Memorie di massa

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Memorie di massa

• Linformazione è rappresentata dallo stato di
  magnetizzazione che può essere positivo o
  negativo ed è associato ad una cifra binaria
  (bit)
• unità di misura 1 byte 8 bit
• il termine fa pensare a grandi quantità di dati
  memorizzati varia dai megabyte (106) di floppy e
  CD ai gigabyte (109) degli hard disk, ai terabyte
  (1012) e petabyte (1015) dei grandi archivi di
  dati (juke-box) es. immagini satelliti NASA

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Tipi di memorie permanenti

• memorie elettroniche
• microchip (schede cellulari, agende
  elettroniche,.)
• memorie magnetiche
• nastri, dischi (singoli o RAID), floppy
• memorie ottiche
• CD-ROM, magneto-ottiche riscrivibili

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I nastri

• necessitano di un dispositivo (unità nastro) con
  una testina di lettura/scrittura che opera ad una
  data velocità
• i dati sono su zone contigue (record)
• esistono zone prive di informazione
  (inter-record gap)
• accesso sequenziale lenti!!! (ma
  capaci)
• usati per i backup (dati) e per i log (operazioni)

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I dischi
piatti
cilindro tracce con raggio uguale
settori
tracce
visione dinsieme
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(No Transcript)
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Meccanica del disco
Funzionamento movimento del pettine,
raggiungimento del cilindro richiesto,
attivazione della testa relativa alla traccia,
attesa del settore , lettura/scrittura
settore
movimento
pettine
traccia
DASD direct access storage device
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Meccanica del disco

• Il settore è lunità minima di trasferimento, i
  settori possono essere raggruppati in blocchi
  (pagine)
• lindirizzo di un settore (blocco) è
• num. cilindro, num. traccia, num. settore.
• il tempo di servizio è
• tempo di posizionamento (seek time) Ts
• tempo di latenza rotazionale Tr
• tempo di lettura (scrittura) Tb

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L'altezza di volo della testina è strettamente
connessa alla densità di registrazione minore è
la distanza, migliore è la possibilità di
rilevare le variazioni di campo magnetico,
maggiore è la densità possibile.
capello umano
80 micron
impronta digitale 15 ?m
particella
altezza
di volo
particella
di fumo 6 ?m
della
testina
di polvere 30 ?m
0.5 ?m
Piatto
Strato magnetico
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Grandezze
Costo in per MB (pc)
velocità di rotazione (rpm) 5400 ? 7200 ed
oltre no. piatti 1 ? 20 ed oltre tracce per
piatto (quindi cilindri) 1000 ? 3000 ed
oltre diametro disco 1 ? 8 inch densità n?100
milioni di bit per inch 2 dimensione del settore
512 bytes ? 4k ed oltre settori per traccia (2n
ad es. 64) da circa alcune decine ed oltre
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Gestione efficiente

• Si cerca di ridurre lampiezza degli spostamenti
  del pettine organizzando la coda delle richieste
  dellutenza

disco gestore coda di richieste
I criteri più noti per soddisfare le richieste
sono i seguenti ( o varianti e combinazioni
degli stessi)
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Criteri di gestione richieste
? selezione dipendente dal richiedente FIFO
First In First Out PRI priorita dipendente
dal richiedente PRI/FIFO combinazione delle
due ? selezione dipendente dalloggetto
richiesto SSTF Shortest Seek Time
First, SCAN SSTF in una sola direzione, in
avanti e poi in dietro sul disco, C-SCAN SSTF
in avanti con ritorno veloce,
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Esempio
FIFO 1, 2, 3, 4 imparziale ma lenta SSTF 2,
4, 1, 3 sfavorisce le richieste lontane dalla
testa SCAN 1, 3, 2, 4 buona C-SCAN 1, 3, 4, 2
buona
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I floppy disk

• funzionamento start-stop lenti!!
• capacità ridotta
• trasporto software e piccoli archivi
• poco affidabili
• facili da gestire
• trasmettono i virus!
• vengono formattati dal sistema operativo
  definendo i settori, la loro densità e capacità

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I CD-ROM

• funzionamento start-stop!
• accesso diretto (n x 100 ms con data rate n x 100
  Kb/sec)
• molta memoria (600 Mb oltre)
• unità di sola lettura
• trasporto software e archivi medio/grandi
• costituiscono una memoria di terzo livello
• juke-box con memoria da n x 100 Gb n x
  Tb

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Tecnologia dei supporti

• i dischi magnetici sono CAV (Constant Angular
  Velocity)
• i CD-ROM sono CLV (Constant Linear Velocity)
• un laser legge su una superficie riflettente la
  presenza di fori (pits) di diametro lt 1 ?m,
  provocati da un laser di potenza
• unica traccia a spirale (n x km per un diam. di
  12 cm)

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Memorie ottiche

• dischi ottici riscrivibili alcune volte
• si fora e si rispiana una superficie di plastica
• dischi magneto-ottici riscrivibili
• prestazioni simili ai CD
• DVD (digital video device)
• miglioramento tecnologico dei CD (il pit è di 0.4
  micron)
• sono a 2 o 4 strati, il laser si focalizza su uno
  strato e possono contenere 4.7 Gb

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Memorizzazione di testi

• 1 carattere 1 byte
• 1 pag. di libro (50 righe per 80 caratteri) 4 Kb
• 1 libro per 500 pagg. 2 Mb (senza figure)
• 1 pag. di vocabolario (2x60x80 caratteri) 9.6 Kb
• 1 vocabolario di circa 2000 pagg. 20 Mb
• attenzione! loccupazione di memoria è superiore
  se le pagine e i caratteri sono strutturati
• in 500 Mb di un CD 250 libri o 25 vocabolari
• in una libreria ottica da 188 Gb 94000 libri o
  9400 vocab.
• La convers. da carta a memoria magnetica è un
  problema!!

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Memorizzazione di immagini

• immagini di 1000x1000 pixel a seconda dei livelli
  di grigio o dei livelli dei tre colori base 1 ?
  4 Mb
• immagini ad alta definizione (pixel di 25 ?m di
  lato) 100 Mb
• le immagini possono essere compresse (gif, jpg)
• da una foto aerea si può ottenere una carta come
  immagine (raster) e poi una rappresentazione
  vettoriale, cioè per linee e punti riducendola a
  circa 100 Kb