Memorie di massa

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 (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]

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 cilindro: tracce con raggio uguale settori tracce visione d’insieme

6. 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

7. Meccanica del disco • Il settore è l’unità minima di trasferimento, i settori possono essere raggruppati in blocchi (pagine) • l’indirizzodi 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. L'altezza di volo della testinaè 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 di fumo 6 m particella della testina di polvere 30 m 0.5 m Piatto Strato magnetico

9. 100 10 1 0.1 1995 1985 2000 1990 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

10. Gestione efficiente • Si cerca di ridurre l’ampiezza degli spostamenti del pettine organizzando la coda delle richieste dell’utenza: disco gestore codadi richieste • I criteripiù 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. 4 2 1 3 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

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: 94000 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