A Lista do Livro OAC Pag 189

Questões da pag 189 do livro de Arquitetura e Organização de Computadores

1) Quais são as vantagens de usar um substrato de vidro para um disco magnético?

R: Melhoria na uniformidade da superfície do filme magnético, aumentando a confiabilidade do disco; Redução significativa nos defeitos gerais da superfície, ajudando a diminuir os erros de leitura-gravação; Capacidade de aceitar alturas de voo mais baixas; Melhor rigidez, para reduzir a dinâmica do disco; Maior capacidade de suportar choque e danos.

2) Como os dados são gravados em um disco magnético?

R: Os dados são gravados e, mais tarde, recuperados do disco por meio de uma bobina condutora, denominada de cabeça; em muitos sistemas, existem duas cabeças, uma de leitura e uma de gravação. Durante uma operação de leitura ou gravação, a cabeça fica estacionária, enquanto a placa gira por baixo dela. O mecanismo de gravação explora o fato de que a eletricidade que passa pela bobina produz um campo magnético. Os pulsos elétricos são enviados à cabeça de gravação, e os padrões magnéticos resultantes são gravados na superfície abaixo, com diferentes padrões para correntes positivas e negativas. A própria cabeça de gravação é feita de material facilmente magnetizável e tem a forma de um anel retangular com um espaço em um lado e algumas voltas de fio condutor no lado oposto. Uma corrente elétrica no fio induz um campo magnético no espaço, que, por sua vez, magnetiza uma pequena área do meio de gravação. Reverter a direção da corrente reverte a direção da magnetização no meio de gravação.

3) Como os dados são lidos de um disco magnético?

R: O mecanismo de leitura tradicional explora o fato de que um campo magnético movendo-se em relação a uma bobina produz uma corrente elétrica na bobina. Quando a superfície do disco passa sob a cabeça, ela gera uma corrente com a mesma polaridade daquela já gravada. A estrutura da cabeça de leitura, nesse caso, é basicamente a mesma daquela de gravação e, portanto, a mesma cabeça pode ser usada para ambos. Essas cabeças únicas são usadas em sistemas de disquete e em sistemas de disco rígido mais antigos.

4) Explique a diferença entre um sistema CAV simples e um sistema com gravação em múltiplas zonas.

R: No sistema CAV, o disco é dividido em uma série de setores em forma de torta e em uma série de trilhas concêntricas. A vantagem de usar a CAV é que os blocos individuais de dados podem ser endereçados diretamente por trilha e setor. Para mover a cabeça do seu local atual para um endereço específico é preciso apenas um pequeno movimento da cabeça para uma trilha específica e uma pequena espera até que o setor correto passe sob a cabeça. A desvantagem da CAV é que a quantidade de dados que pode ser armazenada nas trilhas externas longas é exatamente a mesma que pode ser armazenada nas trilhas internas mais curtas.

No sistema de múltiplas zonas, cada zona contém várias trilhas contíguas, em geral em milhares. Dentro de uma zona, o número de bits por trilha é constante. As zonas mais distantes do centro contêm mais bits (mais setores) do que as zonas próximas do centro. As zonas são definidas de um modo que a densidade linear de bits seja aproximadamente a mesma em todas as trilhas do disco. Isso permite maior capacidade de armazenamento geral, à custa de um circuito um pouco mais complexo. À medida que a cabeça do disco se move de uma zona para outra, o tamanho (ao longo da trilha) dos bits individuais muda, causando uma alteração no tempo para leituras e gravações.

5) Defina os termos trilha, cilindro e setor.

R: As trilhas são círculos concêntricos, que começam no final do disco e vão se tornando menores conforme se aproximam do centro. Cada trilha recebe um número de endereçamento, que permite sua localização. A trilha mais externa recebe o número 0 e as seguintes recebem os números 1, 2, 3, e assim por diante. O cilindro nada mais é do que o conjunto de todas as trilhas na mesma posição relativa na placa. Os setores são pequenos trechos onde são armazenados os dados.

6) Qual é o tamanho típico de um setor de disco?

R: Cada setor guarda 512 bytes de informações. Um disco rígido atual possui até 900 setores em cada trilha (o número varia de acordo com a marca e modelo), possuindo sempre mais de 3000 trilhas.

7) Defina os termos tempo de busca, atraso rotacional, tempo de acesso e tempo de transferência.

R: Tempo de busca é o tempo gasto para posicionar a cabeça na trilha, atraso rotacional é o tempo gasto até que o início do setor alcance a direção da cabeça, tempo de acesso é a soma do tempo de busca, se houver, com o atraso rotacional, quando a cabeça está na posição, a operação de leitura ou gravação é, então, realizada enquanto o setor se move sob a cabeça; essa é a parte de transferência de dados da operação; o tempo necessário para a transferência é o tempo de transferência.

8) Que características comuns são compartilhadas por todos os níveis de RAID?

R: RAID é um conjunto de drives de discos físicos, vistos pelo sistema operacional como um único drive lógico. Os dados são distribuídos pelos discos físicos de um array em um esquema conhecido como striping (distribuição de dados). A capacidade de disco redundante é usada para armazenar informações de paridade, o que garante a facilidade de recuperação dos dados no caso de uma falha de disco.

9) Defina resumidamente os sete níveis de RAID.

R: RAID nível 0 não é um membro verdadeiro da família RAID, pois não inclui redundância para melhorar o desempenho.

RAID 1 difere dos níveis de RAID de 2 a 6 no modo como a redundância é obtida. Enquanto, em RAID 1, a redundância é obtida pelo simples expediente de duplicar todos os dados.

RAID níveis 2 e 3 utilizam uma técnica de acesso paralelo. Com RAID 2, um código de correção de erro é calculado para os bits correspondentes em cada disco de dados, e os bits do código são armazenados nas posições dos bits correspondentes nos vários discos de paridade. RAID 2 é um exagero, e normalmente não é implementado.

RAID 3 é organizado de uma forma semelhante ao RAID 2. A diferença é que RAID 3 exige apenas um único disco redundante, não importa o tamanho do array de discos. RAID 3 emprega o acesso paralelo, com dados distribuídos em pequenos strips.

Os RAIDs níveis de 4 a 6 utilizam uma técnica de acesso independente. Em um array de acesso independente, cada disco membro opera independentemente, de modo que solicitações de E/S separadas podem ser satisfeitas em paralelo.

RAID 5 é organizado de uma forma semelhante ao RAID4. A diferença é que a RAID 5 distribui os strips de paridade por todos os discos.