Introdução à Informática
Armazenamento
DSC/CEEI/UFCG
Objetivos
 Relacionar os benefícios do armazenamento secundário.
 Identificar e descrever as mídias de armazenamento que




estão disponíveis para computadores pessoais.
Estabelecer a diferença entre os principais tipos de
armazenamento secundário.
Descrever como os dados são armazenados em um
disco.
Discutir os benefícios da multimídia.
Explicar como os dados são organizados, acessados e
processados.
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2
Armazenamento Secundário
 Benefícios:
– Espaço – armazenam grande volume de dados.
– Ex. 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
– Conveniência – facilidade e rapidez de recuperar dados.
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Armazenamento Secundário
• Fita Magnética
•
Disco Magnético
•
Disco Óptico
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4
Armazenamento Secundário

Fita Magnética
Carretel
Rolo
Encaixe
Fita
Coluna
Vista lateral
Vista frontal
Trilha
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Armazenamento em
Fita Magnética
 Fita similar à usada em cassetes de
música.
 Categorizado em termos de densidade.
– Número de bits por polegada armazenados
na fita.
 Usado principalmente para backup de
dados armazenados em sistemas de
disco.
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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
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Armazenamento em Disco
Magnético

Disco Magnético
Superfície do
disco
Cabeça de
leitura/escrita Antes
do processo de
armazenamento de dados,
as partículas magnéticas
estão desalinhadas
A cabeça de leitura/ escrita
inscreve
os
dados
alinhando cada partícula
magnética
da
mídia
segundo um de dois modos
possíveis
Um dos modos equivale ao
registro de zeros (0),2004
enquanto
o
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outro ao registro de uns (1)
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Discos Flexíveis

Flexível ou Disquete

Capacidades: 360 KB a 1,44 MB
Drive de disquete 3½”
Disquete de 3½”
Disquete de 5¼” (obsoleto)
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Discos Flexíveis
Anatomia de um Disco Flexível
Proteção
contra gravação
Cobertura plástica rígida
Protetor metálico
com mola
Etiqueta
Furo indicador
de alta densidade
Revestimentos
do disco
Disco de metal
Superfície plástica do disco
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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
possibilita recuperar 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.
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Discos Rígidos
• Discos Rígidos Removíveis
Portabilidade e capacidade de
armazenamento extra superior
àquela oferecida pelos discos
Flexíveis.
• Discos Rígidos para Notebooks
Possibilidade de uso de drives
internos ou removíveis
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Discos Rígidos
 Propriedades Físicas
Permanentemente selado no interior do drive
Velocidades mais elevadas do que as dos
sistemas removíveis
Eixo da
montagem
Invólucro
selado
Conjunto de
discos rígidos
Placa de circuito
impresso
Cabeças de
leitura/escrita
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Mecanismo
de acesso
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Discos Rígidos
Cilindros
Mecanismo
de Acesso
Discos
Braços
de Acesso
Pelo humano
cerca de 6,35.10-3 cm
Cabeças de
Leitura/Gravação
Partícula de poeira
cerca de 3,81.10-3 cm
Partícula de fumaça
cerca de 254.10-6 cm
Trilha
Cabeça de leitura/escrita
remove particulas na superfície do
disco com dimensões da ordem
de 1,27.10-6 cm
Cabeça de
leitura/gravação
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Superfície do disco rígido
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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.
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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.
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Especificações de um disco








Form Factor (Fator de forma)
Interface
Density (Densidade)
Rotational Speed (Velocidade de rotação dos discos)
Capacity (capacidade)
Latency and Seek Time (Latência e tempo de busca)
Buffer
MTBF (Mean Time Between Failures) –
(Tempo médio entre falhas)
 Average Sustained Transfer Rate
(Taxa de transferência máxima sustentada)
 Average Access Time (Tempo médio de acesso)
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Especificações de um disco
 Form Factor (Fator de forma) - define as dimensões
físicas de um disco rígido. Atualmente a maioria dos discos
rígidos têm largura de 3,5 polegadas, em desktops, nos
computadores portáteis os discos são de 2,5 polegadas e ultra
finos.
 Interface - A interface nada mais é que o tipo de
controladora que o HD utiliza. Atualmente os HDs são
divididos em dois grandes grupos com relação à sua Interface.
Temos os HDs no padrão IDE/ATA e os no padrão SCSI.
 Density (Densidade) - A densidade tem a ver com a
concentração de informação que podemos ter no material
magnético do disco. Assim, quanto maior for a densidade de
um disco, maior será a capacidade deste disco de armazenar
informações.
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Especificações de um disco
 Rotational Speed - É a velocidade em RPM (Rotações por
minuto) que o motor do disco rígido pode chegar. Na interface
IDE/ATA é comum encontrar discos de 5200RPM a 7200RPM, e
discos de alta performance a 10.000RPM. Ja no SCSI os discos
vão de 10.000RPM a 15.000RPM.
 Capacity (capacidade) – é definida pela quantidade de
informações que você pode armazenar no disco rígido. Hoje
encontramos discos de 40GB até 500GB, quanto maior, mais
dados podem ser armazenados.
 Latency and Seek Time (Latência e tempo de busca) A Latência é o tempo necessário para que os discos girem até
que a informação esteja posicionada embaixo das cabeças de
leitura e gravação do disco rígido. Já o tempo de busca é o
tempo que as cabeças de leitura tem que gastar para poder
começar a ler a informação.
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Especificações de um disco
 Buffer - é uma pequena quantidade de memória RAM
colocada dentro da parte eletrônica dos HDs mais modernos.
Os valores típicos de buffer para os HDs são 512 KB, 1 MB, 2
MB, 8 MB e 16 MB.
 MTBF (Mean Time Between Failures) –
O tempo médio entre falhas teoricamente mede a
quantidade de horas ininterruptas que o disco rígido
deve funcionar sem problemas. Na verdade, o MTBF, é
uma medida de confiabilidade do HD. Um HD com MTBF
de 500.000 horas não vai funcionar por mais de 50
anos! Mas ele terá uma confiabilidade maior que um HD
com MTBF de “apenas” 200.000 horas.
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Especificações de um disco
 Average Sustained Transfer Rate
(Taxa de transferência máxima sustentada)
– Taxa de transferência Interna – É a taxa que os discos
podem transferir informação (dados) para as cabeças de
leitura e gravação do disco rígido e vice-versa.
– Taxa de transferência Externa – É a taxa máxima que a
interface pode obter. Com o uso de buffers, conseguimos
taxas de transferência externas de até 133 MB/segundo
em HD no padrão PATA e 300 MB/segundo no padrão
SATA.
– Taxa de transferência sustentada – É a taxa que a
informação consegue ser transferida do HD para a placamãe de um modo constante durante um determinado
período de tempo. É uma associação entre a taxa de
transferência interna e a taxa de transferência externa.
Esta é, na realidade, a única taxa que interessa.
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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.
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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.
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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.
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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
revolução completa do disco.
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uma
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Como os Dados São Organizados
 Trilha
 Setor
 Cluster
 Cilindro
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Armazenamento Secundário

Disco Magnético
Setor ou
Segmento
2
1
9
3
8
Trilhas
4
5
7
6
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Cluster
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Como os Dados São Organizados
 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.
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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.
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Cluster
 Um número fixo de setores adjacentes
tratados como uma unidade de
armazenamento.
– Tipicamente, de dois a oito setores, dependendo
do sistema operacional.
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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.
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Padrão -
IDE - "Integrated Drive Electronics“
Disco Eletrônico Integrado
• Taxa de transferência de
133Mb/s
• cabo flat (flat cable) de 40
vias.
• cabo flat de 80 vias, cujas
vias extras servem
para evitar a perda de dados
causada por ruídos
(interferência).
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Padrão -
ATA - "Advanced Technology Attachment“
(Tecnologia Avançada de Conexão)
• O Serial ATA - velocidade de 150 MB/s,
supera o limite alcançado pelo ATA
Paralelo, que chegou ao seu limite depois
de 15 anos, com a velocidade máxima de
133 MB/s.
• As próximas gerações da Serial ATA
oferecerão 300 MB/s em 2004 e 600 MB/s
em 2007 de taxa máxima de transferência.
• Cabos com 40 vias ao invés dos
tradicionais cabos com 80 vias.
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Padrão –
SCSI-
Small Computer System Interface
(Interface para Sistemas Computacionais de Pequeno Porte)
• Um adaptador (ou controlador) SCSI.
Alguns, permitem de 7 a 15 conexões de
dispositivos SCSI
• Velocidade de 5 MB/s até 320 MB/s.
• cabo de 50 pinos  8 bits / 7 periféricos
cabo de 68 pinos 16 bits /15 periféricos.
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34
RAID – Redundant Array of inexpensive Disks
Conjunto Redundante de Discos Baratos
 Um grupo de discos que funciona em
conjunto, como uma unidade.
– O Raid de nível 0 divide dados de um único
arquivo em diversas unidades de disco:
• Denomina-se distribuição de dados
(data striping).
• Aumenta o desempenho.
– O Raid de nível 1 duplica dados em
diversas unidades de disco:
• Denomina-se espelhamento de disco
(disk mirroring).
• Aumenta a tolerância a falhas.
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35
Disco Óptico
CD-ROM
1984
CD-R
1990
VCD
1993
CD de Áudio
1982
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DVD
1996
DVD-ROM
1997
CD-RW
1997
DVD
gravável
1999
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Armazenamento em Disco Óptico
 Provê um armazenamento barato e compacto
 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 (WORM) – o usuário pode gravar no
disco uma única vez.
– Magnético-óptico (MO) – combina capacidades magnéticas e
ópticas.
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Disco Óptico

CD-ROM



CD-R (CD Recordable)


Similar ao CD-ROM, porém gravável (uma única vez, para
muitas leituras)
CD-RW (CD-ReWrite)


CD gravável uma única vez
CD-WORM (CD-Write Once Read Many)


Tecnologia similar à do CD de áudio
Capacidade: 650 MB
Similar ao CD-WORM, porém regravável várias vezes
DVD (Digital Versatile Disc)

Disco digital destinado à gravação de áudio, vídeo e dados
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Disco Óptico

DVD
 Capacidade: 4,7 GB a 17 GB
 Tipos de DVD
 DVD-RAM
● Definido pelo DVD Forum (Matsushita, Toshiba e
Time Warner)
● Padrão de maior presença no mercado
● Filmes gravados neste padrão não são compatíveis
com a maior parte dos DVD players
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Disco Óptico
 Tipos de DVD ( cont)
 DVD+RW
•
DVD regravável desenvolvido pela Sony, HP,
Philips e Yamaha (DVD+RW Alliance)
•
Compatível com a maioria dos DVD players
 DVD-RW
•
Padrão de DVD regravável definido pela Apple e
Compaq
 VCD (Video Compact Disc)
● Possibilidade de gravação de até 80 minutos de
vídeo com qualidade similar àquela das fitas
VHS
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