Sistemas Operacionais - Discos

Disco magnético é o principal periférico de entrada e saída, sendo o periférico que mais influência na performance da máquina. Processador e memória não são considerados periféricos...

Pra escrita há uma tensão maior no cabeçote e pra ler menor... nanoamperes

Organizado em uma sequencia de trilhas que não se encostam, círculos concêntricos. Trilhas separadas por Gaps onde são gravadas informações de controle interno do HD.


Em termos físicos um HD pode ser dividido em:

- Setor: 512 bytes, unidades de tamanho fixo
- Cluster: menor unidade de alocação variando de 512bytes a 64kbytes, cluster pequeno torna o índice maior, cluster grande menor. Se usar HD pra arquivos grandes como filmes o melhor é usar cluster grande para diminuir o índice e melhorar a performance...
- Trilha: subdividida em setores
- Cilindro: conjunto das trilhas de mesmo número
- Face: lado do disco.

Formatação física: verifica setores com defeitos e monta uma tabela com setores defeiturosos que passam a ser ignorados pelo sistema, não sendo mais visível, deixa o HD menor mas evita erros de corromper arquivos etc. Eu usava um chamado MAXLLF no tempo que usava windows 98, bons tempos hehe.

A grande novidade nos últimos anos passou a usar o spin na vertical pra conseguir guardar mais informações, ocupar menos espaço, HD fica mais denso...

Métodos para localizar trilha, superfície e setor:
- LBA utiliza um único número para cada setor, setores númerados sequencialmente.
- CHS utiliza número da cabeça, cilindro e setor.

Desempenho do disco, envolve 3 tempos.
- Tempo de posicionamento, mover o cabeçote pra trilha, este é o tempo mais demorado. (seek time)
- Tempo de latência rotacional, rotacionar até o local com as informações.
- Tempo de transferência, fazer a leitura e transferir para memória.

Entrelaçamento (interleaving) serve para aumentar o desempenho, evitar latência rotacional, grava pulando alguns setores.

Escalonamento do disco é a organização das requisições de gravação buscando melhorar o desempenho. O mais fácil de implementar é o FIFO que também é um dos mais ruinzinhos em questão de performance. O algortimo de escalonamento do disco tenta minimizar o seek time, tempo de deslocamento do cabeçote.


** estou pensando em analisar este algoritmos de escalonamento de processador e HD para sistemas de produção, acho que podem auxiliar no sequenciamento etc.

RAID - conjunto de discos vistos pelo SO como um único HD.
RAID linear: 2 HDs vistos um só, um partição apenas com 2 discos, vai enchendo 1 HD, ao conseguir passa automaticamente a utilizar o outro. Não aumenta velocidade e não aumenta segurança, apenas permite aumentar discos físicos na unidade lógica.
RAID 0: Diminui a segurança e aumenta a velocidade. Ao gravar um arquivo ele grava metade em 1 HD e outra metade em outro, aumentando muito a velocidade mas, se um dos discos der pau perde tudo.
RAID 1: também chamado de espelhamento, fornece redundância dos dados aumentando muito a segurança mas perde um pouco da velocidade na gravação, na leitura deve ficar mais rápido visto que pode ler metade do arquivo em disco e outra metado no outro. Custo maior visto que dois HDs de 500 vistos pelo SO como 1 de 500.
RAID 5: precisa pelo menos 3 HDs, grava dados em 2 HDs e no terceiro apenas informações de paridade para permitir recuperar dados. Ganha velocidade por grava metade em cada disco (2 primeiros) e também aumenta segurança pela possibilidade de recuperar informações utilizando os dados de paridade. Tem a velocidade do RAID 0 e a segurança do RAID 1 com a vantagem de desperdiçar apenas 33% do espaço.
RAID 1+0: Combinação do RAID 0 com o RAID 1, precisa pelo menos 4 HDs. Primeiro aplica RAID 0 e depois faz o espelhamento, RAID 1.

RAID pode ser em Hardware (firmware) ou em software. Em hardware costuma ter melhor desempenho, a própria controladora do disco faz o processamento de cálculo de paridade, organização dos dados etc, já no software o processador faz tudo.  O RAID via hardware exige que os HDs tenham tamanho idênticos. RAID via software permite usar discos de tamanhos diferentes, mas usando partições de mesmo tamanho nos dois HDs.

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