Introdução a computação 05
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Introdução a computação 05

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  • 1. INTRODUÇÃO À INFORMÁTICACapítulo 5Armazenamento e Multimídia:
  • 2. OBJETIVOSRelacionar os benefícios do armazenamentosecundário.Identificar e descrever as mídias de armazenamentoque estão disponíveis para computadores pessoais.Estabelecer a diferença entre os principais tipos dearmazenamento secundário.Descrever como os dados são armazenados em umdisco.Discutir os benefícios da multimídia.Explicar como os dados são organizados, acessados eprocessados.2
  • 3. ARMAZENAMENTO SECUNDÁRIOSeparado do próprio computador.Software e dados armazenados em base quasepermanente.Diferentemente da memória, não se perde quando háqueda da energia elétrica.3
  • 4. BENEFÍCIOS DO ARMAZENAMENTOSECUNDÁRIOEspaçoConfiabilidadeConveniênciaEconomiaAlta DisponibilidadeRedundância4
  • 5. DISCOS RÍGIDOSLâmina rígida revestida com óxidomagnético:Diversas lâminas podem ser combinadas emuma única pilha de discos (disk pack).Unidade de disco – um dispositivo quepossibilita recuperar dados para seremlidos ou escritos em disco.Unidade de disco para computadores pessoaisalojada no gabinete do computador.Grandes sistemas computadorizados podemter diversas unidades de disco externas. 5
  • 6. LENDO E ESCREVENDO DADOSO braço de acesso movimentaa cabeça de leitura/gravaçãosobre uma localização emparticular.A cabeça de leitura /gravaçãopaira alguns milionésimos depolegada acima da lâmina.Se a cabeça tocar a lâmina,haverá um crash, e dados serãodestruídos.Dados podem ser destruídos se acabeça entrar em contato comuma mínima matéria estranhana superfície do disco.6
  • 7. PILHA DE DISCOS(DISK PACKS)Cada lâmina tem seupróprio braço de acessocom uma cabeça deleitura/gravação.A maioria das pilhas dediscos (disk packs)combina lâminas,braços de acesso ecabeça deleitura/gravação.7
  • 8. COMO OS DADOS SÃO ORGANIZADOSTrilhaSetorClusterCilindro8
  • 9. TRILHAA porção circular dasuperfície do disco que passasob a cabeça deleitura/gravação.O disco rígido pode ter 3.000ou mais trilhas em cadasuperfície de cada lâmina.9
  • 10. SETORCada trilha é dividida emsetores que contêm umnúmero fixo de bytes.Tipicamente, 512 bytes por setor.A gravação por zonas atribuimais setores às trilhas queestão nas zonas externas doque àquelas que estão naszonas internas.Usa o espaço de armazenamentode maneira mais completa.10
  • 11. CILINDROA trilha sobre cada superfície,que está sob a cabeça deleitura/gravação, emdeterminada posição dascabeças de leitura/gravação.Quando o arquivo é maior do quea capacidade de uma únicatrilha, o sistema operacionalarmazena-o em trilhas que fazemparte do mesmo cilindro.11
  • 12. VELOCIDADE DE ACESSO A DISCOTempo de acesso – o tempo necessário paraacessar dados no disco.Três fatores:Tempo de buscaComutação de cabeçasRetardo rotacionalAssim que os dados são encontrados, o passoseguinte é a transferência de dados.12
  • 13. TEMPO DE BUSCATempo necessário para que o braço de acesso seposicione sobre uma trilha em particular.Todos os braços de acesso se movem como umaunidade.Todos se posicionam simultaneamente sobre umconjunto de trilhas que compõe um cilindro.13
  • 14. COMUTAÇÃO DE CABEÇASA ativação de uma cabeça de leitura/ gravaçãoem particular sobre uma trilha em particular.Todos os braços de acesso se movem juntos, massomente uma cabeça de leitura/ gravação pode operarem determinado momento.14
  • 15. RETARDO ROTACIONALO tempo necessário para que os dados desejadosna trilha passem sob a cabeça de leitura egravação.Em média, a metade do tempo para uma revoluçãocompleta do disco.15
  • 16. REDUNDANT ARRAY OF INDEPENDENTDRIVES,(RAID)Conjunto Redundante deDiscos Independentes outambém Conjunto Redundantede Discos Econômicos ouainda Arranjo Redundante deDiscos Independentes, é ummeio de se criar um sub-sistema dearmazenamento composto porvários discos individuais, com afinalidade de ganhar segurança edesempenho.16
  • 17. RAID - VANTAGENSGanho de desempenho no acesso.Redundância em caso de falha em um dos discos.Uso múltiplo de várias unidades de discos.Facilidade em recuperação de conteúdo "perdido".17
  • 18. RAID - ARQUITETURASImplementação via software,o sistema operacional gerencia o RAID através dacontroladora de discos, sem a necessidade de umcontrolador de RAIDs, tornando-a mais barata..Nesse tipo de implementação, todo oprocessamento necessário para o gerenciamentodo RAID é feito pela CPU.Toda movimentação de dados(leitura e escrita) éfeita por uma camada de software que faz aabstração entre a operação lógica (RAID) e osdiscos físicos, e é controlada pelo sistemaoperacional. 18
  • 19. RAID - ARQUITETURASA configuração do RAID via software é feita pelosistema operacional, que precisa terimplementado no próprio núcleo a utilização deRAIDs via software.É possível criar RAIDs via software no Mac OS X,Linux, FreeBSD, OpenBSD e no Windows (versãoserver).19
  • 20. RAIDO sistema RAID consiste em um conjunto dedois ou mais discos rígidos com dois objetivosbásicos:Tornar o sistema de disco mais rápido (isto é,acelerar o carregamento de dados do disco),através de uma técnica chamada divisão dedados (data striping ou RAID 0);Tornar o sistema de disco mais seguro, atravésde uma técnica chamada espelhamento(mirroring ou RAID 1).20
  • 21. RAID - 0No striping, ou distribuição, osdados são subdivididos emsegmentos consecutivos(stripes, ou faixas) que sãoescritos sequencialmenteatravés de cada um dos discosde um array, ou conjunto. Cadasegmento tem um tamanhodefinido em blocos.21
  • 22. RAID - 0A distribuição, ou striping,oferece melhor desempenhocomparado a discos individuais,se o tamanho de cada segmentofor ajustado de acordo com aaplicação que utilizará oconjunto, ou array.22
  • 23. RAID - 0Vantagens:Acesso rápido as informações (até 50%mais rápido);Custo baixo para expansão de memória.Desvantagens:Caso algum dos setores de algum dosHD’s venha a apresentar perda deinformações, o mesmo arquivo que estádividido entre os mesmos setores dosdemais HD’s não terão mais sentidoexistir, pois uma parte do arquivo foicorrompida, ou seja, caso algum discofalhe, não tem como recuperar;Não é usada paridade. 23
  • 24. RAID - 1 (MIRROR)E o nível de RAID que implementao espelhamento de disco, tambémconhecido como mirror.Para esta implementação sãonecessários no mínimo dois discos.O funcionamento deste nível ésimples: todos os dados sãogravados em dois discos diferentes;se um disco falhar ou for removido,os dados preservados no outro discopermitem a não descontinuidade daoperação do sistema. 24
  • 25. RAID - 1 (MIRROR)Vantagens:Caso algum setor de um dos discosvenha a falhar, basta recuperar osetor defeituoso copiando os arquivoscontidos do segundo disco;Segurança nos dados (com relação apossíveis defeitos que possam ocorrerno HD).Desvantagens:Custo relativamente alto secomparado ao RAID 0;ocorre aumento no tempo de escrita;25
  • 26. RAID - 3Esse nível de RAID fraciona osdados para obter alto desempenho eusa paridade para melhorar atolerância a falhas.Informações sobre paridade sãoarmazenadas em um drivededicado, de modo que os dadospossam ser reconstruídos se umdrive falhar.26
  • 27. RAID - 3Esse nível de RAID fraciona osdados para obter alto desempenho eusa paridade para melhorar atolerância a falhas.Informações sobre paridade sãoarmazenadas em um drivededicado, de modo que os dadospossam ser reconstruídos se umdrive falhar.27
  • 28. RAID - 3Vantagens:leitura rápida;escrita rápida;possui controle de erros.Desvantagem:Montagem difícil via software.28
  • 29. NÍVEIS DE RAID29
  • 30. STORAGE AREA NETWORKNa computação,uma Rede de área dearmazenamento (em inglês Storage AreaNetwork ou SAN)É uma rede projetadapara agrupar dispositivosde armazenamento decomputador.As SANs são mais comunsnos armazenamentos degrande porte. 30
  • 31. STORAGE AREA NETWORK31
  • 32. STORAGE AREA NETWORK32
  • 33. STORAGE AREA NETWORK33
  • 34. STORAGE AREA NETWORK34
  • 35. TIPOSAs SANs normalmente são construídos em umainfra-estrutura especialmente projetada paracomportar grande tráfego de dados originados dearmazenamento.Assim, eles proporcionam um acesso mais rápidoe estável do que protocolos de alto-nível como osNAS.A tecnologia mais comum para SAN é a redede fibra óptica com o conjunto de comandos SCSI.Um canal de fibra óptica SAN padrão é feita dealguns switches que estão interligados, formandouma rede. 35
  • 36. TIPOSUma alternativa, e mais recente de protocoloSAN é o iSCSI, que usa o mesmo conjunto decomandos SCSI sobre TCP/IP (e,Tipicamente, Ethernet).Nesse caso, os switches, cabos e hubs seriam deprotocolo TCP/IP.Conectados à SAN estarão um ou mais servidores(hosts) e uma ou mais coleções de discos, arquivosde fita ou outros dispositivos de armazenamento.36
  • 37. BENEFÍCIOSCompartilhar o armazenamento normalmentesimplifica a administração e proporcionaflexibilidade, uma vez que cabos e dispositivos dearmazenamento não precisam ser movidosfisicamente para mudar armazenamento de umservidor para outro.Cada dispositivo na SAN é de propriedade de umúnico computador. Oposto a isso,o NAS (Network-Attached Storage) permite quevários computadores acessem ao mesmo conjuntode arquivos em uma rede.37
  • 38. BENEFÍCIOSAs SANs tendem a aumentar a capacidade dearmazenamento, uma vez que múltiplosservidores podem compartilhar a mesma reservade crescimento.Habilidade de permitir que servidoresefetuem boot pelo próprio SAN.Isto permite uma rápida e fácil reposição deservidores defeituosos, uma vez que o SAN podeser reconfigurado para que o servidor dereposição use o LUN (Logical Unit Number, ounúmero lógico de unidade) do servidor defeituoso.Esse processo pode levar pouco mais de 30minutos e é uma idéia relativamente nova queestá sendo implantada em novos data centers.38
  • 39. BENEFÍCIOSAs SANs também tendem a ser mais eficazes emprocessos de recuperação de dados.Uma SAN pode replicar dados de váriosservidores para uma área de armazenamentosecundária, que pode ser remota ou local.39
  • 40. ARMAZENAMENTO EM DISCO ÓPTICOProvê um armazenamento barato e compactocom maior capacidade.Um feixe laser varre o disco e capta reflexosde luz da superfície do disco.Categorizado pela capacidade de leiturae gravação.Mídia somente de leitura – o usuário pode ler, masnão pode escrever no disco.Gravar uma vez, ler muitas (WORM) – o usuáriopode gravar no disco uma única vez.Magnético-óptico (MO) – combina capacidadesmagnéticas e ópticas.40
  • 41. DISCOS COMPACTOSCD-ROM – a unidade somente pode lerdados de CDs.Um CD-ROM armazena até 700 MB por disco.Principal mídia para distribuição de software.CD-R – a unidade pode escrever no discoapenas uma vez.O disco pode ser lido por uma unidade deCD-ROM ou CD-R.CD-RW – a unidade pode apagar esobregravar dados múltiplas vezes.Alguns problemas de compatibilidade podemser encontrados ao tentar ler discos CD-RWem unidades de CD-ROM.41
  • 42. DIGITAL VERSATILE DISK (DVD)Laser de ondas curtas podem ler pontosdensamente empacotados.A unidade de DVD pode ler CD-ROMs.Capacidade até 17 GB.Possibilita armazenar filmes de longa- metragem.O som é melhor do que os de CDs de áudio.Existem diversas versões de DVDs graváveis eregraváveis.42
  • 43. MULTIMÍDIAApresenta informação com texto, ilustrações,fotos, narração, música, animação e clipes defilmes.Impraticável até o advento dos discosópticos.RequisitosAplicações43
  • 44. REQUISITOSUnidade de CD-ROM ou DVD-ROM.Placa de som ou chip de som.Alto-falantes:Para obter som de alta qualidade adquira bons alto-falantes e instale subwoofers.Equipado para manipular MPEG:Padrões para compactação de vídeo.44
  • 45. APLICAÇÕESEducação:Embarque em tours virtuais.Estude partituras musicais.Estude uma língua estrangeira.Outros:Prepare impostos com videoclipes de especialistas daReceita Federal.Jogue games.45
  • 46. ARMAZENAMENTO EM FITA MAGNÉTICAFita similar à usada emcassetes de música.Categorizado em termosde densidade.Número de bits porpolegada armazenados nafita.Usado principalmentepara backup de dadosarmazenados emsistemas de disco. 46
  • 47. SISTEMAS DE BACKUPImperativo ter cópias de dadosimportantes armazenadas longe docomputador:Discos falham, ocasionalmente.Instalação de software pode causar paneno computador.Usuários cometem erros ao introduzir dados.Fita é uma mídia de backup ideal:Pode copiar o disco rígido inteiro para umaúnica fita em minutos.O backup pode ser programado para quando osistema não estiver em uso. 47