Introdução à Computação

Armazenamentocynaracarvalho@yahoo.com.b

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Autarquia Educacional do Vale do São Francisco – AEVSF

Faculdade de Ciências Sociais e Aplicadas de Petrolina – FACAPE

Curso de Ciências da Computação

Armazenamento Secundário

Separado do próprio computador. Software e dados armazenados em

base quase permanente. – Diferentemente da memória, não

se perde quando há queda da energia elétrica.

Benefícios

Benefícios do Armazenamento

Secundário

Espaço Confiabilidade Conveniência Economia

Espaço As organizações armazenam o

equivalente a uma sala cheia de dados em discos menores do que uma caixa para guardar pão.

– Um disquete contém o equivalente a 500 páginas impressas.

– Um disco óptico pode conter o equivalente a 500 livros.

Confiabilidade Dados guardados no

armazenamento secundário estão relativamente seguros.

– O armazenamento secundário é altamente confiável

– Mais difícil de pessoas despreparadas alterarem dados armazenados em disco.

Conveniência

Usuários autorizados podem localizar fácil e rapidamente dados armazenados no computador.

Economia Diversos fatores criam significativas

economias em termos de custos de armazenamento:

– Menos dispendioso armazenar dados em disco do que comprar e abrigar armários de arquivo.

– Dados confiáveis e seguros têm uma manutenção menos dispendiosa.

– Maior velocidade e conveniência para arquivar e recuperar dados.

Armazenamento em Disco Magnético Dados representados como pontos

magnetizados na superfície de um disco rotativo.

– Pontos no disco convertidos em impulsos elétricos.

Tipos principais: – Discos flexíveis – Discos rígidos

Discos Flexíveis Produzidos com Mylar flexível e

revestidos com óxido de ferro.• Possuem a proteção de uma jaqueta de

plástico rígido.• Um disquete de 3,5 polegadas contém

1,44 MB de dados.• Variações de alta capacidade:– O HiFD, da Sony, contém 200 MB.– O SuperDisk, da Imation, está

disponível nas versões de 120 e 240 MB.

– O Zip drive, da Iomega, está disponível nas versões de 100, 250 e 750 MB.

Discos Rígidos Lâmina rígida revestida com óxido magnético:– Diversas lâminas podem ser combinadas em

uma única pilha de discos (disk pack). Unidade de disco – um dispositivo que

possibilitarecuperar dados para serem lidos ou escritos em

disco.– Unidade de disco para computadores pessoais

alojada no gabinete do computador.– Grandes sistemas computadorizados podem ter

diversas unidades de disco externas.

Lendo e Escrevendo Dados O braço de acesso movimenta a

cabeça de leitura/gravação sobre uma localização em particular.

A cabeça de leitura /gravação paira alguns milionésimos de polegada acima da lâmina.

– Se a cabeça tocar a lâmina, haverá um crash, e dados serão destruídos.

– Dados podem ser destruídos se a cabeça entrar em contato com uma mínima matéria estranha na superfície do disco.

Pilha de Discos(Disk Packs)

Cada lâmina tem seu próprio braço de acesso com uma cabeça de leitura/gravação.

A maioria das pilhas de discos (disk packs) combina lâminas, braços de acesso e cabeça de leitura/gravação.

Discos Rígidos para Computadores Pessoais Módulos lacrados que são

montados em um compartimento de 3, 5 polegadas.

Capacidade em gigabytes. O acesso a arquivos é muito

mais rápido do que o acesso a arquivos em disquetes.

Alguns contêm cartuchos removíveis.

Como os Dados São Organizados

Trilha Setor Cluster Cilindro

Trilha A porção circular da

superfície do disco que passa sob a cabeça de leitura/gravação.

– Um disco flexível tem 80 trilhas em cada superfície.

– O disco rígido pode ter 1.000 ou mais trilhas em cada superfície de cada lâmina.

Setor Cada trilha é dividida em

setores que contêm um número fixo de bytes.

– Tipicamente, 512 bytes por setor.

A gravação por zonas atribui mais setores às trilhas que estão nas zonas externas do que àquelas que estão nas zonas internas.

– Usa o espaço de armazenamento de maneira mais completa.

Cluster

Um número fixo de setores adjacentes tratados como uma unidade de armazenamento.

– Tipicamente, de dois a oito setores, dependendo do sistema operacional.

Cilindro A trilha sobre cada superfície,

que está sob a cabeça de leitura/gravação, em determinada posição das cabeças de leitura/gravação.

– Quando o arquivo é maior do que a capacidade de uma única trilha, o sistema operacional armazena-o em trilhas que fazem parte do mesmo cilindro.

Velocidade de Acesso a Disco Tempo de acesso – o tempo necessário

para acessar dados no disco. Três fatores:– Tempo de busca– Comutação de cabeças– Retardo rotacional Assim que os dados são encontrados, o

passo seguinte é a transferência de dados.

Tempo de Busca Tempo necessário para que o braço

de acesso se posicione sobre uma trilha em particular.

– Todos os braços de acesso se movem como uma unidade.

– Todos se posicionam simultaneamente sobre um conjunto de trilhas que compõe um cilindro.

Comutação de Cabeças A ativação de uma cabeça de leitura/

gravação em particular sobre uma trilha em particular.

– Todos os braços de acesso se movem juntos, mas somente uma cabeça de leitura/ gravação pode operar em determinado momento.

Retardo Rotacional O tempo necessário para que os

dados desejados na trilha passem sob a cabeça de leitura e gravação.

– Em média, a metade do tempo para uma volta completa do disco.

Transferência de Dados O processo de transferir dados entre sua localização na

trilha do disco e a memória. Performance – Tempo médio de acesso: • Aproximadamente, 10 milissegundos (10 milésimos

desegundo). • Pode ser melhorado através de cache de disco. – Taxa de transferência de dados – quão rapidamente

dadospodem ser transferidos ao serem localizados. • Expressa em termos de megabytes por segundo.

Cache de Disco Cache de disco – uma área especial da

memória. – Quando a unidade de disco lê dados

do disco, ela lê dados adjacentes e os armazena na memória.

– Quando é emitida a instrução de leitura seguinte, a unidade verifica primeiro se os dados desejados estão na cache de disco.

Similar à cache de memória.

Armazenamento em Disco Óptico Provê um armazenamento barato e compacto com

maior capacidade. Um feixe laser varre o disco e capta reflexos de luz da

superfície do disco. Categorizado pela capacidade de leitura e gravação. – Mídia somente de leitura – o usuário pode ler, mas

não pode escrever no disco. – Gravar uma vez, ler muitas – o usuário pode gravar

no disco uma única vez. – Magnético-óptico – combina capacidades magnéticas

e ópticas.

Ex.:Discos CompactosCD- ROM e DVD (Digital Versatile Disk)

Armazenamento em Fita Magnética

Fita similar à usada em cassetes de música.

Categorizado em termos de densidade.– Número de bytes por polegada armazenados na fita.

Usado principalmente para backup de dados armazenados em sistemas de disco

Sistemas de Backup Imperativo ter cópias de dados importantes armazenadas longe do computador:– Discos falham, ocasionalmente.– Instalação de software pode causar pane no computador.– Usuários cometem erros ao introduzir dados. Fita é uma mídia de backup ideal:– Pode copiar o disco rígido inteiro para uma única fita emminutos.– O backup pode ser programado para quando o sistemanão estiver em uso.

Organizando Dados e Acessando Dados Armazenados

Caractere Campo Registro Arquivo Banco de dados

Caractere

Uma letra, dígito ou caractere especial.

Campo Um conjunto de caracteres relacionados. Descreve uma característica de uma

pessoa, lugar ou coisa.– Para uma universidade, o prenome de um estudante seria armazenado em um campo.

Campo-chave – um identificador único de um registro.

Registro

Uma coleção de campos relacionados.– Para uma universidade, todos os campos referentes a um aluno constituem um registro.

Arquivo

Uma coleção de registros relacionados.– Para uma universidade, todos os registros de estudantes compõem um arquivo.

Banco de Dados Uma coleção de arquivos relacionados

armazenados com mínima redundância (duplicação).– Para uma universidade, o arquivo de alunos, o arquivo de bolsistas, o arquivo do corpo docente/staff, o arquivo de cursos, o arquivo financeiro etc. comporiam um banco de dados.

Organizado para tornar mais fácil a recuperação de dados.

Visão Geral do Plano de Arquivos Deve idealizar um plano para colocar dados em

umaunidade de armazenamento. Fatores-chave:

– Se os usuários devem acessar dados diretamente (de imediato).– Como os dados devem ser organizados no disco.– Tipo de processamento que se desenvolverá.

Organização de Arquivos

Três fatores importantes da organização de arquivos de dados no armazenamento secundário:

– Seqüencial– Direta– Indexada

Organização Seqüencial de Arquivos Os registros são armazenados em ordem, de acordo com umcampo-chave:– Se um registro em especial for desejado, todos os registrosanteriores devem ser lidos primeiro.– Para atualizar um registro, um novo arquivo seqüencial deve

sercriado, contendo tanto os registros alterados quanto os nãoalterados. O armazenamento em fita usa a organização seqüencial.

Organização Direta de Arquivos Também chamada de acesso

aleatório. Vá diretamente ao registro

desejado usando uma chave:– O computador não precisa ler todos os registros anteriores.

Requer armazenamento em disco

Organização Indexada de Arquivos Combina elementos dos métodos

seqüencial e direto: – Registros armazenados

seqüencialmente, mas o arquivo também contém um índice.

– O índice armazenado seqüencialmente contém a chave do registro.

– Dados acessados pela chave do registro.