Memoria di massa

Memoria secondaria
Architettura dell’elaboratore
Memoria secondaria
Memoria secondaria
Memoria principale e registri: volatilità,
capacità limitata
Necessità di una memoria
Capacità di memorizzazione dei dispositivi di
memoria:
Memoria centrale → attualmente si arriva
ad alcuni GB
Memoria secondaria → centinaia di GB o TB
Memoria secondaria
Persistenza dei dati
Tempi di accessi maggiori rispetto alla RAM
Minor costo per bit
Dispostivi fissi/rimovibili
permanente
di grande capacità
modificabile
Memoria secondaria o
di massa
Caratteristiche dispositivi di memorizzazione di
massa:
Utilizzati per operazioni di backup
Memoria secondaria
Memoria secondaria
Dispositivi di memorizzazione secondaria:
Dischi fissi
Memorie magnetiche
Dischi floppy
Nastri magnetici
Memorie ottiche
Dischi ottici
Memorie flash
Memorie elettroniche
Memorie secondarie dotate di due componenti
fondamentali:
dispositivi: unità per accesso al supporto
tramite una testina
supporti: dove fisicamente vengono
memorizzati i dati
Memorie magnetiche
Dischi
Materiali ferromagnetici influenzati da un
campo magnetico esterno → stato di
magnetizzazione
Supporti ricoperti da strato di materiale
ferromagnetico
Struttura del disco
Piccole aree caratterizzate dallo stato di
magnetizzazione
Testina per accesso alle aree di
memorizzazione
divisione in tracce concentriche
disco diviso in settori
Blocco o record: intersezione tra settori e tracce
Tracce e settori adiacenti separati da parti vuote
Accesso al disco
Ogni blocco: associato ad un indirizzo
Informazione memorizzata su blocchi (non
necessariamente contigui)
Disco in rotazione
Accesso al disco
tempo di ricerca: posizionamento sulla traccia corretta
latenza di rotazione: posizionamento all’inizio del
blocco cercato
Memorie magnetiche
Formattazione: predisposizione del disco per
l’utilizzo
Perdita dei dati
Individuazione blocchi danneggiati
Struttura logica per la memorizzazione (file system)
Recuperare i dati dipende da alcuni fattori:
Inoltre dipende dal tempo di trasferimento
Dischi floppy
Dischi floppy utilizzati (?) attualmente:
diametro di 3,5 pollici
capacità di memoria di 1,44 MB
Rotazione avviata solo per accedere ai
dati → ritardo nell’accesso ai dati
Disco rigido
Nastri magnetici
Disco rigido (hard disk):
Costituito da uno o più dischi sovrapposti (piatti)
Capacità di memorizzazione fino a qualche TB
Cilindro: tracce di pari diametro
Racchiuso in un contenitore metallico
Nastri magnetici:
Supporto: nastro di materiale plastico, ricoperto
da strato ferromagnetico
Elevate capacità di memorizzazione
Accesso ai dati: sequenziale
Tempo di accesso molto alto
Utilizzati per backup
Dischi ottici
Dischi ottici
Dischi ottici:
Supporto costituito da un disco
Lettore per l’accesso ai dati
Costituiti da più strati:
Superficie del substrato:
Singola traccia a spirale
Traccia divisa in zone microscopiche
Substrato di materiale plastico
Strato riflettente
Pit (fossa)
Land (pianeggiante)
Luce laser: riflessa in modo differente a seconda
del dato codificato
Dischi ottici
Dischi ottici
Tipi di supporto disponibili
Sola lettura (Read Only Memory, ROM)
Scrivibili (Write Once Read Many, WORM)
Riscrivibili (Rewritable, RW)
La scrittura dei dati richiede l’utilizzo di un
dispositivo per la scrittura: masterizzatore
Supporti differenti per capacità di memorizzazione
Compact Disk (CD): 700 MB
Digitale Versatile Disk (DVD): fino a 17 GB
Blue Ray: fino a 50 GB
Differenti per
Grandezza pit e land
Memoria Flash
Gerarchie di memoria
Memoria elettroniche EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read-Only Memory)
Programmabili (riscrivibili)
Non volatili
Portabilità, affidabilità
Due formati
Memory card
Drive USB: memoria flash e interfaccia USB
(Universal Serial Bus)
Elaboratore ha diversi tipi di memoria organizzate
per:
Velocizzare le prestazioni
Ridurre i costi
I diversi tipi di memoria sono organizzati in gerarchia:
Dalla più veloce, meno capiente
Alla più lenta, più capiente
Gerarchie di memoria
Gerarchie di memoria
Nell’organizzazione della gerarchia: Principio di
località
Due forme del Principio di località:
località spaziale: se un programma accede ad una
cella di memoria → accesso alle celle vicine
località temporale: se un programma accede ad
una cella → nuovo accesso alla cella
Consideriamo un dispositivo di memoria M
Una cache per M è un dispositivo
Gerarchie di memoria
Gerarchie di memoria
L’aggiornamento della memoria M segue politica LRU
(Least Recently Used) di aggiornamento:
accesso a cella x non contenuta nella cache di M
ricerca in M
spostamento del dato nella cache (insieme ad altri
dati nelle vicinanze)
dati sostituiti → usati nel momento più lontano
Gerarchia di memoria dei calcolatori moderni
1. registri CPU
2. Cache di livello 1
3. Cache di livello 2
4. Cache di livello 3
5. Memoria centrale
6. Memoria di massa
Con capacità inferiore rispetto a M
Maggiore velocità rispetto a M
Nell’accesso ai dati in M
Copia di alcuni dati mantenuta nella cache
Gerarchie di memoria
Gerarchia di memoria
dei calcolatori moderni
1. registri CPU
2. Cache di livello 1
3. Cache di livello 2
4. Cache di livello 3
5. Memoria centrale
6. Memoria di massa