1 Memorie di massa L’informazione 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 (10 6 ) di floppy e CD ai gigabyte (10 9 ) degli hard disk, ai terabyte (10 12 ) e petabyte (10 15 ) dei grandi archivi di dati (juke-box) [es. immagini satelliti NASA]

2 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

3 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)

4 I dischi piatti settori tracce visione d’insieme cilindro: tracce con raggio uguale

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6 Meccanica del disco Funzionamento: movimento del pettine, raggiungimento del cilindro richiesto, attivazione della testa relativa alla traccia, attesa del settore, lettura/scrittura pettine movimento settore traccia DASD: direct access storage device

7 Meccanica del disco Il settore è l’unità minima di trasferimento, i settori possono essere raggruppati in blocchi (pagine) l’indirizzo 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

8 Piatto Strato magnetico altezzadi volo dellatestina 0.5  m particella impronta digitale 15  m particella di polvere 30  m capello umano 80 micron di fumo 6  m 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.

9 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: (2 n ad es. 64) da circa alcune decine ed oltre

10 Gestione efficiente –Si cerca di ridurre l’ampiezza degli spostamenti del pettine organizzando la coda delle richieste dell’utenza: disco gestore coda di richieste I criteri più noti per soddisfare le richieste sono i seguenti ( o varianti e combinazioni degli stessi):

11 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 dall’oggetto 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,

12 Esempio FIFO : 1, 2, 3, 4imparziale ma lenta SSTF : 2, 4, 1, 3sfavorisce le richieste lontane dalla testa SCAN : 1, 3, 2, 4buona C-SCAN : 1, 3, 4, 2 buona

13 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

14 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

15 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 < 1  m, provocati da un laser di potenza –unica traccia a spirale (n x km per un diam. di 12 cm)

16 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

17 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! l’occupazione 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: libri o 9400 vocab. La convers. da carta a memoria magnetica è un problema!!

18 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