Slide della sesta lezione (31-3-2011)

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Sesta lezione AA 2010-2011 Università degli Studi di Macerata - Facoltà di Giurisprudenza - Corso di "Sistemi di elaborazione delle informazioni"

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  • 1. SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI Università degli Studi di Macerata Facoltà di Giurisprudenza “ LE MEMORIE DI MASSA” Lezione n. 6 Giovedì 31 marzo 2011 Dott. PhD Luca Ricciotti A.A. 2010-2011 - secondo semestre
  • 2. Sistemi di elaborazione delle informazioni Classificazione delle memorie (1-2) Il computer utilizza differenti tipologie di memorie che possono essere classificate in base a differenti criteri
  • 3. Classificazione delle memorie (2-2) Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 4. Le memorie di massa - introduzione Durante l’esecuzione di un applicativo, il programma stesso e i dati elaborati risiedono nella memoria RAM. La RAM è però una memoria volatile e, al venir meno dell’alimentazione elettrica, perde completamente il suo contenuto Per poter conservare programmi e dati è necessario ricorre a memorie di tipo permanente in grado di memorizzare grandi quantità di dati. Le unità di memoria di massa (semplicemente chiamate memorie di massa ) costituiscono la memoria secondaria ed assolvono a questo scopo Esistono differenti tipi di memorie di massa … dai Compact Disc allegati alle riviste (dove sono registrate le informazioni più disparate) alle pendrive che si utilizzano per trasferire il lavoro dal computer dell’ufficio a quello di casa, ai dischi rigidi di grande capacità che servono come unità di backup per i sistemi informatici archivio per le reti. Tutte le memorie di massa hanno la capacità di immagazzinare una determinata quantità di dati per un tempo più o meno lungo, permettendone, in qualsiasi momento, la rilettura da parte del computer Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 5. Le memorie cartacee La prima memoria destinata alla memorizzazione digitale era basata su un supporto cartaceo si trattava delle schede perforate ( punch card ) e dei nastri perforati ( punch tape ) utilizzati negli anni ’50 - ’70 e caduti in disuso già da diversi decenni Le prime memorie cartacee erano formate da cartoncini o nastri di carta sui quali i bit “0” ed “1” venivano rappresentati dalla presenza o dall’assenza di fori. Erano estremamente scomode da usare, lente ed ingombranti. Sparirono del tutto con l’avvento dei primi floppy disk e ormai sono considerati oggetti da museo dell’informatica Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 6. Le memorie magnetiche (1-5) Nelle memorie magnetiche la memorizzazione dei dati avviene tramite la magnetizzazione delle particelle presenti sulla superficie . La superficie di queste memorie è ricoperta infatti da un materiale ferromagnetico composto da piccolissime particelle che possono essere polarizzate (orientata in un verso o nel verso opposto) tramite un’apposita testina di lettura/scrittura. Se la particella è polarizzata in un verso, corrisponde al bit “1” Se la particella è polarizzata nel verso opposto corrisponde al bit “0” Sono memorie di tipo WMRM e i dati possono essere scritti, cancellati e riscritti per un numero indefinito di volte senza che il supporto ne subisca un degrado apprezzabile. Sono sensibili ai campi elettromagnetici e questo le rende altamente vulnerabili (un forte campo magnetico è sufficiente a cancellarne l’intero contenuto in pochi istanti) Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 7. Le memorie magnetiche (2-5) Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 8. Le memorie magnetiche (3-5) Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 9. Le memorie magnetiche (4-5) Differenti dimensioni: a) floppy disk da 8 pollici b) floppy disk da 5 pollici e ¼ c) floppy disk da 3 pollici e ½ Sistemi di elaborazione delle informazioni Nel 1971 furono introdotti i floppy disk da 8 pollici Nel 1976 furono introdotti i floppy disk da 5 pollici e ¼ Nel 1981 furono introdotti i floppy disk da 3 pollici e ½ I floppy disk da 3 pollici e ½ avevano 4 formati: SD ( Single Density ), con capacità di 360 kB DD ( Double Density , doppia densità), con capacità di 720 kB HD ( High Density , alta densità), con capacità di 1,44 MB ED ( Extended Density , densità estesa) con capacità di 2,88 MB Altre tipologie di dischi flessibili: i dischi Zip , simili ai floppy disk ma con capacità dai 100 ai 700 MB i dischi LS-120, con capacità di memorizzazione fino a 120 MB i dischi Syquest con capacità variabile tra 230 MB ed 1,5 GB
  • 10. Le memorie magnetiche (5-5) a) un nastro magnetico a 6250 bpi (obsoleto) b) un nastro LTO c) un nastro DLT Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 11. Le memorie ottiche (1-7) Le memorie ottiche utilizzano un raggio laser sia durante la fase di scrittura dei dati sia durante la fase di lettura dei dati Appartengono a questa categoria i seguenti supporti: il Compact Disc (CD) il Digital Versatile Disc (DVD) il Blu- ray Disc (BD) l’ High Definition Digital Versatile Disc (HD-DVD) ( già obsoleto nonostante si tratti di un supporto recente ) Le memorie ottiche non sono sensibili ai campi magnetici MA hanno altri problemi che le rendono piuttosto delicate: 1)sono sensibili ai raggi ultravioletti (è bene non lasciarle al sole) 2)sono sensibili alle deformazioni causate dal calore (se deformati non risultano più leggibili dai rispettivi drive ) 3)sono estremamente sensibili ai graffi, alle “ ditate ”, alla polvere e risentono anche dell’eccessiva umidità che potrebbe ossidare lo strato riflettente che ne permette la lettura Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 12. Le memorie ottiche (2-7) Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 13. Le memorie ottiche (3-7) Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 14. Le memorie ottiche (4-7) Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 15. Le memorie ottiche (5-7) Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 16. Le memorie ottiche (6-7) DVD single-side , single-layer (SS, SL), denominato DVD-5, con una capacità di memorizzazione di 4,7 GB (4,38 GiB) DVD single-side ,   double-layer (SS, DL), denominato DVD-9, con una capacità di circa 8,5 GB (7,95 GiB) DVD double-side , single-layer (DS, SL), denominato DVD-10, con una capacità di circa 9 GB (8,75 GiB) DVD double-side , mixed-layer (DS, ML), denominato DVD-14, con capacità di circa 13,2 GB (12,33 GiB) DVD double-side , double-layer (DS, DL), denominato DVD-18, con una capacità di circa 17 GB (15,90 GiB) Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 17. Le memorie ottiche (7-7) Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 18. Le memorie magneto-ottiche I dischi magneto-ottici “MO” combinano i punti di forza della tecnologia magnetica (riscrivibilità quasi illimitata e ottime prestazioni) con quelli della tecnologia ottica (affidabilità e basso costo). Utilizzano una tecnica particolare per registrare i dati: sono dischi di tipo magnetico, rivestiti quindi di particelle polarizzabili, MA la scrittura dei dati può avvenire solo dopo che la superficie ha subito un forte riscaldamento mediante un fascio laser . A temperatura ambiente i dischi magneto-ottici non sono quindi modificabili e questo li mette al riparo dalle cancellazioni accidentali dovute ai campi magnetici Sono disponibili in numerosi modelli, con capacità che arrivano fino ad alcuni GB, e richiedono la disponibilità di un apposito drive per essere letti e scritti. Furono messi in commercio nella seconda metà degli anni ‘80, prima della enorme diffusione dei Compact Disc , ma non hanno mai preso piede, sia per il costo eccessivo, sia per la contemporanea affermazione degli hard disk e dei CD. Rimangono in uso solo in alcuni sistemi dove è richiesto il frequente salvataggio di una grande quantità di dati in condizioni di sicurezza (ad esempio, nelle banche) Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 19. Le memorie elettroniche La tecnologia elettronica viene utilizzata per realizzare memorie di massa oggi molto diffuse, come le ormai universali pendrive , le memory card utilizzate nelle macchine fotografiche digitali e nei telefoni cellulari, e i nuovi dischi allo stato solido (SSD, Solid State Disk ) che stanno via via sostituendo i dischi fissi nei computer soprattutto di tipo portatile. Si basano su un tipo di memoria elettronica denominata memoria Flash (formata da un numero elevatissimo di celle di memoria elementari, ciascuna delle quali si basa su un componente fondamentale denominato transistor Mosfet). Una pendrive da 1 GB contiene ben 8 miliardi di queste celle elementari di memoria Ciascuno di questi transistor è in grado di memorizzare un bit “0” oppure “1”. La scrittura del valore “0” nella memoria Flash viene definita “ programmazione ” e corrisponde ad un un transistor Mosfet caricato negativamente. La scrittura del valore “1” viene definita “ cancellazione ” e corrisponde ad un un transistor Mosfet caricato positivamente Capacità di ritenzione dati (periodo il cui il contenuto della memoria si mantiene inalterato) A 25 °C si attesta intorno ai 10 anni (se la temperatura aumenta il periodo diminuisce) Programmazione e cancellazione dei dati limitata (i transistor Mosfet perdono gradualmente la capacità di essere “programmati” e “cancellati”) In realtà le memorie flash sono state progettate per sostenere da 10.000 a 100.000 cicli di scrittura/canc./riscrittura Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 20. Le memorie olografiche La tecnologia olografica viene utilizzata per realizzare l’ Holographic Versatile Disc (HVD) considerato il possibile successore del DVD e dei supporti Blu-ray Disc. L’HVD ha la stessa dimensione di un CD o DVD (pur essendo leggermente più spesso) MA utilizza una tecnica di memorizzazione olografica differente rispetto ai precedenti supporti Durante la fase di scrittura vengono utilizzati in congiunzione due laser , uno verde ed uno rosso, per creare delle figure di interferenza memorizzate dal supporto. Durante la fase di lettura è sufficiente utilizzare il solo laser rosso. Le capacità di memorizzazione appaiono promettenti: attualmente sono disponibili HDV intorno al TB ma le previsioni per tagli superiori sono promettenti Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 21. Quadro riepilogativo delle memorie classificate in base alla tecnologia utilizzata Sistemi di elaborazione delle informazioni
  • 22. “ LE MEMORIE DI MASSA” Lezione n. 6 Giovedì 31 marzo 2011 [email_address] Dott. PhD Luca Ricciotti A.A. 2010-2011 - secondo semestre