Nastri DAT (usate oggigiorno solo per backup)

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1 Nastri DAT (usate oggigiorno solo per backup) LETTORE DAT Materiale: il nastro in plastica con sopra uno stratto di materiale ferro-magnetico

2 Prime Versioni di memorie a nastro

3 Dischi Magnetici 1 caso: Floppy Disk 1,44 MB 360 KB

4 Lettori

5 Movimenti di lettura e scrittura Il rotore fa ruotare il disco La testina si muove dall interno all esterno lungo un raggio del disco Percorrere tutta la superficie del disco

6 Supporto di plastica flessibile, coperto di materiale ferromagnetico Tracce & Settori BLOCCO: quantità minima di memoria indirizzabile, ovvero i file sono sempre composti da un certo numero di blocchi

7 Tempi di lettura/scrittura di un floppy Composta da: 1. tempo di accelerazione; 2. tempo di ricerca del punto in cui scrivere o leggere (traccia e settore); 3. tempo di lettura o scrittura; T = Ta + Tt + Ts + Tl/s

8 Hard Disk (Disco Rigido o Disco Fisso)

9 Struttura -HD

10 Cilindro

11 Composta da: Tempi di lettura/scrittura di un disco fisso 1. tempo di ricerca del punto in cui scrivere o leggere (cilindro, traccia, settore); 3. tempo di lettura o scrittura; T = Td + Tc + Ts + Tl/s Tc, tempo di ricerca del cilindro, di solito avviene solo nei casi si debba cambiare. I cambiamenti di cilindro, almeno in scrittura, sono molto ottimizzati.

12 Unità Ottiche: CD e DVD CD, Compact Disk DVD, Digital Versatile Disc Ottiche perché leggono e scrivono tramite fonti luminose!

13 Traccia nel CD & DVD SPIRALE CD: una sola spirale DVD: una o due spirali

14 Capacità di memoria CD: MB 70 min MB 80 min DVD: - 4,7 GB Lato unico e singolo strato - 8,5 GB Lato unico e doppio strato - 9,4 GB Due lati e singolo strato - 17 GB Due lati e doppio strato

15 CD VS DVD Spire più strette nel DVD!!!

16 Più tracce Se vi sono più tracce, vi è una scrittura a due differenti profondità, due STRATI

17 Scrittura e Lettura L angolo di riflessione mi informa sulla presenza di un 1 a un differente strato (pit, buco) o uno 0 (land, assenza di buco)

18 MEMORIE FLASH Usate per memorizzare il BIOS nei PC PENDRIVE Per realizzare HD di tipo SSD P.S.: questa tecnologia nasce per le ROM, si tratta di una particolare tipo di EEPROM.

19 Altri tipi: Nel cellulare Nelle macchine fotografiche Nei lettori MP3, ipod

20 Cos è una memoria FLASH Memoria elettronica; Funzionano tramite la cattura di un elettrone; Si basa su principi di fisica quantistica;

21 PENDRIVE Memorie Flash Porte USB Vuol dire sommare delle memorie resistenti, veloci (lettura e scrittura) e capienti nell accesso a un mezzo di comunicazione veloce.

22 Memorie Principali RAM, random access memory: memoria ad accesso casuale ma sarebbe meglio chiamarla: Memoria ad Accesso Diretto

23 HARD DISK A MEMORIA SOLIDA Composto da: - circuito integrato - memorie di tipo flash

24 Caratteristiche della RAM: - accesso veloce - capacità di memoria limitata rispetto a quelle secondarie - volatile (se spengo il computer perdo i dati) - l accesso ai dati è diretto - è strutturata come una matrice

25 ROM, Read Only Memory, Memoria a Sola Lettura Serve per contenere il BIOS (Basic Input- Output System), il primo programma attivato all accensione del computer. Funzioni del BIOS: - prima azione: controlla sulla funzionalità hardware loader - seconda azione: attiva il boot - terza azione: driver di base Chi è il boot loader? Per ora, semplificando, diciamo che carica e fa partire il Sistema Operativo

26 Nastri DAT (usate oggigiorno solo per backup) LETTORE DAT Materiale: il nastro in plastica con sopra uno stratto di materiale ferro-magnetico 23/11/10 1 I nastri sono di materiale plastico e coperti da materiale ferro-magnetico, il modo di orientare tale materiale permette di scrivere il simbolo 1 o il simbolo 0. I nasti sono avvolti su una bobina. La lettura avviene facendo spostare il nastro da una bobina a un'altra. Nel farlo il nastro passa sotto la testina di lettura/scrittura così che si possa scrivere o leggere. L'accesso all'informazione su un nastro è sequenziale, ovvero per leggere un file registrato su un nastro devo svolgere tutto il nastro finchè non raggiungo il punto in cui è registrato. Questo fatto rende la lettura e scrittura di un nastro una operazione lenta. Bisogna dire, a suo favore, che sono tra le unità di memoria più capienti.

27 Prime Versioni di memorie a nastro 23/11/10 2 I primi nastri erano scritti lungo sette tracce parallele che si stendevano per tutta la lunghezza del nastro. Per sfruttare meglio la superficie del nastro le traccie dei nastri successivi, come gli attuali DAT, sono inclinate e a serpentina.

28 Dischi Magnetici 1 caso: Floppy Disk 1,44 MB 360 KB 23/11/10 3 Estratti controllati e corretti da Wikipedia: Un floppy disk è un supporto di memorizzazione che contiene all'interno di un contenitore di plastica quadrato o rettangolare un disco sottile e flessibile (in inglese "floppy") su cui i dati vengono memorizzati magneticamente. I dischetti da 5¼ pollici avevano un largo foro circolare al centro per l'albero motore ed una piccola apertura ovale su entrambi i lati della plastica per permettere alle testine di leggere e scrivere i dati. Il supporto magnetico veniva fatto girare attraverso il foro centrale. All'interno il disco era separato dalla custodia da uno strato di un particolare tessuto avente la funzione di ridurre l'attrito tra il media e la custodia esterna e di mantenerlo pulito bloccando la polvere. La custodia esterna era di solito composta da un foglio ad unica sezione, ripiegato con i lembi incollati o termosaldati. Il dischetto da 3½ pollici, inventato dalla giapponese SONY, è composto da una custodia in plastica rigida, con all'interno un sandwich composto da tessuto - supporto magnetico - tessuto come sui dischi da 5¼. Presenta su entrambi i lati una piccola apertura che permette di leggere e scrivere i dati, protetta da una copertura metallica a molla che viene spinta lateralmente quando il dischetto viene inserito nel drive. Oltre a ciò, la parte frontale ha lo spazio per un'etichetta, mentre il retro ha al centro un'apertura per permettere al motore di connettersi a un disco metallico incollato al supporto magnetico. La custodia è di forma rettangolare (90 mm x 94mm) con uno smusso presente nella parte superiore destra: ciò serve per evitare che il disco possa essere inserito in posizione errata nel drive. Tuttavia, sull'angolo superiore sinistro, è normalmente presente una freccia per indicare il corretto verso di inserimento. Il materiale flessibile del disco del floppy rende il problema dell'usura non trascurabile. La prima conseguenza sono i due strati di tessuto morbido per proteggere il disco dall'attrito con l'involucro, la seconda il fatto che quando non si effettuano operazioni di lettura o scrittura il floppy non ruota.

29 Lettori 23/11/10 4 I formati di floppy più diffusi: 3,5 pollici 1,44 MB 5,25 pollici 360 KB

30 Movimenti di lettura e scrittura Il rotore fa ruotare il disco La testina si muove dall interno all esterno lungo un raggio del disco Percorrere tutta la superficie del disco 23/11/10 5 I 2 movimenti sopraelencati permettono alla testina di percorrere tutta la superficie del disco.

31 Supporto di plastica flessibile, coperto di materiale ferromagnetico Tracce & Settori BLOCCO: quantità minima di memoria indirizzabile, ovvero i file sono sempre composti da un certo numero di blocchi 23/11/10 6 I dati su un floppy sono scritti su tracce circolari concentriche divise in settori da linee radiali. I settori sono anche detti blocchi.

32 Tempi di lettura/scrittura di un floppy Composta da: 1. tempo di accelerazione; 2. tempo di ricerca del punto in cui scrivere o leggere (traccia e settore); 3. tempo di lettura o scrittura; T = Ta + Tt + Ts + Tl/s 23/11/10 7 Un floppy per effettuare una operazione di lettura o scrittura deve raggiungere una velocità di rotazione costante, per fare ciò vi impiegherà un tempo Ta. A questo punto dovrà raggiungere il settore richiesto nella traccia corretta (in un tempo Tt+Ts). A questo punto effettua l'operazione di lettura o scrittura richiesta (in un tempo Tl/s).

33 Hard Disk (Disco Rigido o Disco Fisso) 23/11/10 8 Per molti aspetti un disco fisso è simile a un floppy disk, ma vi sono diverse differenze. Le prime differenze saltano subito agli occhi guardando l'immagine. Un disco fisso può essere composto da più dischi e i dischi non sono più di materiale plastico flessibile, ma metallico rigido.

34 Struttura -HD 23/11/10 9 Il braccio di lettura muove le testine dalla periferia del disco sino al suo centro. Il braccio in realtà è composto da più braccia, un braccio per ogni disco con due testina, uno per ogni superficie del disco (superiore e inferiore). I dischi sono uno tutti uguali e impilati l'uno sull'altro su un asse rotore e ruotano su se stessi. Il movimento del braccio e il movimento dei dischi, come nel caso dei floppy, permette di leggere o scrivere tutta la superficie del disco.

35 Cilindro 23/11/10 10 I dischi sono scritti come i floppy, su tracce circolari. L'elemento nuovo sono i cilindri. Ovvero tutte le tracce di stesso raggio nelle differenti superfici dei dischi. I bracci sono tutti collegati allo stesso fulcro, quindi tutti i bracci si muovono sulle stesse tracce. Di norma i dati sono preferibilmente scritti un cilindro alla volta per risparmiare i movimenti del braccio che porterebbero a un maggiore costo in tempo.

36 Composta da: Tempi di lettura/scrittura di un disco fisso 1. tempo di ricerca del punto in cui scrivere o leggere (cilindro, traccia, settore); 3. tempo di lettura o scrittura; T = Td + Tc + Ts + Tl/s Tc, tempo di ricerca del cilindro, di solito avviene solo nei casi si debba cambiare. I cambiamenti di cilindro, almeno in scrittura, sono molto ottimizzati. 23/11/10 11 Un disco, in questo caso, è di materiale rigido, quindi non ha gli stessi problemi di usura di un floppy, quindi il disco può rimanere in moto sin dal momento d'avvio del computer sino al suo spegnimento. La conseguenza è che la fase d'accelerazione ad ogni lettura o scrittura non vi è più. La fase d'accelerazione avviene solo all'avvio del computer. Quindi il tempo di risposta a una richiesta di lettura e scrittura non richiede più un tempo d'accelerazione Ta. In compenso oltre al tempo di ricerca della giusta traccia e del giusto settore bisogna aggiungere un tempo di ricerca del giusto disco Td. Comunque si tratta di un tempo estremamente breve, trattandosi di una operazione elettronica di selezione della testina corretta e non di un movimento meccanico del braccio dove sono montate le testine.

37 Unità Ottiche: CD e DVD CD, Compact Disk DVD, Digital Versatile Disc Ottiche perché leggono e scrivono tramite fonti luminose! 23/11/10 12 I dispositivi di lettura e scrittura delle memorie ottiche sfruttano raggi laser di diversa intensità per scrivere e leggere i dati su specifici supporti detti CD e DVD

38 Traccia nel CD & DVD SPIRALE CD: una sola spirale DVD: una o due spirali 23/11/10 13 Sia i CD sia i DVD presentano una traccia a forma di spirale. I DVD ne possono presentare due se di tipo double layer. Le spirali partono dal centro del disco e terminano (se occupano tutta la memoria disponibile) alla periferia del disco. Un disco parzialmente scritto presenta una differenza di opacità sulla superficie tra la parte scritta e la parte ancora libera. Tale differenza è rilevabile ad occhio nudo. La parte scritta, chiaramente, è quella centrale. I CD e i DVD sono scritti per incisione, dove la presenza di un incisione, di un pit, equivale a un 1 e la sua assenza, land, equivale a uno 0.

39 Capacità di memoria CD: MB 70 min MB 80 min DVD: - 4,7 GB Lato unico e singolo strato - 8,5 GB Lato unico e doppio strato - 9,4 GB Due lati e singolo strato - 17 GB Due lati e doppio strato 23/11/10 14 Differenti tipi di CD e DVD hanno differenti capacità di memoria. Per quanto riguarda i CD e i DVD due Due sono i fattori che determinano la differente capacità di memoria: il numero di facce scrivibili e il numero di livelli scrivibili.

40 CD VS DVD Spire più strette nel DVD!!! 23/11/10 15 La differente capacità di memoria tra un CD e un DVD dipende dalla distanza tra le spire della traccia. I CD presentano un gap tra le spire maggiore rispetto al DVD, quindi la spirale del DVD può essere più lunga e contenere più informazione. Anche la dimensione dei pit e la distanza minima tra questi è un'altro fattore che può aumentare la quantità di informazione registrabile lungo la spirale di un DVD rispetto al CD. I DVD giocano su due possibili idee per raddoppiare la capacità di informazione registrabile. La prima, banalmente, si basa sull'idea di registrare informazione su entrambe le facce del supporto. La seconda utilizza due spirali registrate sulla stessa faccia incidendo i pit della seconda spirale a una profondità differente rispetto ai pit della prima spirale. Sfruttando entrambe le idee si giunge a quadruplicare la capacità di memoria.

41 Più tracce Se vi sono più tracce, vi è una scrittura a due differenti profondità, due STRATI 23/11/10 16 La scrittura di due spirali su una stessa faccia avviene concentrando un raggio laser a differenti profondità rispetto alla superficie del disco così da incidere due differenti strati del DVD. Seguendo i pit incisi a una certa profondità si segue una spirale, seguendo quelli incisi alla profondità differente si segue l'altra spirale.

42 Scrittura e Lettura L angolo di riflessione mi informa sulla presenza di un 1 a un differente strato (pit, buco) o uno 0 (land, assenza di buco) 23/11/10 17 La lettura della superficie del disco avviene tramite la proiezione di un raggio laser, a bassa intensità, sulla superficie del disco. Un apposito sensore rileva l'angolo di riflessione del raggio che varia se ad essere colpito è una land, un pit del primo strato o un pit del secondo. La scrittura avviene sempre con un raggio laser ma di maggiore intensità. TRATTO DA WIKIPEDIA (VERIFICATO e CORRETTO): l CD riscrivibili (CDRW - Cd Rewritable) sono un particolare tipo di CD in cui i dati possono essere modificati anche dopo la prima masterizzazione... mentre in un compact disc le informazioni sono permanentemente stampate nel suo substrato plastico, un CD-RW contiente uno strato registrabile cristallino... Un laser infrarosso viene usato per scaldare selettivamente delle aree del substrato cristallino portandolo in uno stato amorfo, oppure per riportarlo al suo stato cristallino originario, a temperatura più bassa. La differenza di riflettanza delle diverse aree simula l'effetto delle fosse e delle aree pianeggianti di un CD preregistrato.

43 MEMORIE FLASH Usate per memorizzare il BIOS nei PC PENDRIVE Per realizzare HD di tipo SSD P.S.: questa tecnologia nasce per le ROM, si tratta di una particolare tipo di EEPROM. 23/11/10 18 Qui elenchiamo i tre utilizzi su cui ci soffermeremo, essendo di maggiore utilizzo per il PC. Le pendrive, inoltre, hanno sostituito, rendendolo obsoleto, i floppy disk, dopo più di un decennio di onorato servizio.

44 Altri tipi: Nel cellulare Nelle macchine fotografiche Nei lettori MP3, ipod 23/11/10 19 I formati delle memorie flash sono tra i più vari, molte tecnologie e molti gli utilizzi

45 Cos è una memoria FLASH Memoria elettronica; Funzionano tramite la cattura di un elettrone; Si basa su principi di fisica quantistica; 23/11/10 20 Il funzionamento delle Flash memory non è spiegabile tramite la fisica classica, ma trova la sua spiegazione nella fisica quantistica. Semplificando notevolmente dirò che la memoria da un bit è realizzata tramite celle isolate elettricamente. La presenza di elettroni nella cella equivale a 1, l'assenza 0. Ovviamente secondo la fisica classica la memorizzazione di un 1 in una cella isolata elettricamente sarebbe impossibile. Secondo la fisica quantistica è una questione di probabilità.

46 PENDRIVE Memorie Flash Porte USB Vuol dire sommare delle memorie resistenti, veloci (lettura e scrittura) e capienti nell accesso a un mezzo di comunicazione veloce. 23/11/10 21 Le PENDRIVE uniscono due tecnologie, le porte USB (che permettono una comunicazione veloce) e le memorie FLASH (capaci, ad accesso veloce, resistenti) per ottenere una memoria mobile ad accesso veloce, resistente e capace.

47 Memorie Principali RAM, random access memory: memoria ad accesso casuale ma sarebbe meglio chiamarla: Memoria ad Accesso Diretto 23/11/10 22 Per accesso a una memoria s intende la lettura o la scrittura della stessa. Viene posta sopra la scheda madre e fissata tramite due mollettine laterali 22

48 HARD DISK A MEMORIA SOLIDA Composto da: - circuito integrato - memorie di tipo flash 23/11/10 23 Probabilmente soppianteranno i dischi fissi tradizionali. Per ora sono più limitati ( ma non di molto) come capienza e come tutte le memorie flash hanno una vita limitata (un numero finito di riscritture). Ma anche questo limite sembra essere destinato a migliorare notevolmente, tanto da sorpassare quello dell'usura dei dischi fissi magnetici.

49 Caratteristiche della RAM: - accesso veloce - capacità di memoria limitata rispetto a quelle secondarie - volatile (se spengo il computer perdo i dati) - l accesso ai dati è diretto - è strutturata come una matrice 23/11/10 24 Parlare di accesso diretto vuol dire che si accede direttamente al dato d interesse senza dover sfogliare quelli precedenti come nel caso delle memorie a nastro. 24

50 ROM, Read Only Memory, Memoria a Sola Lettura Serve per contenere il BIOS (Basic Input- Output System), il primo programma attivato all accensione del computer. Funzioni del BIOS: - prima azione: controlla sulla funzionalità hardware - seconda azione: attiva il boot loader - terza azione: driver di base Chi è il boot loader? Per ora, semplificando, diciamo che carica e fa partire il Sistema Operativo 23/11/10 25 ROM, Read Only Memory, memoria a sola lettura. Caratteristiche: veloci, permanente, non riscrivibili nella versione originaria Evoluzione delle ROM (da WIKIPOEDIA, RIVISTA E CORRETTA): PROM "P" sta per programmable ed è una evoluzione della ROM a maschera atta a ridurne i costi di produzione. Può essere scritta dall'utente successivamente alla sua costruzione attraverso un'apparecchiatura speciale ma una volta scritta non può più essere riscritta. EPROM Evoluzione della PROM ossia Erasable Programmable. Può essere scritta e riscritta dall'utente successivamente alla sua costruzione. La cancellazione dei dati per l'operazione di riscrittura avviene mediante esposizione ai raggi UV. Per fare ciò è necessario staccare la memoria dal computer. EEPROM Evoluzione della EPROM. Può essere scritta e riscritta dall'utente successivamente alla sua costruzione. La cancellazione dei dati per l'operazione di riscrittura avviene elettricamente mediante tensioni più elevate (20-30 volt) rispetto a quelle di funzionamento normale. Flash ROM La memoria flash è una tipologia di EEPROM... La ROM si trova sempre vicina alla pila per il clock del sistema il clock genera un segnale orario dopo un certo intervallo di tempo in millisecondi. Inoltre deve mantenere l ora anche a computer spento. Quindi è collegato a una memoria detta CMOS che memorizza l orario attuale. Il CLOCK e il CMOS sono sullo stesso circuito. Vicino alla pila. L orario nel CMOS è regolato tramite il BIOS. Quindi CMOS, CLOCK e ROM stanno vicine. CMOS e il CLOCK sono sullo stesso circuito chiuso in un involucro di materiale plastico. A computer spento si mantiene solo l attività del CMOS e del CLOCK tramite la corrente della pila. 25