Introdução à Computação

1. Autarquia Educacional do Vale do São Francisco – AEVSF Faculdade de Ciências Sociais e Aplicadas de Petrolina – FACAPE Curso de Ciências da Computação Introdução à Computação Armazenamento cynaracarvalho@yahoo.com.br

2. 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

3. Benefícios do ArmazenamentoSecundário • Espaço • Confiabilidade • Conveniência • Economia

4. 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.

5. 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.

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

7. 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.

8. 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

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. Como os Dados São Organizados • Trilha • Setor • Cluster • Cilindro

15. 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.

16. 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.

17. Cluster • Um número fixo de setores adjacentes tratados como uma unidade de armazenamento. – Tipicamente, de dois a oito setores, dependendo do sistema operacional.

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. 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 de segundo). • Pode ser melhorado através de cache de disco. – Taxa de transferência de dados – quão rapidamente dados podem ser transferidos ao serem localizados. • Expressa em termos de megabytes por segundo.

24. 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.

25. 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 Compactos CD- ROM e DVD (Digital Versatile Disk)

26. 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

27. 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 em minutos. – O backup pode ser programado para quando o sistema não estiver em uso.

28. Organizando Dados e Acessando Dados Armazenados • Caractere • Campo • Registro • Arquivo • Banco de dados

29. Caractere • Uma letra, dígito ou caractere especial.

30. 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.

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

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

33. 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.

34. Visão Geral do Plano de Arquivos • Deve idealizar um plano para colocar dados em uma unidade 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.

35. Organização de Arquivos • Três fatores importantes da organização de arquivos de dados no armazenamento secundário: – Seqüencial – Direta – Indexada

36. Organização Seqüencial de Arquivos • Os registros são armazenados em ordem, de acordo com um campo-chave: – Se um registro em especial for desejado, todos os registros anteriores devem ser lidos primeiro. – Para atualizar um registro, um novo arquivo seqüencial deve ser criado, contendo tanto os registros alterados quanto os não alterados. • O armazenamento em fita usa a organização seqüencial.

37. 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

38. 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.