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.: ENTRADA E SAÍDA |
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TECLADO
O teclado é um dispositivo de entrada de dados composto de
um conjunto de teclas, associadas aos caracteres utilizados para
escrita e para controle (letras, algarismos, sinais de pontuação,
teclas de movimentação de cursor, teclas de função,
etc).
A
parte visível do teclado é o conjunto de teclas. Por
baixo das teclas, existe uma matriz de condutores que, quando uma
tecla é pressionada, fecha contato entre dois de seu condutores,
de forma que um processador (processador de teclado) possa identificar
qual tecla foi pressionada. Uma vez identificada a tecla, esta informação
é codificada e enviada para o processador principal do computador.
São
utilizados mais usualmente dois códigos: ASCII (American
Standard Code for Information Interchange), o mais utilizado, inclusive
em microcomputadores, ou EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange
Code), usado pela IBM em máquinas de grande porte.
A
codificação é feita em duas fases:
- 1ª fase: identificação da tecla e
interpretação pelo software de controle do teclado
- 2ª fase: conversão do código identificador
da tecla para ASCII ou EBCDIC
MONITOR
DE VÍDEO
(VOLTAR AO TOPO)
O monitor de vídeo é
um dispositivo de saída que utiliza uma tela semelhante à
de TV como meio de visualização das informações
processadas pelo computador. Também são utilizados
monitores com tela de cristal líquido em microcomputadores
portáteis (laptops, notebooks, hand-helds, etc). A informação
relativa à imagem que deve ser exibida é gerada no
computador e transmitida (em formato digital, isto é, bits)
para a interface de vídeo, onde os sinais analógicos
de vídeo que vão formar a imagem propriamente dita
são produzidos.
Os
monitores em geral tem suas telas de imagem construídas a
partir de um CRT - Tubo de Raios Catódicos (nos microcomputadores
portáteis são geralmente usadas telas de cristal líquido).Cada
ponto da imagem precisa ser "impresso" na tela. Isso é
conseguido iluminando individualmente todos os pontos, um de cada
vez, ponto por ponto, linha por linha, do início ao fim da
tela, então de volta ao início e assim sucessivamente,
ininterruptamente, sem parar. Como os pontos iluminados esmaecem
após alguns instantes, o computador (o processador) precisa
ficar constantemente re-enviando a mesma imagem (ou imagens modificadas)
para a interface que por sua vez renova a informação
de imagem ("refresca" a tela).
Tipos
de Monitor - modo de exibição
Os monitores eram inicialmente utilizados para exibir apenas caracteres
(modo caractere ou modo alfanumérico) em uma única
cor (geralmente um fósforo verde, algumas vezes branco ou
ainda laranja). Dessa forma, o que trafegava na interface entre
computador e monitor eram apenas códigos em bits (geralmente
ASCII) que representavam os caracteres que seriam exibidos. Na interface
esses códigos digitais eram decodificados e transformados
em sinais analógicos (sinais de vídeo) com os pontos
que formariam cada caractere. Cada caractere possuía poucos
atributos, podendo apenas destacar brilho, exibir piscante ("blink")
e reverso. Cada caractere requer apenas 7 bits no código
ASCII (ou 8 bits, no ASCII extendido) mais um bit para cada atributo
(brilho normal x realçado, normal ou piscante, normal ou
reverso).
Posteriormente,
foram desenvolvidos monitores gráficos (pixel oriented) em
cores. Nesses monitores, a imagem passou a ser constituída,
não mais por caracteres de uma só cor que podiam ser
tratados como códigos ASCII, mas agora por pontos individualmente
produzidos e transmitidos para a tela e que vistos em conjunto formam
a imagem gráfica. Cada um desses pontos (chamados pixels
- picture elements) passou a ter diversos atributos, entre eles
a cor. Cada cor exibida precisa ser identificada por um código,
bem como pelos bits de atributo (um bit por atributo para cada ponto).
Considerando apenas o atributo de cor, se tivermos 16 cores, serão
necessários 16 = 24 códigos e portanto serão
necessários 4 bits para identificá-las individualmente.
Sendo 256 cores, serão 256 = 28 portanto 8 bits e assim por
diante, até a chamada "true color" com 64 milhões
= 232 cores exigindo 32 bits.
Também em termos de resolução (número
de pontos de imagem por tela) as exigências cresceram muito.
Quanto mais pixels maior resolução, mas também
maior número de bits a serem transmitidos em cada tela. A
quantidade de informações que passou a trafegar entre
computador e monitor aumentou de forma extraordinária, exigindo
novas soluções de projeto para evitar que a exibição
de informações na tela se transformasse em um "gargalo"
(bottleneck) para o desempenho do sistema. A solução
para esse problema veio com o desenvolvimento de interfaces mais
elaboradas, possibilitando maior taxa de transmissão de informações
(throughput), bem como pela utilização de verdadeiros
processadores de imagem (interfaces dotadas de memória local
e de processadores especializados para processamento gráfico).
Dessa forma, o computador passou a transmitir primitivas gráficas
(informações codificadas que eram transformadas em
imagem gráfica definida em pixels apenas no processador gráfico
da interface). O processo de refresh também passou a ser
atribuição somente do processador de vídeo,
não havendo necessidade do processador principal (o processador
do computador) re-enviar uma imagem que não sofresse alterações.
Mais ainda: o processo de envio das modificações de
uma imagem passou a ser feito por diferença, isto é,
o processador principal transmite apenas o que mudou e o processador
de vídeo se encarrega de alterar a imagem de acordo.
De uma forma bastante simplificada, podemos calcular aproximadamente
quantos bytes devem ser transferidos entre computador e interface
para carregar uma determinada tela, pela seguinte expressão:
Modo caractere: nº de colunas x nº de linhas x nº
de bytes por caractere
Modo gráfico: nº de colunas x nº de linhas x nº
de bytes por pixel
No
cálculo a seguir apresentado como exemplo, no número
de bits por caractere ou por pixel foi considerado (por simplicidade)
apenas o atributo cor. O padrão VGA possui diversos outros
atributos, entre eles diversos "modos" que definem número
de cores, modo alfanumérico ou gráfico, etc, que não
serão considerados nessa discussão.
IMPRESSORAS
(VOLTAR AO TOPO)
Impressoras
são dispositivos de saída que tem por finalidade imprimir
em papel ou filme plástico os resultados do processamento.
Da mesma forma que os monitores, a imagem impressa é resultado
de muitos pontos impressos individualmente que no conjunto formam
o texto ou a imagem desejados. Também de forma semelhante
aos monitores, as impressoras evoluíram a partir de dispositivos
que imprimiam apenas caracteres em uma única cor para as
modernas impressoras capazes de reproduzir imagens sofisticadas,
de alta resolução gráfica, em milhares de cores.
Classificação:
- Impressoras alfanuméricas
Esses equipamentos recebem do computador códigos
que representam caracteres alfanuméricos e portanto tem capacidade
de imprimir apenas esses caracteres. Geralmente é possível
usar apenas uma fonte gráfica, característica do equipamento.
Algumas impressoras permitem trocar o dispositivo de impressão,
viabilizando a utilização de um pequeno número
de fontes gráficas.
-
Impressoras gráficas
Esses equipamentos recebem do computador a informação
sobre os pontos a serem impressos. Dessa forma, podem imprimir gráficos.
Na impressão de textos, os caracteres são impressos
como pontos, que em determinada configuração formam
a imagem gráfica do caractere a ser impresso. Quando se utiliza
uma impressora gráfica para imprimir texto, existe a possibilidade
de utilizar um grande número de diferentes fontes gráficas,
definidas por software.
IMPRESSORAS
ALFANUMÉRICAS:
- Unidade de medida de velocidade: cps (caracteres por segundo)
-
Impressoras de Caracteres
Impressora de Esfera e Impressora Margarida ("daisy wheel")
- baixa velocidade
- velocidade de impressão de 20 cps a 45 cps
- utilizam tecnologia derivada das máquinas de escrever
- tinham preço relativamente acessível, mas hoje estão
obsoletas
- usadas em sistemas de microcomputadores
- Impressoras de linha
Impressoras de Cadeia de Caracteres e Impressoras de Tambor
- maior velocidade de impressão
- imprime de 80 a 132 caracteres simultaneamente
- unidade de medida de velocidade: 1pm (linhas por minuto)
- usadas em ambientes de grande porte
IMPRESSORAS GRÁFICAS:
- Unidade de medida de definição gráfica: dpi
(dots per inch ou ppp - pontos por polegada)
-
Impressoras matriciais ou matriz de pontos
Impressoras de impacto:
- com 9 ou 24 agulhas (80 a 400 cps)
- baixa definição gráfica (até 300 dpi)
- baixa velocidade
- permitem uso de papel carbonado, viabilizando múltiplas
cópias
- estão obsoletas, reduzidas hoje às aplicações
que requerem múltiplas cópias
- Impressoras de jato de tinta ("ink jet"):
- média/alta resolução gráfica (até
cerca de 5400 dpi)
- baixa velocidade
- permite cartuchos de tinta de várias cores, viabilizando
a utilização de cor
- baixo custo
- Impressoras de página
- Unidade de medida de velocidade: ppm (páginas por minuto)
-
Impressoras Laser
- 4 a 7 ppm - impressoras de microcomputadores
- 20.000 ppm - impressoras de computadores de grande porte
- alta definição gráfica (de 600 até
4800 dpi)
- hoje já estão disponíveis modelos com recurso
de cor.
FITA MAGNÉTICA
(VOLTAR AO TOPO)
Unidades
de fita magnética são dispositivos de armazenamento
de massa (isto é, usados para armazenar grandes volumes de
informação). As unidades de fita são constituídas
basicamente de um dispositivo de transporte (para a movimentação
da fita) e das cabeças magnéticas (que executam a
gravação e leitura das informações na
fita), além da eletrônica de controle. A fita propriamente
dita é uma fina superfície contínua feita em
material plástico flexível, revestido de material
magnetizável.
Unidades
de Fita são dispositivos de acesso seqüencial. Essa
é uma das principais razões para que as unidades de
fita sejam muito lentas. As fitas magnéticas são usadas
principalmente como meio de armazenamento off-line (para aplicação
fora do processamento). Atualmente, utiliza-se discos magnéticos
durante o processamento e a fita para armazenamento posterior de
dados, geralmente para gerar cópias de segurança (cópias
de back-up). Desta forma, elas não interagem com o processador
durante a execução do programa, evitando o desperdício
de tempo inerente à sua lentidão.
As
maiores vantagens das fitas são o baixo custo e a portabilidade
da mídia, proporcionando um baixo custo por byte armazenado.
Em compensação, suas maiores desvantagens são
a lentidão, a baixa confiabilidade da mídia e a pouca
duração da gravação. O baixo custo por
byte amazenado ainda mantém um mercado para utilização
da fita hoje, embora venha sendo aceleradamente substituida por
meios de armazenamento mais modernos, especialmente meios ótico-magnéticos.
Os
comprimentos de fita mais utilizados são: 300, 600, 1200
e 2.400 pés.
Densidade pode ser definido como "quantos caracteres podem
ser armazenados por unidade de comprimento da fita" e é
medida em bpi (bytes por polegada). Por ex: 800, 1.600 ou 6.250
bpi.
Tipos de Fitas:
> Streamer - pequena, parecida com uma fita cassete
> DAT (Digital Audio Tape) - grande capacidade, menor que uma
fita cassete
> Fitas Cartucho - grande densidade: 30.000 bpi
> Rolo ou carretel
ORGANIZAÇÃO DA INFORMAÇÃO NAS
FITAS
Organização Física das Informações
As informações nas fitas são organizadas em
9 colunas (8 bits + 1 bit de paridade).
Obs.: Existiram também no passado, fitas de 7 colunas (6
bits + 1 bit de paridade), hoje obsoletas.
Organização Lógica das Informações
I = MARCA REFLETORA - são marcas refletoras que indicam para
a controladora o início e o fim da fita..
***** = TAPE MARK - é uma marca magnética de referência
(não digital) inserida pela controladora de fita para permitir
separar blocos afins (blocos que estão sendo gravados de
uma só vez).
GAP - é uma marca de fim de bloco. Um gap força a
unidade controladora a acelerar ou desacelerar a gravação.
Em conseqüência, quanto maior o número de gaps,
mais lento o acesso. É a própria unidade controladora
quem produz os gaps.
BLOCO OU REGISTRO FÍSICO - é a unidade de armazenamento
/ transferência de informação. Os blocos são
compostos de um ou mais registros lógicos (RL) e mais alguns
bytes de controle inseridos pelo programa de controle, com dados
necessários à identificação e recuperação
do bloco. Os dados de controle (C) ocupam um espaço muito
pequeno, que pode ser considerado desprezível em relação
aos espaços ocupados pelos registros lógicos. Assim,
pode-se considerar que o espaço ocupado por 1 bloco é
aproximadamente igual ao de 1 registro físico (RF).
FATOR DE BLOCO (FB) é definido como o número de Fatores
Lógicos contidos em um Registro Físico.
Assim:
1 Bloco ~ 1 Registro Físico = n Registros Lógicos
e
FATOR DE BLOCO (FB) = Nº DE REGISTROS LÓGICOS ÷
1 REGISTRO FÍSICO
Exemplos:
a) um arquivo com 10 registros lógicos por registro físico
terá Fator de Bloco igual a 10; .
b) um arquivo com Fator de Bloco igual a 5 e contendo 15.000 registros
lógicos terá 15.000 ÷ 5 = 3.000 registros físicos
ou 3.000 blocos e portanto terá 2.999 gaps (ou 3.000, arredondando).
CONCLUSÃO:
Se o arquivo do exemplo b), com 15.000 registros lógicos,
tivesse FB=10 como o do exemplo a), seriam apenas 1.500 registros
físicos = blocos = gaps em vez de 3.000 gaps, logo seria
gasto menos espaço com gaps e portanto menos espaço
seria ocupado na fita.
Obs.1:
Quanto maior o fator de bloco, menor o número de gaps. Desta
forma, o espaço ocupado na fita é reduzido e a velocidade
de transferência dos dados é aumentada (os gaps provocam
desacelerações na velocidade de transporte da fita).
Obs.2: Cada unidade de fita tem valores-limite para o menor e o
maior fator de bloco admissível, estabelecidos (em projeto)
pelo fabricante
DISCOS MAGNÉTICOS
(VOLTAR AO TOPO)
Discos
magnéticos são dispositivos para armazenamento de
dados (que independem de alimentação de energia e
portanto permanecem gravados após ser desligado o computador,
mas que podem, a critério do usuário, ser apagados
ou alterados). Os discos magnéticos englobam os discos flexíveis
ou disquetes ("floppy disks") e os discos rígidos.
Um
disco magnético incorpora eletrônica de controle, motor
para girar o disco, cabeças de leitura / gravação
e o mecanismo para o posicionamento das cabeças, que são
móveis. Os discos propriamente ditos são superfícies
de formato circular, compostos de finos discos de alumínio
ou vidro, revestidas de material magnetizável em ambas as
faces.
ORGANIZAÇÃO
FÍSICA DA INFORMAÇÃO NOS DISCOS
As informações são gravadas nos discos em "setores",
distribuídos ao longo de "trilhas" concêntricas
marcadas magneticamente como setores circulares no disco, conforme
ilustração a seguir.
O processo de marcação magnética das trilhas
e setores em um disco faz parte da "formatação"
do disco. Esta formatação é dependente do sistema
operacional que usará o disco. O sistema operacional DOS
define que cada setor armazena 512 bytes. Todas as trilhas armazenam
o mesmo número de bytes; desta forma, os dados na trilha
mais interna estarão gravados com maior densidade, pois o
espaço físico é menor.
TEMPO DE ACESSO
O tempo de acesso aos dados de um disco é definido como o
período decorrido entre a ordem de acesso e o final da transferência
dos dados. O tempo de acesso não é constante, variando
em função da posição relativa entre
o braço atuador (que posiciona as cabeças de leitura
e gravação) e o setor que será lido e portanto
só tem sentido falar em tempo médio de acesso. Os
tempos médios de acesso dos discos atuais são da ordem
de 10 ms e são resultado das seguintes operações:
TEMPO
DE ACESSO = TEMPO DE (SEEK + LATÊNCIA + TRANSFERÊNCIA)
TEMPO DE SEEK
- seek ou busca é o tempo gasto na interpretação
da localização do dado no disco (endereço do
dado no disco) pela unidade de controle e no movimento mecânico
do braço que sustenta a cabeça magnética, até
alcançar a trilha desejada. Este tempo é variável
de acesso para acesso. os tempos típicos de discos rígidos
atuais podem variar de aproximadamente 0 ms (tempo de seek mínimo,
referente ao acesso a um setor localizado na mesma trilha onde no
momento está a cabeça de leitura), 3 ms (para acesso
a setores em trilhas adjacentes) a até 20 ms (tempo de busca
máximo, referente ao acesso entre trilhas localizadas nas
extremidades do disco). Este tempo é diretamente dependente
da qualidade dos mecanismos eletromecânicos que comandam os
braços atuadores. Discos de menores dimensões também
tendem a ser mais rápido, pois o percurso linear dos braços
atuadores é menor.
TEMPO DE LATÊNCIA
- tempo de latência (também chamada latência
rotacional) é o tempo gasto entre a chegada da cabeça
de leitura / gravação sobre a trilha e a passagem
do setor desejado na posição da cabeça. Como
o disco permanece constantemente girando, a cabeça magnética
só pode ler ou gravar um dado quando o setor endereçado
está imediatamente abaixo dela. Portanto, há que aguardar
que o disco gire até que o setor endereçado fique
posicionado abaixo da cabeça. Esse tempo depende diretamente
da velocidade com que o disco gira. Discos rígidos atuais
em geral giram a 5.400 rpm (rotações por minuto),
o que significa que um giro completo se realiza em 1 ÷ (5400rpm
÷ 60s) = 11ms. Portanto, o tempo de latência poderá
variar entre quase 0 ms (se o setor estiver exatamente na posição
certa para ser lido) até 11 ms (se for necessário
aguardar uma volta completa em um disco).
TEMPO DE TRANSFERÊNCIA
- é o tempo consumido na transmissão dos bits entre
computador e disco e vice-versa. Este tempo depende da interface
e do disco, que definem o throughput (taxa de transferência)
do disco. Atualmente, dependendo da interface, o throughput seria
da ordem de até 33 Mbytes/s. Como um setor tem 512 bytes,
em 1 ms se poderia transferir cerca de 33 setores e o tempo de transferência
de um setor seria da ordem de 15 ns.
Obs.:
Os tempos relativos a unidades (drives) de disquetes são
muito maiores que os acima indicados para discos rígidos.
Drives de disquete giram a aproximadamente 300 rpm e o throughput
é da ordem de 500 kbytes/s; os tempos de acesso médios
são da ordem de 60 a 100 ms.
DISCOS RÍGIDOS SELADOS MULTI-SUPERFÍCIE
(VOLTAR AO TOPO)
Os primeiros discos rígidos selados para microcomputadores
foram projetados e construídos na fábrica da IBM localizada
em Winchester. Alguns autores atribuem a isso o motivo deles terem
sido apelidados de Winchester drives (unidades de disco Winchester),
denominação que perdurou por muito tempo, até
que a tecnologia de construção dos discos mudou. Hoje
estes discos são conhecidos na literatura apenas por "hard
disks" ou HDs (em inglês, traduzindo-se literalmente
por "discos rígidos").
Obs.: Há também autores que atribuem o nome a uma
analogia com os famosos rifles 30/30 Winchester. A seguir é
mostrado o primeiro disco rígido (RAMAC) de 5 Mb distribuídos
em 50 pratos com diâmetro de 24", desenvolvido pela IBM
em 1956, nos laboratórios de Almaden (CA), ao lado de um
moderno HD IBM Seascape de 5 Gb com 2.5".
A construção em forma de unidade selada, com ar filtrado
eliminando as partículas de pó, permitiu que as cabeças
de leitura / gravação fossem posicionadas a uma distância
ínfima em relação às superfícies
magnetizadas do disco, de vez que a possibilidade de impurezas que
se interpusessem entre a superfície e a cabeça e pudessem
riscar o disco ou danificar a cabeça foi eliminada. A proximidade
entre cabeça e superfície, bem como a grande uniformidade
de superfície conseguida, possibilitaram obter uma grande
densidade de gravação dos dados nos discos rígidos
selados. A utilização de atuadores eletromecânicos
de alta precisão também permitiu reduzir o espaço
entre trilhas. Os discos rígidos são pequenos e compactos,
tem custo de armazenagem por Mbyte muito baixo e alto desempenho
(alta taxa de transferência e pequeno tempo de acesso), oferecendo
ainda segurança de armazenagem dos dados. Tudo isso permitiu
a construção de discos rápidos e com alta capacidade.
Os
discos rígidos atuais são construídos com muitas
superfícies de gravação, montadas em torno
de um eixo comum. Os braços atuadores responsáveis
pelo posicionamento das cabeças de leitura / gravação
são montados em uma única estrutura, de forma que
os braços se movem solidariamente.
Devido
a esta conformação física, podemos verificar
que, conforme uma determinada cabeça é posicionada
sobre uma trilha, as demais cabeças estarão também
posicionadas sobre as trilhas das outras superfícies que
ficam localizadas à mesma distância do eixo central
e portanto todas as trilhas localizadas a uma mesma distância
do eixo central do disco poderão ser acessadas simultaneamente
por todas as cabeças. Um conjunto de trilhas localizadas
a uma mesma distância do eixo central pode ser visto espacialmente
como se fora um cilindro, e é assim que são chamados.
Dessa forma, num disco de quatro cabeças (quatro faces) o
cilindro 10 seria composto de todos os setores localizados na trilha
10 da face 1, na trilha 10 da face 2, na trilha 10 da face 3 e na
trilha 10 da face 4. Os dados gravados no mesmo cilindro (na mesma
trilha porém em superfícies diferentes) podem ser
acessados (lidos ou gravados) sem que o braço atuador das
cabeças de leitura / gravação tenha que ser
movido (como vimos na discussão sobre tempo de acesso, esta
operação é relativamente lenta!).
DISCOS FLEXÍVEIS
(VOLTAR AO TOPO)
As unidades de discos flexíveis (floppy disks ou FDs) surgiram
como uma solução para armazenamento de dados a baixo
custo em microcomputadores e substituíram com grandes vantagens
o armazenamento em fitas cassete que equipava os primeiros microcomputadores.
Os discos flexíveis são feitos de poliester flexível
e sua capacidade atual de armazenamento é geralmente de 1,44
Mbytes.
Obs.:
Os discos flexíveis têm um orifício de índice
que indica fisicamente o início das trilhas.
CÁLCULO
DO ESPAÇO DE ARMAZENAMENTO EM UM DISCO
O espaço de armazenamento num disco pode ser calculado como
segue:
nº total de setores = nº de superfícies (= nº
de cabeças) x nº de setores por trilha x nº de
trilhas (= nº de cilindros)
Como no DOS e Windows cada setor tem 512 bytes, para obter o resultado
em kbytes basta multiplicar o número de setores por 0,5 (512
bytes = 0,5 kbyte) e para obter em Mbytes, dividir então
por 1.024.
Por
exemplo, um disquete de 5 ¼" com 2 cabeças, 15
setores por trilha e 80 trilhas, teria 2 x 15 x 80 = 2.400 setores
de 512 bytes, portanto a capacidade seria de 1.200 kbytes ou aproximadamente
1, 2 Mbytes. Um disquete de 3 ½" com 2 cabeças,
18 setores por trilha e 80 trilhas, teria 2 x 18 x 80 = 2.880 setores
de 512 bytes, portanto a capacidade seria de 1.440 kbytes ou aproximadamente
1, 44 Mbytes.
Estes
dados aparecem nas especificações dos discos como:
nº de superfícies (= nº de cabeças) = h
(vindo de "heads", em inglês)
nº de setores por trilha = s (vindo de "sectors",
em inglês)
nº de trilhas (= nº de cilindros) = c (vindo de "cylinders",
em inglês)
ORGANIZAÇÃO DO ESPAÇO EM DISCO
A organização dos espaços físicos dos
discos no DOS é semelhante, tanto para os HD's quanto para
os FD's. Esta organização permite "mapear"
cada setor físico para um setor lógico, de forma que
o sistema operacional e o BIOS (Binary Input Output System) possam
sempre fazer a correspondência entre o setor físico
(hardware) e o lógico referenciado pelo software. O DOS divide
o disco como uma seqüência de setores lógicos
numerados de 0 a N. Esses setores lógicos ocupam primeiro
o setor 0 da trilha 0 da primeira cabeça, depois setor a
setor, cabeça a cabeça e por fim, trilha a trilha.
Portanto, a organização lógica dos dados nos
discos tira proveito da característica de cilindro (em que
as diversas cabeças acessam simultaneamente os dados localizados
na mesma trilha de todas as superfícies - ver discussão
no item sobre discos rígidos), numerando logicamente os setores,
cilindro a cilindro. Por exemplo, num disco de 4 faces, primeiro
o cilindro 0: trilha 0 face 1, depois trilha 0 face 2, trilha 0
face 3, trilha 0 face 4, e somente depois de esgotadas todos os
setores e trilhas daquele cilindro, passaria para o cilindro 1 seguinte:
trilha da 1 face 1, trilha 1 da face 2, trilha 1 da face 3, trilha
1 da face 4, e assim por diante. Essa organização
lógica facilita o acesso, reduzindo o tempo perdido com a
movimentação das cabeças. A seguir é
exemplificado para o caso dos FDs de 360 kb, salientando-se que
o mesmo esquema também se aplica aos HDs:
nº
do setor lógico = {(nº de setores por trilha) x [(nº
da trilha x nº de faces) + nº da face]} + (nº do
setor físico -1)
Muitas
vezes os setores em um HD podem não ser numerados em seqüência
linear perfeita. Como vimos, a leitura de um setor no disco requer
que a cabeça esteja colocada exatamente sobre o setor a ser
lido. Entre a leitura de um setor e o início da leitura do
próximo setor, haverá operações (transferência
dos dados lidos e busca do próximo setor) que consomem tempo.
Se um setor é lido e o próximo setor a ser lido é
aquele que o segue imediatamente, o tempo para que a cabeça
de leitura esteja posicionada sobre o próximo setor será
muito pequeno e possivelmente o disco ainda não estará
pronto para ler esse setor, o que obrigaria a ter que percorrer
todos os setores daquela trilha até ter de novo o setor procurado
corretamente localizado sob a cabeça. Para evitar esse fator
de perda de tempo, é possível numerar logicamente
os setores de forma a se intercalar espaços entre um setor
e o próximo a ser lido. Por exemplo, os setores 0 a 17 em
uma trilha poderiam ser numerados seqüencialmente de forma
que haja sempre um ou mais setores intercalados entre os setores
seqüenciais.
Os setores de 0 a 17 seriam gravados no disco assim: 00 0A 01 0B
03 0C 04 0D 05 0E 06 0F 08 10 09 11
Essa organização se denomina Fator de Interleaving
(no caso do exemplo, igual a 2) e permite ganhar tempo no acesso
a dados organizados seqüencialmente no disco. Ver desenho anterior
no item Organização do Espaço em Disco.
No DOS, o setor 0 é o setor de boot, a ser carregado na memória
no instante da inicialização do sistema; os setores
1 e 2 contém a FAT (File Allocation Table ou Tabela de Alocação
de Arquivos) e os setores 3 e 4 contém um back-up (uma cópia
de segurança) da FAT; os setores 5 a 11 são reservados
para o diretório raiz (root directory); os setores lógicos
12 em diante são livres para arquivos e diretórios.
Obs.: A organização lógica dos dados de um
arquivo no disco só se preserva na gravação
inicial dos dados no disco. À medida que arquivos são
apagados, alterados e regravados, o sistema de gerenciamento de
arquivos do DOS e do Windows aproveitam setores que eventualmente
ficaram vagos, dentro de um critério de ocupar primeiro os
setores de menor numeração lógica. Depois de
algum tempo, os arquivos não mais estarão arrumados
em uma seqüência lógica, o que fará com
que o acesso seqüencial aos dados desse arquivo já não
mais se faça no mesmo cilindro ou em cilindros adjacentes.
Conseqüentemente, os movimentos de cabeça do disco serão
mais amplos e lentos e o tempo de acesso piora. Esta situação
é chamada "fragmentação"
dos arquivos. Existem programas utilitários (utility programs)
para "re-arrumar" os arquivos nos discos, chamados "defragmentadores".
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