato único ou múltiplos
Mecanismo da cabeça: lacuna aerodinâmica
Desempenho
Tempo de busca: mover a cabeça para a trilha correta
Latência (rotacional): espera dados passarem sob a cabeça
Tempo de acesso: Busca + Latência
RAID: Conjunto dos principais discos vistos como uma única unidade lógica pelo S/O.
RAID 0
Não redundante.
Dados espalhados por todos os
discos.
Mapeamento Round Robin.
Maior velocidade
Várias solicitações de dados, provável que de discos diferentes
Discos buscam em paralelo
Um conjunto de dados provavelmente será espalhado em vários discos
RAID 1
Discos espelhados. dados espalhados pelos discos
2 cópias de cada strip em discos separados. Leitura de qualquer um deles, gravação em ambos
Recuperação simples
Troca entre disco com defeito e
espelho.
Sem tempo de paralisação
Caro
RAID 2
Discos sincronizados
Stripes pequenos, geralmente um único byte ou palavra
Correção de erro calculada pelos bits correspondentes nos discos.
Vários discos de paridade armazenam correção de erro em posições correspondentes.
Muita redundância
Caro, não usado
RAID 3
Semelhante a RAID 2
Só um disco redundante, não importa o tamanho do array
Bit de paridade simples para cada conjunto de bits correspondentes.
Dados de unidade com defeito podem ser refeitos a partir dos restantes e informação de paridade.
Taxas de transferência muito altas.
RAID 4
Cada disco opera independentemente.
Bom para taxa de solicitação de E/S alta.
Stripes grandes
Paridade bit a bit calculada por stripes em cada disco.
Paridade armazenada no disco de paridade.
RAID 5
Como o RAID 4
Paridade espalhada por todos os discos.
Alocação round robin para stripe de paridade.
Evita gargalo do RAID 4 no disco de paridade.
Normalmente usado em servidores de rede.
RAID 6
Dois cálculos de paridade.
Armazenado em blocos separados em discos diferentes.
Requisito do usuário de N discos precisa de N+2.
Alta disponibilidade de dados.
Três discos precisam falhar para haver perda de dados.
Penalidade de gravação significativa.
Não é backup
Memória Flash: Permite armazenar dados por longos períodos sem uma alimentação elétrica.
NOR: Mais antigos e fora de uso
NAND: Mais baratas e rápidas, em uso atualmente
Funcionamento
Funcionamento básico de um transistor
Propriedade dos semicondutores: uma tensão aplicada a um gate, controla o fluxo de corrente entre source e drain
Funcionamento básico de uma célula
Semelhante a um transistor mas possui outro gate, chamado floating gate
Quando o FG não interfere a célula armazena o valor 1.
Aplicando-se uma alta tensão os elétrons ficam presos no FG, nesse caso o valor guardado é 0
Estado da célula lido por um circuito externo que verifica o funcionamento do transistor.
Uma tensão inversa no gate pode expulsar os elétrons, voltando o gate ao estado original.
SD Card
Pendrive
SSD (Solid State Drive)
Vantagens em relação aos HD's
Alto desempenho em operações de E/S por segundo, especialmente em acesso aleatório
Durabilidade (resistência choque físicos e vibrações).
Baixo consumo elétrico. Frios e silenciosos
Tempo de acesso e latência baixo. Taxa de transferência e leitura maiores
Longevidade (não sofrem desgaste mecânico)
Desvantagens
Maior custo por MB
Baixa capacidade de armazenamento (se comparado a um HD)
Memória Óptica
CD: Disco não apagável que armazena informações de áudio
CD-ROM: Disco apagável para guardar dados de computador
CD-R: Gravável, semelhante ao CD-ROM, pode gravar no disco uma vez
CD-RW: Regravável, pode apagar e regravar várias vezes
DVD: Reprodução de vídeo, além de grandes volumes de outros dados
DVD-R: Só pode ser gravado uma vez. Uma face utilizável
DVD-RW: Regravável, pode ser apagado e regravado várias vezes
Blu-Ray DVD: Vídeo de alta definição, maior densidade de armazenamento que o DVD
Fita Magnética
Acesso serial, lenta, muito barata
Backup e arquivamento
Unidades de fita Linear Tape Open (LTO)
Final da década de 90
Alternativa de fonte aberto para os demais
sistemas de fita patenteados.
Capacidade e velocidade aumenta a cada nova versão
Versão recentes aceitam criptografia e particionamento.