Vetor Entrelaçado de Unidades de Disco.

Vetor Entrelaçado de Unidades de Disco.

1 - Quando um arquivo está para ser gravado num vetor entrelaçado de, por exemplo, três unidades, ele é dividido em duas
partes para que cada parte seja gravada em uma unidade separada. O vetor entrelaçado exige, no mínimo, três unidades de
disco. Normalmente, o vetor grava os dados em todas as unidades menos uma, que é utilizada para verificação de erro.

2 - O programa da controladora ou do vetor executa uma operação booleana XOR nos dados gravados nas unidades de disco e em
seguida grava o resultado desta operação, chamado de bit de paridade, na unidade remanescente. Uma operação XOR resulta no
bit 0 sempre que dois bits iguais são comparados, e no bit 1 sempre que dois bits diferentes são comparados. Por exemplo,
aplicando-se XOR nos números binários 1100 e 1010 chega-se à paridade 0110. Se houver mais de três unidades no vetor, as
duas primeiras farão a comparação XOR e o resultado ficará na terceira e assim por diante, até que o resultado final fique
na última unidade. Esta operação invalida grande parte do desempenho atingido na primeira etapa, com a gravação simultânea
das diferentes partes do arquivo.

3 - Quando um arquivo é lido em um vetor entrelaçado de unidades de disco, a controladora normalmente busca cada uma das
partes do arquivo nas diferentes unidades de disco em que foram gravadas.

4 - No caso de danificação de uma das partes do arquivo ou de uma das unidades de disco, a controladora executa o oposto
de uma operação XOR. Ao comparar os bits não danificados com os bits de paridade, a controladora consegue deduzir se os
bits que estão faltando são 0s ou 1s. A informação também pode ser utilizada para reparar dados perdidos por defeito físico
na mídia.

Fonte: Evolução dos Computadores

Vetores Espelhados de Unidades de Disco.

Vetores Espelhados de Unidades de Disco.

1 - Quando um arquivo é gravado num vetor espelhado de unidades de disco, a controladora envia, simultaneamente, cópias
idênticas do arquivo a cada uma das unidades que formam o conjunto. O espelhamento pode ser feito a partir de duas
unidades de disco.

2 - Quando um arquivo do vetor espelhado de unidades de disco está para ser lido, a controladora busca simultaneamente
clusters alternados deste arquivo em cada uma das unidades, colocando-os juntos (em seqüência ordenada) para serem
enviados ao PC. Este processo torna a leitura mais rápida, mas a rapidez depende do número de unidades espelhadas no vetor.
Se há somente duas, o tempo de leitura reduz-se pela metade, aproximadamente; com três unidades espelhadas, o tempo pode
cair cerca de um terço em relação a uma unidade.

3 - No caso de um erro de leitura — provocado por defeito existente na superfície de uma das unidades ou dano ocorrido em
uma delas — a controladora simplesmente lê a versão intacta do arquivo na unidade que não apresentar defeito algum.

4 - Se o erro de leitura for provocado por um defeito na mídia, a controladora automaticamente lê os dados de uma cópia do
arquivo em outra unidade, gravando-o em uma área nova e sem defeito da unidade em que ocorreu o problema.

Fonte: Evolução dos Computadores

Como Funciona o Vetor de Unidades de Disco

Como Funciona o Vetor de Unidades de Disco.

O vetor de unidades de disco baseia-se na teoria de que, se uma unidade de disco rígido já é uma coisa boa, duas unidades
de disco são duas vezes melhor e cinco unidades quintuplicam essa qualidade positiva. Utilizando múltiplas unidades de
disco rígido configuradas para que o sistema operacional funcione como se existisse somente uma, o computador pessoal pode
adquirir grande velocidade na leitura dos dados ou maior proteção contra a perda destes. Na verdade, pode-se conseguir
isso de forma econômica.

O tipo mais comum de vetor de unidades tem o nome de RAID (acrônimo de Redundant Array of Inexpensive Drives) ou vetor
redundante de unidades baratas. Com os modelos de maior capacidade e velocidade, o custo dos discos rígidos aumentou. Mas
com o RAID, é possível utilizar várias unidades de disco mais baratas e ter um custo total inferior a um modelo de alto
desempenho, unindo performance similar e maior segurança para os dados.

Os RAIDs utilizam uma combinação de espelhamento e/ou entrelaçamento; ambos os métodos fornecem grande proteção contra a
perda de dados. O espelhamento, em que um disco é a cópia direta de outro, produz grande aumento de performance, mas tem
alto custo. O entrelaçamento, em que os arquivos ficam espalhados em vários discos e protegidos contra a perda de dados em
outro disco, é utilizada quando a proteção de dados é necessária e o desempenho não tem prioridade.

Normalmente, os vetores de unidades de disco são raros em PCs independentes porque, apesar da tática de serem usados
discos de baixo custo, o vetor como um todo é ainda caro quando comparado ao custo da maioria dos componentes individuais
do PC. Os vetores são mais comuns nos PCs que funcionam como servidores de redes locais.

Fonte: Evolução dos Computadores

Unidade de Fita DAT para Backup.

Unidade de Fita DAT para Backup.

1 - Quando você dá um comando de backup, o programa verifica a tabela de alocação de arquivos do disco rígido para
encontrar aqueles que serão copiados. Em seguida, o programa copia os dados, arquivo a arquivo, para o buffer da unidade
de fita de áudio digital (DAT), que geralmente comporta de 512KB a 1MB de dados. Como no caso da unidade de fita QIC, a
unidade DAT aplica um algoritmo nos dados para criar um código de correção de erro que é acrescentado aos dados contidos
no buffer.

2 - É o projeto singular das cabeças de leitura/gravação das unidades DAT que permite a cópia de grandes quantidades de
dados em um pequeno cartucho de tamanho similar ao de uma caixa de fósforos. O mecanismo é um cilindro giratório com
quatro cabeças separadas em ângulos de 90 graus. Duas delas, as cabeças de gravação A e B, gravam os dados que devem ser
copiados, e as outras duas de leitura verificam os dados. O cilindro inclina-se levemente para que possa girar de acordo
com o ângulo da fita. Ele gira 2.000 vezes por minuto enquanto a fita passa em frente ao cilindro na direção oposta ao
giro a uma velocidade de 1/3 de polegada por segundo.

3 - Enquanto a cabeça de gravação A mantém contato com a fita, são gravados cerca de 128KB de dados e códigos de correção
de erro do buffer da unidade para uma trilha da fita. Como o cilindro está inclinado, a cabeça encontra uma extremidade da
fita no início da cabeça de leitura e move-se diagonalmente pela fita até encontrar a outra extremidade. Isto faz surgir
uma trilha estreita em diagonal oito vezes mais longa que a largura da fita.

4 - A cabeça de leitura A lê de volta e verifica os dados da trilha A, bit a bit, comparando-os com os dados que ainda
estão no buffer. Se os dados da fita estiverem corretos, são removidos do buffer e mais dados são lidos do disco rígido.
Se os dados contidos na trilha A apresentarem erros, serão novamente gravados na próxima passagem.

5 - A cabeça de gravação B passa pela fita e grava dados em uma trilha com ângulo de 40 graus em relação à trilha A,
realizando um tipo de entrecruzamento que se sobrepõe à trilha A. Os dados sobrepostos guardam mais informações por
polegada de fita; e não são confundidos posteriormente porque os bits magnéticos gravados pelas duas cabeças possuem
polaridades diferentes, e as outras duas cabeças somente lêem os dados das trilhas alinhadas corretamente.

6 - A cabeça de leitura B e a de gravação B obedecem o mesmo processo, alternando etapas com as outras cabeças A, até que
todos os dados tenham sido copiados. Em seguida, a unidade rebobina a fita e grava o diretório dos arquivos armazenados
numa parte especial no início da fita ou num arquivo do disco rígido.

Nota - Para reconstituir os arquivos de uma unidade DAT, o programa lê o diretório, movimenta a fita até a posição inicial
em que se encontram os arquivos desejados e copia-os para o disco rígido.

Fonte: Evolução dos Computadores

Unidade de Backup para Cartucho de 1 /4 de Polegada (QIC)

Unidade de Backup para Cartucho de 1 /4 de Polegada (QIC).

1 - Quando você envia um comando para que seja feita uma cópia de segurança, ou backup, na unidade QIC (acrônimo de
Quarter-Inch Cartridge), o programa lê a tabela de alocação de arquivos (FAT) do disco rígido para posicionar os arquivos
que deverão ser copiados. O programa grava a informação do diretório em um buffer de 32KB na RAM do PC. Então, copia os
arquivos para o mesmo buffer. Cada arquivo recebe um cabeçalho (header) que o identifica e informa sua posição na árvore
do diretório do disco rígido.

2 - Se a controladora da unidade de fita possui chips que gerenciam a correção de erro, o programa de cópia de segurança
descarrega todo o buffer da RAM no buffer da própria controladora, para que os chips acrescentem os códigos de correção
de erro (EC). Se a controladora não possuir correção de erro embutida, o programa executa os códigos EC conforme o padrão
de bits 0 e 1 dos arquivos, anexa-os no final dos dados no buffer da RAM e copia todo o conteúdo do buffer da RAM para o
buffer da controladora. Quando os dados já tiverem sido transferidos para a controladora, o buffer da RAM estará livre
para receber o próximo bloco de dados do disco.

3 - A controladora da unidade de fita envia sinais para o mecanismo da fita começar a se movimentar. As unidades QIC
dependem dos cartuchos para manter a fita esticada. Quando o cabrestante (ou capstan) da unidade gira o rolo do cartucho,
uma cinta elástica que contorna os carretéis estica-os levemente para prender a fita, permitindo ao carretel que iniciou
o movimento equilibrar sua força de tração com a resistência do carretel que contém a fita. Assim, a fita é pressionada
contra a cabeça da unidade de forma constante, minimizando os erros de gravação e leitura.

4 - A controladora envia um fluxo de dados à cabeça de gravação da unidade. Muitas unidades de fita possuem uma cabeça
com três partes do tipo lê-enquanto-grava. Duas cabeças de leitura ladeiam a cabeça central de gravação que transfere os
dados para o revestimento magnético da fita. Dependendo do movimento da fita, uma das cabeças de leitura lê os dados que
acabaram de ser gravados pela cabeça de gravação para verificar se estes dados contidos na fita são iguais aos que a
cabeça de gravação enviou para a fita. Se a verificação não encontrar erro, o buffer da controladora é esvaziado e a
unidade passa para a próxima seção de dados do disco. Porém, se algum erro for encontrado, os dados são regravados no
próximo trecho da fita.

5 - O formato de uma fita QIC contém, basicamente, de 20 a 32 trilhas paralelas. Quando a fita em movimento atinge uma das
extremidades do rolo, a direção inverte e o fluxo de dados volta-se para a próxima trilha de fora. Cada trilha é dividida
em blocos de 512 ou 1.024 bytes, sendo que cada segmento contém 32 blocos. Entre os blocos contidos em um segmento, oito
contêm códigos de correção de erro. Além disso, no fim de cada bloco, a unidade executa um teste de redundância cíclica ou
CRC (acrônimo de Cyclic Redundancy Check) para melhor garantir a correção, acrescentando-o ao bloco. A maior parte dos
programas de cópia de segurança reserva espaço, no início da trilha 0 ou em uma trilha separada, para um diretório de
arquivos de segurança.

6 - À medida que o fim da fita se aproxima da cabeça da unidade, os orifícios colocados na fita sinalizam para que a
unidade inverta o movimento e mude a área ativa de gravação para cima ou para baixo, buscando a próxima trilha para
continuar o processo de gravação. Quando todos os dados já tiverem sido gravados, o programa de cópia de segurança atualiza
o diretório da fita de acordo com as trilhas e posições dos arquivos que foram copiados.

Nota - Para reconstituir um arquivo, a unidade utiliza o diretório da fita para localizar o arquivo e lê-lo em seu buffer.
A controladora reserva um código CRC para cada bloco, comparando-o com o código CRC gravado no final do bloco. Se houver
diferença, as rotinas de correção de erro podem em geral consertar os dados utilizando os códigos EC contidos em cada
bloco de dados. Assim que o buffer da unidade estiver repleto, os dados são gravados no disco rigido no diretório
apropriado.

Fonte: Evolução dos Computadores

Como Funciona a Unidade de Fita Backup

Como Funciona a Unidade de Fita Backup.

Fazer uma cópia de segurança de seu disco rígido em uma unidade de fita é comparável a um daqueles conselhos dados por sua
mãe quando você era criança: Leve um guarda-chuva que o dia está nublado e coloque um casaco. Tudo bem, sua mãe tinha
razão de vez em quando — poderia chover e você se molhar, mas isso não era uma coisa tão horrível. E se a tabela de
alocação de arquivos (FAT) do seu disco rígido ficasse desordenada fazendo você perder metade dos seus arquivos? Há alguns
anos, quando ainda se copiavam arquivos de dados importantes em disquetes, recuperar alguns megabytes de programas não era
assim tão grave.

Hoje, entretanto, as implicações de um pequeno acidente no disco rígido adquiriram proporções astronômicas. Não estamos
mais falando em disco rígidos com algumas dezenas de megabytes em arquivos, mas centenas. Um simples programa executado em
Windows pode conter cerca de 20 megabytes de arquivos. E, com um ambiente tão complexo como o Windows, nenhum programa
existe sozinho. Cada programa para Windows instalado irá modificar pelo menos um dos arquivos .INI do Windows. Além disso,
muitas artimanhas você já deve ter feito no seu sistema — desde parâmetros ocultos para uma linha de driver de dispositivo
que gerencia a memória no CONFIG.SYS até melhorar o esquema de cores do Windows — coisas que você nem mais se lembra.

Ao mesmo tempo que cresce a necessidade de se fazer cópias de segurança do disco rígido, as unidades com 200 megabytes ou
mais tornam abominável a idéia das cópias em disquetes. Esta situação fez surgir uma nova, mais barata e mais adequada
geração de fitas de backup. Com preços por volta de 500 dólares, essas fitas são viáveis até para quem tem micros em casa.
A vantagem de se poder copiar um gigabyte ou mais em uma única fita simplifica ainda mais o uso até mesmo para discos
rígidos maiores.

Eis aqui como funcionam internamente os dois tipos de fita backup mais conhecidos: o cartucho de um quarto de polegada
(QIC) e a fita de áudio digital (DAT).

Fonte: Evolução dos Computadores

Bernoulli Drive.

Bernoulli Drive.

Spindle Read/write head.

1 - Quando o material flexível de que é composto o disco interno do cartucho Bernoulli está em repouso, o disco abaixa-se
naturalmente, distanciando-se da cabeça de leitura/gravação da unidade.

2 - Quando o eixo da unidade (spindle) começa a girar o disco, o movimento empurra o ar para a abertura localizada na
superfície plana e para a parte superior do disco. O ar localizado abaixo do disco, estando praticamente estável, exerce
pressão maior contra o fundo do disco que a pressão exercida pelo ar em movimento acima dele. Esta diferença na pressão
faz com que o disco suba em direção à superfície plana. O mesmo efeito no Bernoulli aumenta quando a cabeça de
leitura/gravação projeta-se através da superfície plana, fazendo com que o disco se aproxime ainda mais dela.

3 - O disco não toca a cabeça porque a superfície plana estacionária cria uma barreira de ar entre a cabeça e o disco. As
forças opostas que promovem o levantamento e a barreira de ar fazem com que o disco fique estabilizado a 10 milionésimos
de polegada da cabeça de leitura/gravação, mais próximo que a distância entre um disco rígido convencional e sua cabeça de
leitura/gravação.

4 - No caso de existir alguma possibilidade eventual de dano ao disco rígido — como falta de energia ou forte vibração na
unidade — o disco da unidade Bernoulli desce um pouco, movimentando-se numa distância mais segura em relação à cabeça de
leitura/gravação, reduzindo assim as chances do disco tocar a cabeça e danificar a camada superficial de filme magnético
em que estão armazenados os dados.

Fonte: Evolução dos Computadores

Como Funciona a Unidade Bernoulli

Como Funciona a Unidade Bernoulli.

No século dezoito, o matemático suíço Daniel Bernoulli foi a primeira pessoa a descrever um fenômeno especial de dinâmica
dos fluídos envolvendo água ou ar em movimento. O princípio que Bernoulli observou é o mesmo que faz com que um avião
erga-se do solo.

Bernoulli notou que quanto mais rápido o ar se movimenta, menor é a pressão exercida pelo objeto que está voando. A asa de
um avião é curva na parte superior para que o ar sobre ela tenha que viajar mais rápido que o ar que se movimenta abaixo
dela. Mas como as correntes de ar que passam pelas duas partes da asa precisam seguir suas respectivas direções, no mesmo
espaço de tempo, o ar da parte superior tem que se movimentar mais rapidamente. Quando o ar da parte inferior pressiona a
asa com mais força que o ar acima da asa, o avião decola. Você mesmo pode demonstrar este princípio assoprando a parte
superior de uma tira de papel.

O princípio de Bernoulli inspirou um dispositivo de armazenamento incomum, criado pela Iomega Corporation no início dos
anos 80. Ele era diferente porque possuía a mesma capacidade dos discos rígidos da época, mas o disco podia ser removido,
tal qual um disquete. O Bernoulli Box, como é chamado, possui capacidade ilimitada de armazenamento de massa, sendo mais
conveniente que as unidades de disco flexível.

Desde então os concorrentes desenvolveram vários tipos de discos rígidos removíveis. Mas poucos dispositivos além do
Bernoulli Box oferecem proteção contra danos na cabeça da unidade.

Fonte: Evolução dos Computadores

Lendo Dados do Disco Magneto-Optico

Lendo Dados do Disco Magneto-Optico.

Sensor Plastic Alloy Aluminum Plastic.

1 - Um feixe de laser mais fraco focaliza as trilhas com os dados que foram gravados anteriormente por um feixe de laser
mais intenso.
2 - O feixe de laser é refletido pela superfície de alumínio existente sob a camada de liga. Quando o feixe passa pela liga,
os cristais alinhados o polarizam, permitindo que passem somente os raios de luz que estejam vibrando em uma certa direção.
3 - O sensor lê a luz refletida e determina a direção de sua polarização. O alinhamento dos cristais em bits 1 polariza a
luz em uma direção, enquanto o alinhamento de cristais em bits 0 polariza-a em outra direção.

Fonte: Evolução dos Computadores

Gravando Dados no Disco Magneto-Optico

Gravando Dados no Disco Magneto-Optico.

1 - Um intenso feixe de laser focaliza a superfície do disco, composta de uma liga de metal cristalino com poucos átomos de
espessura. A liga, que polariza luz, recobre um substrato de alumínio. Tanto a liga como o substrato ficam entre duas
camadas de plástico.

Laser Plastic Alloy Aluminum Plastic.
2 - O feixe de laser aquece um minúsculo ponto da liga com grau superior à temperatura crítica conhecida como ponto Curie.
No ponto Curie — que varia de acordo com o material — os cristais da liga (alloy) são liberados em quantidade suficiente
para que possam ser atraídos pelo campo magnético.

3 - Uma cabeça de gravação, similar à das unidades de disco convencionais, cria um campo magnético que realinha os cristais
da liga em uma direção para representar o bit 1, e em outra direção para representar o bit 0. A área afetada pelo feixe de
laser é tão pequena que pode armazenar até 500MB de dados em um único lado do disco de 5 1/4 polegadas.

Fonte: Evolução dos Computadores

Como Funciona, a Unidade Magneto-Optica

Como Funciona, a Unidade Magneto-Optica.

Os sinais magnéticos utilizados pelas unidades de disco flexível e de disco rígido convencionais gravam os dados em faixas
microscópicas. E ainda que usados em escala universal, são rudimentares. Em contrapartida, um feixe de luz produzido por
laser pode ser reduzido a uma área muito menor que a atingida pela cabeça de leitura/gravação magnética mais sensível.
Logicamente, se um feixe de laser pode ser utilizado para ler e gravar em discos, isto significa que mais dados podem ser
armazenados no mesmo espaço.

As primeiras experiências de direcionar o feixe de laser como um dispositivo de leitura/gravação resultaram em produtos
WORM, acrônimo de Write Once, Read Many (grava uma vez, lê diversas vezes). Um WORM pode, na verdade, armazenar centenas
de megabytes de dados em um único disco removível. O problema com relação a ele é que, após os dados serem gravados em
disco, não é mais possível alterá-los ou apagá-los. Um elaborado esquema de busca de trilha viabilizou uma nova versão de
arquivo que pudesse ser gravado em disco escobrindo sua versão original. O esquema funcionou bem, mas não era a solução
ideal. Teoricamente, é possível preencher um disco WORM de 500MB com um arquivo de apenas 1KB. Atualmente, as unidades
WORM são úteis somente para manter um controle inalterado de transações para auditoria.

Uma solução para o armazenamento em memória removível que permite que os dados sejam apagados e alterados surgiu com as
unidades magneto-ópticas (MO), que combinam a tecnologia e as vantagens das unidades magnéticas convencionais com as dos
CD-ROMs e das unidades WORM baseados em feixes de luz. O laser utilizado nas unidades MO permite que os dados sejam
compactados de tal forma que centenas de megabytes de informação ficam armazenados em um único disco que pode ser
transportado — como um disco laser — de uma máquina para outra. Assim como ocorre nas unidades magnéticas, é possível
gravar, alterar e apagar dados sem a limitação de leitura das unidades de CD-ROM e as limitações de gravação das unidades
WORM. Além disso, os discos não têm campos magnéticos que podem ser afetados pela temperatura ambiente. Como a cabeça de
leitura/gravação da unidade MO fica distante da superfície do disco, há menos risco de danos. Estas duas novas tecnologias
fazem com que os discos magneto-ópticos sejam o meio ideal para cópias de segurança e transporte de dados em massa.

Fonte: Evolução dos Computadores

Unidade de CD-ROM.

Unidade de CD-ROM.

Land Disk Pit Focusing coil Objective lens Prism Light-sensing diode Laser diode Sectors

1 - O motor altera constantemente a velocidade de rotação de um disco CD-ROM, não importa onde esteja o componente chamado
detector, em relação ao raio do disco. A parte imediatamente abaixo do detector move-se sempre na mesma velocidade. (Ver Nota abaixo.)

2 - O laser projeta feixes concentrados de luz que passam em seguida por uma bobina de focalização (focusing coil).

Nota - Discos magnéticos como os utilizados nas unidades de disco rígido possuem os dados dispostos em círculos concêntricos
chamados trilhas, as quais dividem-se no sentido radial em setores. Através de um esquema conhecido como velocidade angular
constante, o disco magnético gira sempre no mesmo ritmo; isto é, as trilhas próximas à borda externa do disco movem-se mais
rápido que as trilhas próximas ao centro.
Como os setores externos passam mais rápido sob as cabeças de leitura/gravação, eles devem ser fisicamente maiores para que
possam armazenar a mesma quantidade de dados que os setores internos. Este formato desperdiça grande quantidade de espaço
no disco, mas maximiza a velocidade com que os dados são lidos.

Nota - Comumente, os discos CD-ROM usam um esquema diferente dos discos magnéticos para balizar as áreas do disco em que
os dados estão gravados. No lugar de várias trilhas dispostas em círculos concêntricos, no disco CD-ROM os dados ficam ,
em uma única trilha que caminha em espiral para o centro do disco. A trilha também é dividida em setores, mas cada setor
ocupa o mesmo tamanho físico. Através do método conhecido como velocidade linear constante, a unidade de disco varia
constantemente a rotação do disco. Assim, quando o detector move-se para o centro do disco, este diminui a velocidade. O
efeito permite que o CD contenha mais setores que um disco magnético e por isso, maior quantidade de dados. Quando o
detector move-se em direção ao centro do disco, a velocidade diminui, dando tempo para que os dados sejam lidos no disco.
Um novo tipo de unidade de CD, chamada multispin, supera em muito as unidades de CD.

3 - O feixe de laser penetra na camada protetora de material plástico transparente e atinge uma camada refletora parecida com uma folha de alumínio, na parte inferior do disco.

4 - A superfície da camada refletora altema-se entre as áreas mais altas, ou saliências (pits), e as minúsculas áreas baixas, ou reentrâncias (lands). Estas duas superfícies formam registros de 1 e 0 usados para armazenar dados.

5 - Ao encontrar uma saliência (pit) a luz é dispersa, mas se atingir uma reentrância (land), retoma diretamente ao detector, passando através de um prisma (prism) que desvia o feixe de laser para o diodo fotossensível (light-sensing diode).

6 - Cada pulso de luz que bate no diodo fotossensível gera uma pequena diferença de potencial (DDP) elétrico. Estas DDPs combinam-se com um circuito temporizador para gerar a corrente de ls e Os que o computador pode entender.

Fonte: Evolução dos Computadores

Como Funciona a Unidade de CD-ROM.

Como Funciona a Unidade de CD-ROM.

A Unidade de CD-ROM utiliza pequenos discos envoltos em material plástico, idêntico aos dos compact discs de música, nos
quais os dados são lidos por meio de feixes de laser. Como num CD de música, o CD de computador pode armazenar enormes
quantidades de informação porque usa luz para gravar os dados de uma maneira muito mais compactada que o método utilizado
pelas cabeças magnéticas de leitura/gravação das unidades de disco convencionais. O CD de computador também serve somente
para leitura, não sendo possível usá-lo para gravar dados.

A imensa capacidade e a natureza somente de leitura dos discos CD-ROM, combinadas com o custo relativamente baixo das
unidades, tornam-os perfeitos como forma de armazenamento de grandes quantidades de dados que não necessitam de atualizações
freqüentes. É comum encontrar discos de CD-ROM com bibliotecas de imagens (clip arts), fotografias, enciclopédias, obras
completas de Shakespeare e até conjuntos completos de obras de referência. As unidades de CD-ROM são também um componente
fundamental para os sistemas de multimídia, que utilizam arquivos de vídeo e som, os quais são normalmente gigantescos.
(Uma vantagem adicional dos recursos de multimídia é que as unidades de CD-ROM também são capazes de tocar os CDs de música.)

Diferente do toca-discos CD, a unidade de CD-ROM não possui tantos botões e visores de cristal líquido, exceto o botão
usado para colocar e retirar o disco e uma única luz que indica quando o disco está sendo lido. A unidade de CD-ROM é
controlada por um programa dentro do PC que envia instruções ao circuito da controladora que se encontra na placa-mãe ou
numa placa separada instalada em um dos slots de expansão. Juntos, o programa e o circuito gerenciam os componentes de alta
tecnologia. Na comparação, este processo torna a unidade de disco convencional um dispositivo rudimentar.

Fonte: Evolução dos Computadores

Cache de Disco.

Cache de Disco.

1 - Quando você carrega um programa de cache de disco, o programa residente na memória reserva uma parte da memória
convencional, expandida ou estendida, para seu uso exclusivo. A quantidade utilizada pelo cache pode abranger desde alguns
kilobytes até vários megabytes de RAM. Geralmente, quanto mais RAM um cache usa, mais eficaz é. Alguns caches reservam uma
determinada parte da memória; outros exigem toda a memória disponível, mas liberam partes da memória quando outros programas
precisam dela para executar suas próprias tarefas.

2 - A CPU, sob o comando do aplicativo, envia um comando para o disco rígido, solicitando dados. O cache intercepta a
solicitação de dados.

3 - O cache lê os dados do disco, atende à solicitação e busca mais dados, geralmente nos clusters adjacentes da unidade.
O cache passa os dados solicitados à CPU, mas guarda uma cópia deles com o excesso de dados que buscou na RAM reservada
anteriormente.

4 - Em muitos momentos, quando a CPU não está engajada ativamente em processar instruções, o cache assume o controle para
ler mais dados na unidade, que também são guardados na RAM, geralmente de setores próximos aos arquivos já lidos. Cada
cache possui uma lógica interna que faz com que descubra quais blocos têm mais chances de serem solicitados mais tarde
pelo aplicativo. A inteligência desta lógica distingue a eficiência de um cache de outro.

5 - Mais tarde, quando o programa solicita mais dados, o cache novamente intercepta a solicitação e verifica se os dados
solicitados já estão na RAM. Se estiverem, o cache os fornece diretamente à CPU sem ter de acessar o disco. Caso contrário,
o cache repete o procedimento anterior, buscando os novos dados, fomecendo-os à CPU e também guardando-os na RAM com os
clusters extras do disco. Quando a RAM utilizada pelo cache estiver lotada, ele libera os dados que estão lá há mais tempo
sem utilização, substituindo-os por dados recolhidos durante os procedimentos mais recentes de acesso ao disco.

6 - Quando um programa envia um comando para gravar dados no disco, alguns caches interceptam os dados, não os gravando no
disco até que a CPU esteja ociosa. Isto torna mais ágil as operações do computador porque a atenção da CPU não está
dividida entre gravar no disco e outro tipo de processamento.

7 - Se o arquivo a ser gravado no disco ainda estiver na área da RAM controlada pelo cache, este grava no disco somente os
clusters que foram alterados. Alguns caches também mantêm gravações pendentes para minimizar os movimentos das cabeças de
leitura/gravação da unidade de disco.

Nota - As controladoras de cache de disco trabalham de forma parecida com os programas de cache, mas não usam nenhum tipo
de memória do sistema, nem para a lógica que controla o cache nem para armazenar os dados no cache. As controladoras de
cache geralmente oferecem melhor desempenho, mas são mais caras que os programas de cache.

Fonte: Evolução dos Computadores

Como Funciona o Cache de Disco.

Como Funciona o Cache de Disco.

O ponto mais lento de qualquer computador é sua unidade de disco. As unidades e o teclado são os principais itens do
computador pessoal que contêm partes móveis. O restante do PC existe simplesmente para mudar os elétrons de um lado para
outro. Mas as partes mecânicas movem-se dentro do mundo real, que leva em consideração massa e inércia. Não importa quão
rápido um disco rígido possa ser, suas partes mecânicas parecem lerdas se comparadas aos demais componentes que movimentam
os dados na velocidade da eletricidade.

Há formas de minimizar essa lentidão inerente às unidades. Algumas delas são mais rápidas que as outras. Uma delas é
certificar-se de que os arquivos no disco estão desfragmentados — ou seja, os clusters que compõem tais arquivos estão
próximos uns dos outros e as cabeças de leitura e gravação não precisam percorrer todo o espaço físico do disco para unir
as diferentes partes do arquivo. Outra maneira é contornar o problema optando por uma unidade na RAM, que faz parte da
memória do PC e é configurada para tapear o PC, fazendo com que ele trabalhe como se fosse com uma unidade real.

Entretanto, apesar desses truques, é impossível eliminar totalmente o acesso ao disco. Ler os programas e arquivos de dados
do disco é essencial para qualquer computador que se preze. A maneira mais fácil e eficiente de compensar a lentidão das
unidades de disco é utilizar um cache de disco. Basicamente, um cache de disco torna mais rápidas as operações do computador,
mantendo na RAM os dados de seu aplicativo que têm maior probabilidade de serem solicitados à unidade.

O conceito que está por trás do cache de disco é similar ao do cache de RAM. Mas como a diferença de velocidade entre uma
unidade de disco e qualquer chip de RAM é muito maior do que entre um chip de RAM rápido e um lento, o cache de disco gera
resultados muito mais evidentes que os do cache de RAM. Há vários programas de cache de disco à venda, um deles acompanha
o MS-DOS. Alguns são melhores que outros, mas mesmo aquele que oferecer menor eficiência irá proporcionar diferença notável.

As controladoras de disco mais modernas vêm com um circuito para unidades cache com RAM própria para que o cache não use a
memória que seria solicitada pelos programas. Entretanto, pode-se obter resultados parecidos carregando-se baratos programas
de cache de memória residente que utilizam a memória principal do sistema para fazer o cache das unidades.

Fonte: Evolução dos Computadores

Unidade de Disco Rígido.

Unidade de Disco Rígido.

1 - Uma caixa de metal totalmente lacrada protege os componentes internos das partículas de poeira que poderiam penetrar
no minúsculo espaço entre as cabeças de leitura/gravação e os pratos, e ocasionar estragos no revestimento magnético dos
pratos.

2 - Na parte inferior da unidade, uma placa de circuito impresso, também conhecida como placa lógica, recebe os comandos
da controladora que, por sua vez, é controlada pelo sistema operacional. A placa lógica converte esses comandos em
flutuações de voltagem que forçam o atuador a mover as cabeças de leitura/gravação sobre as superfícies dos pratos. A placa
também faz com que a velocidade de rotação dos pratos seja constante e informa às cabeças da unidade quando ler e quando
gravar no disco. Em um disco IDE (Intcgrated Drive Electronics), a controladora integra a placa lógica.

3 - Um eixo conectado a um motor elétrico gira oito pratos revestidos magneticamente, a uma velocidade de milhares de
rotações por minuto. O número de pratos e a composição do revestimento magnético determinam a capacidade da unidade.
Atualmente, os pratos em uso são quase sempre recobertos por uma liga de cerca de 3 milionésimos de polegada de espessura.

4 - O atuador empurra e puxa o grupo de braços da cabeça de leitura/gravação através da superfície dos pratos com precisão
crítica. Ele alinha as cabeças com as trilhas dispostas nos círculos concêntricos da superfície dos pratos.

5 - As cabeças de leitura/gravação, ligadas às extremidades dos braços móveis, deslizam sincronizadas sobre a superfície
dos pratos do disco que gira. As cabeças gravam os dados vindos da controladora, alinhando as partículas magnéticas na
superfície dos pratos; ou então, lêem os dados ao detectar as polaridades das partículas que já estavam alinhadas.

6 - Quando você ou seu programa pede ao sistema operacional para ler ou gravar um arquivo, o sistema solicita que a
controladora movimente as cabeças de leitura/gravação para a tabela de alocação de arquivos (FAT). O sistema operacional
lê a FAT para determinar em quais clusters do disco esse arquivo se encontra ou que partes do disco ainda estão disponíveis
para armazenar um novo arquivo.

7 - Um único arquivo pode estar segmentado em centenas de clusters posicionados em diversos pratos. O sistema operacional
guarda o início do arquivo nos primeiros blocos disponíveis que encontrar na FAT. A FAT mantém o registro encadeado dos
clusters ocupados pelo arquivo, sendo que cada elo conduz ao próximo bloco que contém mais partes do arquivo.
Uma vez que os dados da FAT tenham passado através da parte eletrônica da unidade e da controladora do disco e voltado ao
sistema operacional, este instrui a unidade para que salte suas cabeças de leitura/gravação sobre a superfície dos pratos,
lendo ou gravando clusters nos pratos que estão girando sob as cabeças.
Depois que o sistema operacional grava um novo arquivo no disco, as cabeças de leitura/gravação retornam à FAT, para
registrar a lista de todos os clusters do arquivo.

Fonte: Evolução dos Computadores

Como Funciona o Disco Rígido.

Como Funciona o Disco Rígido.

O disco rígido é o trabalhador incansável de um sistema PC. Os pratos que armazenam os dados começam a girar rapidamente
assim que o computador é ligado (exceto no caso dos PCs portáteis, que periodicamente desligam o disco para economizar
bateria). Cada operação da unidade de disco para ler ou gravar um arquivo aciona uma seqüência absurda de movimentos — que
devem ser executados com precisão microscópica pelas cabeças de leitura/gravação. Os ajustes de um disco rígido obedecem
tal exatidão — os intervalos entre as cabeças e os pratos são tão pequenos que não comportam um fio de cabelo — é
fantástico como a unidade pode desempenhar tão bem sua tarefa sem danos constantes. Em vez disso, ela se mantém em ordem,
trabalhando durante muitos anos e apresentando pouquíssimas falhas.

A capacidade, a forma e o desempenho das unidades de disco rígido mudaram drasticamente desde o aparecimento do primeiro
IBM XT com disco rígido, no início da década de 80. Naquela época, 10 megabytes de capacidade eram considerados generosos.
A unidade de disco rígido tinha de 3 a 4 polegadas de largura e ocupava um espaço semelhante ao de uma unidade de
5 1/4 polegadas.
O tempo de acesso de 87 milissegundos era então superveloz, se comparado ao tempo de acesso das unidades de disco flexível.
Uma década depois, os discos rígidos que possuem 200 megabytes, com tamanho menor que o de uma unidade de disco de
3 1/2 polegadas e velocidade de acesso de 18 milissegundos, são baratos e supercomuns. Mais recentes ainda, os modelos
removíveis de 20 megabytes ou mais não são maiores que uma caixa de fósforos. Futuramente, o tamanho das unidades
continuará a diminuir ainda mais à medida que a capacidade de armazenamento aumentar.

Com certeza, uma coisa sobre os discos rígidos permanecerá. Diferente de quaisquer componentes do PC que obedecem os
comandos do programa sem reclamar, a unidade de disco rígido vibra e emite sons enquanto está fazendo seu trabalho. Esses
ruídos permitem que você se lembre do disco rígido como um dos poucos componentes nos computadores pessoais que é tanto
mecânico quanto eletrônico. Os componentes mecânicos da unidade muitas vezes fazem as coisas acontecerem.

Fonte: Evolução dos Computadores

Unidade de Disco Flexível de 3 1/2 Polegadas.

Unidade de Disco Flexível de 3 1/2 Polegadas.

1 - Quando um disco flexível de 3 1/2 polegadas é inserido no drive, ele empurra o sistema de alavancas da unidade. Uma
alavanca abre a portinhola (shutter) do disco para expor o cookie — a camada de mylar que recobre o disco de ambos os
lados com material magnético que permite a gravação de dados.

2 - As demais alavancas e engrenagens movem as duas cabeças de leitura/gravação até quase tocarem a superfície do disco
(cookie) em ambos os lados. As cabeças, que são minúsculos eletroímãs, utilizam os pulsos magnéticos para mudar a orientação
das partículas metálicas contidas na superfície do disco.

3 - A placa de circuito da unidade recebe sinais da placa controladora, contendo os dados e as instruções para que esses
dados sejam gravados no disco. A placa de circuito converte as instruções em sinais que controlam o movimento do disco e
das cabeças de leitura/gravação.

4 - Se os sinais contiverem instruções para que os dados sejam gravados no disco, a placa de circuito verifica, em primeiro
lugar, se não há nenhuma luz visível, através da pequena janela que pode ser fechada, localizada em um dos cantos do
invólucro do disquete. Se a janela estiver aberta e o feixe de luz emitido pelo diodo puder ser detectado pelo fotodiodo
localizado no lado oposto do disco, a unidade reconhecerá que o disco está protegido e se recusará a gravar os dados.

5 - O motor localizado abaixo do disco gira um eixo que engata um dente no orifício central do disco para fazê-lo girar.

6 - Um motor de passo — que pode girar um determinado número de vezes em qualquer direção, de acordo com os sinais
recebidos da placa de circuito — move um segundo eixo que possui um sulco espiralado. Dentro deste sulco, há um braço que
se liga às cabeças de leitura/gravação. Assim que o eixo gira, o braço move-se para frente e para trás, posicionando as
cabeças de leitura/gravação sobre o disco.

7 - Quando as cabeças estão posicionadas corretamente, impulsos elétricos criam um campo magnético em uma das cabeças para
gravar os dados na superfície superior ou na inferior do disco. Quando as cabeças estão lendo os dados, elas reagem aos
campos magnéticos gerados pelas partículas metálicas do disco.

Nota - Apesar das diferenças de tamanho e de invólucro, o disquete de 5 1/4 polegadas é apenas uma versão maior, mais
lenta e menos complicada do disco de 3 1/2 polegadas. Ele não possui porta a ser aberta, mas apresenta um recorte lateral
para determinar se está protegido contra a gravação de dados. As cabeças de leitura/gravação da unidade funcionam da mesma
forma que as da unidade menor.

Fonte: Evolução dos Computadores

Como Funciona a Unidade de Disco Flexível

Como Funciona a Unidade de Disco Flexível.

Com tantas unidades de disco rígido rapidíssimas e supergrandes, unidades magneto-ópticas, unidades de CD-ROM e todas as
mais recentes maravilhas da nova tecnologia, é difícil ficar entusiasmado quando se observa uma unidade de disco flexível.
É lenta e não comporta muita coisa, se comparada aos demais tipos de unidades. Apesar de todas as deficiências que
apresenta, a unidade de disco flexível é uma conquista subestimada. Um livro repleto de informações pode estar contido em
um disco flexível que cabe na pasta ou até mesmo no bolso. Estas unidades estão em todo lugar, o que as torna um meio
seguro e prático de passar dados de um PC para outro. Não há necessidade de linhas de comunicação, redes ou ligações
infravermelhas, basta tirar o disquete com os dados gravados de uma máquina e colocá-lo em outra.

Com seu computador NeXT, Steve Jobs tentou acabar definitivamente com a unidade de disco flexível e promover a unidade
magneto-óptica como sendo o método ideal de distribuir os programas comerciais. A idéia tinha um toque de idealismo
tecnológico, mas não atingiu seu intento. Por causa de sua grande aceitação, o disco flexível é confiável e respeitado.
Ficará entre nós ainda durante um bom tempo. Embora unidades de disco flexível menores, mais rápidas e com maior capacidade
estejam se tornando componentes padrão de todos os computadores mais recentes, é difícil imaginá-los sem a velha unidade
de 5 1/4 polegadas. Ela é o disco de 78 rotações do mundo da informática. Durante muito tempo, depois de terem sido
lançados discos menores que tocavam mais músicas com maior fidelidade, as empresas fonográficas continuaram a produzir
seus velhos 78 rotações porque boa parte dos consumidores tinha investido muito nesse tipo de disco. Situação similar
ocorre agora com as unidades de 5 1/4 polegadas. Muita coisa está armazenada nelas e ainda são extremamente necessárias na
troca de informações entre usuários que ainda não possuem modelos mais novos.

Quando a unidade de 5 1/4 polegadas for suplantada, sua substituta não será a unidade magneto-óptica que Steve Jobs sonhou,
mas alguma variação da unidade de 3 1/2 polegadas. Com capacidade variando hoje em tomo de 700 kilobytes a 2,88 megabytes,
os discos menores armazenam mais dados que seus parentes maiores. O invólucro resistente permite manuseá-los com mais
facilidade. São extremamente mais baratos que os modelos similares de disco rígido removível — tão baratos que seu preço
não é um fator de importância. E já se tomaram um padrão para os computadores portáteis.

Apontando em outra direção, poderá surgir um tipo de armazenamento barato e portátil que usa chips rápidos de memória
(flash memory chips), com tamanho não maior que o de um cartão de crédito. Nos próximos anos, com certeza algum tipo de
unidade de disco flexível tornar-se-á padrão em todos os computadores pessoais.

Fonte: Evolução dos Computadores

Leitura de Arquivo de um Disco.

Leitura de Arquivo de um Disco.

DOS File Allocation Table File Cluster Letter.txt 3+12 Report.txt 4 budget.wk1 5,6 Cluster address cluster track sector.

1 - Quando você utiliza os comandos ou as funções de menu para ver um arquivo chamado LETTER.TXT, seu programa passa o
comando e o nome do arquivo para o DOS.
2 - O DOS verifica a FAT para saber as informações do diretório em uso e descobrir se o arquivo LETTER.TXT se encontra
neste diretório. (Se não estiver, e se você não forneceu o caminho correto, o DOS informa ao programa que não foi capaz
de encontrar o arquivo, e o programa exibe na tela uma mensagem de erro.)
3 - Se o DOS encontrar o arquivo LETTER.TXT no diretório correto, ele também busca na FAT o endereço do primeiro cluster
que contém o início do arquivo com o endereço dos demais clusters utilizados para armazenar esse arquivo.

4 - O DOS fornece a informação do endereço ao BIOS, que transmite os comandos à controladora da unidade de disco. Esta
movimenta a cabeça de leitura/gravação para os clusters que contêm o arquivo, de forma que a leitura seja corretamente
feita do início para o fim do arquivo.

5 - A unidade envia os dados lidos no disco através do BIOS, que coloca os dados na RAM, para que possam ser utilizados
pelo programa.

Nota - Quando você pede ao seu programa ou ao DOS que apague um arquivo, os dados que compõem esse arquivo não são
realmente apagados. Em vez disso, o DOS reescreve as informações na FAT sobre os clusters desse arquivo para informar que
os clusters podem ser reutilizados por outros arquivos. Como os dados permanecem no disco até que os clusters sejam
reutilizados, muitas vezes você poderá recuperar os dados apagados acidentalmente.

Fonte: Evolução dos Computadores

Gravação de um Arquivo no Disco.

Gravação de um Arquivo no Disco.

DOS Database WP Letter.txt Memo.txt Report.txt

1 - Quando você utiliza os comandos ou pressiona o botão do mouse para gravar um arquivo, o programa em uso envia um
comando para o DOS pedindo que o sistema operacional tome as providências necessárias para que o arquivo seja gravado no
disco. Como exemplo, suponha que você esteja usando um processador de textos para gravar um arquivo chamado LETTER.TXT.
2 - O DOS modifica a estrutura de diretório gravada na FAT para indicar que um arquivo chamado LETTER.TXT será gravado no
diretório atual (ou em outro diretório, caso você tenha indicado um caminho diferente).

File allocation table file cluster lwksht.wk1 1 report.jan 2 available 3 budget.wk1 4 cluster address cluster 3 track 1 sector 2,3,4,5
3 - O DOS verifica a FAT (File Allocation Table), buscando o número de um cluster em que possa gravar o arquivo sem
sobrepor qualquer outro dado já existente. Neste ponto, a FAT informa ao DOS que o cluster 3 está livre para receber dados.
4 - Através da FAT, o DOS também determina que a localização do cluster 3 abrange os setores 2,3,4 e 5 da trilha 1. O DOS
envia esta informação ao BIOS do PC.

5 - O BIOS libera o programa dos detalhes de gravação do arquivo. Ele pega os dados que compõem o arquivo LETTER.TXT de
onde o processador os estava utilizando na RAM. Ao mesmo tempo, ele dá instruções à controladora da unidade de disco para
gravar os dados que o BIOS está enviando, começando pelo setor 2 até o 5 na trilha 1.

File allocation table file available 12 available 13 memo2.txt 14 cluster address cluster 12 track 3 sector 6,7,8,9

6 - Se o arquivo for maior que o número de bytes contidos em um único cluster, o DOS pede à FAT que indique a posição de
outro cluster no qual o arquivo possa continuar a ser gravado. Os clusters não precisam ser necessariamente adjacentes no
disco. A FAT mantém um registro da cadeia de clusters espalhados que compõem o arquivo. O processo se repete até que o DOS
encontre um código especial chamado de marcador de fim do arquivo.

File allocation table file cluster letter.txt 3 report.txt 4 budget.wk1 5

7 - Finalmente, o DOS solicita à FAT que marque os clusters que compõem o arquivo LETTER.TXT para que posteriormente ele
possa saber quais blocos já estão sendo utilizados.

Fonte: Evolução dos Computadores

Formatação do Disco.

Formatação do Disco.

Sector cluster track.

1 - A primeira tarefa a ser feita pela unidade é formatar qualquer disco utilizado nela. A unidade faz isso gravando na
superfície do disco um padrão de 1s e 0s — como indicadores magnéticos. Esse padrão divide o disco no sentido radial em
setores e círculos concêntricos. Assim que a cabeça de leitura/gravação se move para frente e para trás sobre os discos
girando, ela lê os indicadores magnéticos para determinar seu posicionamento em relação aos dados na superfície do disco.

2 - A combinação de dois ou mais setores (sector) numa trilha (track) forma um cluster ou bloco. O número de bytes em um
cluster pode variar conforme a versão do DOS utilizada para formatar o disco e a capacidade do disco. Um cluster é a menor
parte que o DOS utiliza para guardar informação. Mesmo que um arquivo ocupe apenas 1 byte, haverá um cluster de 256 bytes
para guardar esse arquivo. O número de setores e trilhas e, portanto, o número de clusters que a unidade pode criar na
superfície do disco determina a capacidade do disco.

3 - A unidade cria um arquivo especial localizado no setor 0 do disco. (No mundo dos computadores, a numeração inicia-se
pelo 0 e não pelo 1.) Este arquivo é a tabela de alocação de arquivos ou FAT (acrônimo de File Allocation Table), como é
conhecida. A FAT é o local onde o DOS guarda as informações sobre a estrutura dos diretórios do disco e quais clusters
estão sendo utilizados para armazenar quais arquivos. Nas versões mais recentes do DOS, uma cópia idêntica da FAT é
mantida em outra posição se os dados na primeira FAT estiverem danificados. Normalmente, não se vê o conteúdo de nenhuma
FAT.

Fonte: Evolução dos Computadores

Leitura e Gravação de Bits no Disco.

Leitura e Gravação de Bits no Disco.

Coil core disk magnetic film.

Antes que algum dado possa ser gravado no disco, partículas de ferro espalhadas de forma aleatória em uma película magnética
(magnetic film) recobrem a superfície do disco (disk), que é similar à superfície das fitas magnéticas de áudio e vídeo.
Para organizar essas partículas em dados, os pulsos elétricos passam por uma bobina (coil) de fios que envolvem o núcleo
(core) de ferro no mecanismo da cabeça de leitura/gravação da unidade. A cabeça fica suspensa sobre a superfície do disco.
A eletricidade transforma o núcleo em um eletroímã capaz de mover as moléculas do invólucro, da mesma forma que uma criança
utiliza um imã para atrair limalha de ferro.

A bobina induz um campo magnético no núcleo assim que ele passa pelo disco. O campo, por sua vez, magnetiza as moléculas
de ferro da superfície do disco, forçando-as para que fiquem alinhadas com seus pólos positivos voltados para o pólo negativo
da cabeça de leitura/gravação, e seus pólos negativos voltados para o pólo positivo da cabeça. Os pólos positivo e negativo
estão representados no desenho pelas cores vermelha e azul, respectivamente.

Depois que a cabeça cria uma faixa magnética no disco em movimento, uma segunda faixa é criada ao lado dela. Juntas, as
duas faixas representam o menor elemento que um computador é capaz de criar — um bit. Se o bit representar o 1 binário,
após ter criado a primeira faixa, a corrente na bobina reverte para que os pólos magnéticos do núcleo sejam trocados e as
moléculas da segunda faixa fiquem alinhadas na direção oposta. Se o bit representar um 0 binário, as moléculas de ambas as
faixas ficam alinhadas na mesma direção.

Quando o segundo bit é armazenado, a polaridade de sua primeira faixa é sempre oposta à da faixa anterior, para indicar que
é um novo bit. Mesmo a unidade de disco mais lenta demora somente uma fração de segundo para criar cada faixa. Os bits
armazenados na ilustração abaixo representam o número binário 1011, que corresponde a 11 em números decimais.

Fourth bit (1) Third bit (1) Second bit (0) First bit (1)
Para ler os dados, nenhuma corrente elétrica é enviada para a cabeça de leitura/gravação quando esta passa pelo disco. O
que ocorre é um processo magnético inverso ao da gravação. Os bancos de moléculas polarizadas na superfície do disco
transformam-se em minúsculos imãs que criam um campo magnético pelo qual passa a cabeça de leitura/gravação. O movimento
da cabeça nesse campo magnético gera uma corrente elétrica que caminha num sentido ou noutro, através dos fios da bobina.
O fluxo da corrente depende das polaridades das faixas. Ao captar o movimento da corrente, o computador pode saber se a
cabeça de leitura/gravação está passando sobre 1 ou sobre 0.

Fonte: Evolução dos Computadores

Como Funciona o Armazenamento em Disco.

Como Funciona o Armazenamento em Disco.

Nesta parte do conteúdo, serão examinadas várias formas de armazenamento permanente que resolvem as tarefas de gravação
de dados, para que estes possam ser facilmente encontrados, e como os mecanismos de armazenamento gravam e recuperam
esses dados.

A forma mais comum de armazenamento permanente de dados é feita em discos. Sua capacidade pode variar de poucas centenas de
kilobytes a vários gigabytes, mas todos têm alguns elementos em comum. Em primeiro lugar, a maneira com que o mecanismo da
unidade cria os 1s e 0s que compõem a linguagem binária dos computadores pode ser diferente, mas o objetivo é alterar
microscopicamente as pequenas áreas da superfície do disco para que algumas áreas representem 0s e outras 1s. O disco não
possui caracteres diferentes para gravar um grande romance ou uma lista semanal de compras.

Outro elemento comum é o esquema que determina como os dados são organizados no disco. O sistema operacional do computador,
que na maioria dos casos é o MS-DOS, determina esse esquema.
O sistema operacional controla tantas operações do PC que muitos usuários se esquecem que DOS significa somente Disk
Operating System, ou seja, sistema operacional de disco, cuja função básica é controlar as unidades de disco.

Antes que qualquer informação possa ser armazenada em um disco magnético, o disco deve ser formatado. A formatação cria um
mapa orientador que permite à unidade armazenar e encontrar os dados de maneira ordenada. Esse mapa compõe-se de códigos
magnéticos envoltos em uma película que divide as superfícies do disco em setores (fatias) e trilhas (círculos concêntricos).
Tais divisões organizam o disco para que os dados possam ser gravados de forma lógica e acessados rapidamente através das
cabeças de leitura/gravação, que se movem para frente e para trás sobre o disco girando. O número de setores e trilhas que
cabem no disco definem sua capacidade.

Depois de formatado, gravar ou ler mesmo que seja o arquivo mais simples do disco é um processo complicado que envolve o
programa que você está usando, o DOS, o BIOS (Sistema Básico de Entrada/Saída) do PC e o próprio mecanismo da unidade. O
sistema operacional precisa ter uma forma de encontrar qualquer arquivo no disco. Como um arquivo pode ser fragmentado em
muitas seções separadas, toma-se necessário uma maneira de não perder as trilhas dessas seções. Também é imprescindível
haver um método de apagar um arquivo, para que o espaço ocupado por ele fique livre para receber outros arquivos.

Fonte: Evolução dos Computadores

Armazenamento de dados

Armazenamento de dados.

Por mais inteligente e rápida que a memória de um computador possa ser, a RAM apresenta uma falha imperdoável. É volátil
como fogo-fátuo. Com raras exceções, ao se desligar o computador todos os chips de memória perdem a informação que
armazenaram. O trabalho que você teve para organizar os números do orçamento do ano que vem, criar os documentos contábeis
ou digitar um grande compêndio desaparecerá se houver algum problema elétrico que impeça, mesmo que por uma fração de
segundo, o abastecimento contínuo de energia nos transistores dos chips da RAM.

Por sorte, há várias maneiras de se armazenar permanentemente os programas de computador e o trabalho feito com eles — todos
os dados são preservados mesmo que a energia elétrica seja desligada. A maneira mais comum de armazenamento permanente
ocorre através dos discos magnéticos — tanto os flexíveis como a grande variedade dos rígidos. O armazenamento magnético é
também utilizado na forma de fitas — um método de gravação permanente quase tão antigo quanto os primeiros computadores. Os
dispositivos de armazenamento e recuperação de dados que utilizam lasers estão ganhando popularidade. Recentemente, os
fabricantes de computadores passaram a pesquisar a criação de chips não voláteis que, ao contrário dos chips de RAM comuns,
poderão manter seu conteúdo quando o PC for desligado, por possuírem as próprias fontes de alimentação embutidas. Todos esses
métodos de armazenamento permanente de dados apresentam vantagens e desvantagens.

Os discos flexíveis são universais, portáteis e baratos, mas perdem em capacidade de armazenamento e velocidade. Os discos
rígidos ainda são, provavelmente, o melhor meio de armazenamento. Guardam e recuperam dados rapidamente, permitem gravar
diversos volumes de dados e não são caros levando-se em conta a relação custo por megabyte. Mas eles geralmente não são
portáteis, exceto as versões mais recentes e bem mais caras. As fitas permitem, a rigor, o armazenamento infinito de dados
a um baixo custo, mas são muito lentas para outra finalidade que não a de servir como cópia de segurança.

Algumas das formas mais recentes de armazenamento atendem os usuários de PCs que precisam armazenar enormes quantidades de
dados. As unidades de CD-ROM guardam até 500 megabytes de dados em um disco idêntico aos CDs que contêm música. Os discos
de CD-ROM são baratos de produzir, mas são somente dispositivos de leitura, ou seja, você só poderá utilizar os dados que
já vieram armazenados neles; não pode utilizá-los para armazenar novos dados. As unidades magneto-ópticas, como as de CD-ROM,
usam lasers para ler os dados mas possuem a vantagem de também poder gravar dados. São rápidas, portáteis e, em geral, têm
grande capacidade de armazenamento, mas só recentemente o custo caiu o suficiente para torná-las mais acessíveis.

Dois tipos de chips de memória retêm suas informações quando o computador é desligado. As EPROMs (acrônimo de Erasable
Programmable Read-Only Memory) são memórias de leitura apagável e programável encontradas na maioria dos computadores
pessoais. Elas têm o papel de fornecer as informações para a inicialização do PC, mas são lentas e seus dados só podem
ser alterados depois de expostas à luz ultravioleta. Os chips de RAM rápida (flash RAM), que combinam a possibilidade de
gravação e maior agilidade que os chips de RAM convencionais com a capacidade de manter os dados quando a energia é
cortada, poderão ser bastante comuns no futuro e tornar-se o meio ideal para armazenamento permanente. Mas por enquanto,
ainda são muito caros para substituir completamente os discos rígidos.

Apesar das diferentes tecnologias empregadas nos métodos de armazenamento, todas têm uma notação em comum para a gravação
de dados e um sistema similar para arquivar as informações de maneira que possam ser encontradas novamente. O armazenamento
permanente de dados é similar ao conceito adotado pelos sistemas de arquivamento de papéis. Os arquivos de papel precisam
ser preenchidos à mão ou datilografados, mas possuem a mesma linguagem. Se fossem guardados aleatoriamente em gavetas de
arquivos, seria impossível encontrá-los com facilidade e rapidez. Os arquivos eletrônicos, da mesma forma, precisam ser
armazenados numa certa ordem, dentro de um sistema lógico, e escritos numa linguagem comum.

Fonte: Evolução dos Computadores

Cache de RAM.

Cache de RAM.

CPU CACHE.

1 - O programa, através da unidade central de processamento (CPU), solicita dados ou alguma parte do código do programa
para serem utilizados pela CPU.
2 - O cache de RAM, embutido no circuito principal do PC, intercepta a solicitação que está a caminho da memória de acesso
aleatório. O cache pega os dados da RAM e os envia à CPU. A busca dos dados pela primeira vez pode demorar alguns ciclos de
clock, durante os quais a CPU não pode fazer nenhuma outra tarefa.

3- O cache também armazena uma cópia dos dados que foram gravados nos chips de memória de alta velocidade usados somente
por ele.

4 - Assim que o cache nota que a CPU está inativa, ele pega os dados ou o código do programa dos endereços de memória
adjacentes e leva para os endereços dos dados que o programa solicitou inicialmente. O cache armazena estes dados em chips
de memória de alta velocidade.

5 - Quando o programa solicitar novamente que os dados sejam enviados à CPU, o cache verifica se tais dados já estão
armazenados nos chips de memória de alta velocidade. Se estiverem, o cache pode enviá-los diretamente à CPU sem ter de
acessar os chips de memória mais lentos. A CPU fica menos tempo inativa e mais tempo trabalhando.

6 - Quando a CPU quer alterar algo que já está na memória, o cache verifica primeiro se o dado a ser alterado encontra-se
nos chips de alta velocidade. Se estiver, ele compara o dado que possui com as alterações e envia dados somente para aqueles
endereços da memória principal que contêm dados diferentes dos já armazenados nos chips de alta velocidade. Este processo
é mais rápido do que alterar todo o bloco de dados.

Nota - Além dos caches de RAM encontrados em vários PCs baseados nos microprocessadores 80386,80486 DX e SX da Intel, o
processador 486DX possui cache de 8KB dentro do próprio chip. 0 cache interno funciona como o cache de RAM externo no
sentido de acelerar ainda mais a movimentação dos dados.

Fonte: Evolução dos Computadores