Architettura del · PDF file Architettura del computer: 7 La memoria di massa: i dischi ottici...

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  • Architettura del computer: 5 La memoria di massa: l'hard disk

    Le memorie di massa

    Nei moderni computer la quantità di informazioni che occorre avere in memoria è

    molto alta, dell'ordine di milioni o di miliardi di byte. Non è possibile contenere questa

    montagna di informazioni nella memoria centrale per due importantissimi motivi già

    esaminati in precedenza:

    • la memoria centrale è un componente molto costoso per cui non è possibile

    costruire computer dotati di grosse quantità di questa memoria;

    • la memoria centrale, come già sappiamo, è una memoria volatile e quindi non è

    adatta a contenere permanentemente tutte le informazioni.

    Per questi motivi vengono utilizzati altri dispositivi di memoria, le cosiddette

    memorie di massa o memorie ausiliarie sulle quali è solo possibile conservare

    permanentemente dati e programmi: da esse, però, non può dipendere alcun tipo di

    elaborazione.

    Quindi, per poter elaborare dati o per poter eseguire programmi registrati su una

    memoria di massa occorre dapprima trasferirli in memoria centrale, unica memoria

    sulla quale la CPU è in grado di operare. Queste memorie presentano le seguenti

    caratteristiche:

    • possono contenere grandissime quantità di informazioni;

    • sono memorie trasportabili;

    • sono meno costose ma più lente della memoria centrale.

    I dispositivi di memoria di massa più comunemente utilizzati sono le memorie

    magnetiche, elettroniche e le memorie ottiche.

  • Architettura del computer: 5 La memoria di massa: l'hard disk

    I dischi magnetici

    II disco è un supporto di memorizzazione di massa ad accesso diretto costituito da

    un piatto accuratamente levigato le cui facce sono ricoperte di materiale magnetico.

    Il dispositivo di memorizzazione (chiamato anche drive) è, invece, composto da

    un'apparecchiatura dotata di testine, al cui interno il disco ruota velocemente attorno

    a un asse.

    La superficie del disco è composta da tantissime areole magnetizzabili nelle quali

    vengono memorizzati i dati binari tramite la testina di lettura/scrittura. Più piccole

    sono le areole, maggiore è la capacità del disco. Le areole si trovano su piste

    circolari concentriche denominate tracce, su cui i dati vengono memorizzati

    sequenzialmente, cioè uno di seguito all'altro. Ogni traccia è suddivisa in un numero

    fisso di settori, separati da zone neutre dette gap. L'operazione che provvede alla

    suddivisione del disco in tracce e settori viene detta formattazione del disco.

  • Architettura del computer: 6 La memoria di massa: dispositivi rimovibili

    Chiavi o chiavette USB

    Chiamate anche pendrive, sono piccoli e pratici dispositivi e permettono di archiviare dati e

    programmi. I sistemi operativi più recenti possono leggere e scrivere queste memorie senza

    installare un programma per farle funzionare (driver). Inizialmente poco più piccoli di un

    evidenziatore e con capienza variabile fra gli 8 e i 32 MB, la nuova generazione si è evoluta

    moltissimo, e in uno spazio poco più grande di due fiammiferi permette di archiviare molti GB di

    dati.

    Flash memory

    Oggi non possiamo più fare a meno delle memorie Flash nel quotidiano lavoro al computer.

    Queste riguardano innanzitutto le fotocamere digitali e i cellulari;

    La tecnologia della memoria flash è utilizzata nella produzione delle cosiddette memory card o

    schede di memoria

    SD

    Le schede MMC (MultiMedia Card) sono state tra le prime memory card; in alcuni cellulari sono

    utilizzate schede chiamate MMC micro che con un apposito adattatore possono essere lette

    nei lettori di MMC.

    Un altro tipo di schede molto diffuso è quello noto come SD (Secure Digital). Sono schede dalla

    capacità elevata (attualmente fino a 64 GB). Sono presenti in più formati, quello standard (32 x

    24 x 2,1 mm), le miniSD (21,5x20x1,4 mm) le microSD (11x15x1 mm). Le SDHC (Secure

    Digital High Capacity), anche chiamate SD 2.0, sono caratterizzate da capacità e velocità di

    trasferimento dati superiore rispetto alle normali SD. Nei computer esistono lettori che

    accettano più formati di memory card.

  • Architettura del computer: 7 La memoria di massa: i dischi ottici

    I dischi ottici

    Tra i più diffusi troviamo i CD (Compaci Disc), i dischi ottici sono un semplice

    pezzo di plastica policarbonata largo circa 12 cm e alto circa 1,2 mm. Su di

    esso è incisa una lunga traccia a spirale (diversamente dai dischi magnetici

    organizzati in tracce concentriche suddivise in settori) che parte dal centro e

    arriva all'esterno del disco ed è formata da una sequenza di aree piane (land).

    Durante la creazione di un CD, la traccia viene deformata con piccolissimi buchi

    (pit) creati sulle aree piane. Creando i pit sulla spirale non si fa altro che scrivere

    i singoli bit di ogni byte, O (land) e 1 (pit). Una volta che il pezzo di policarbonato

    è stato inciso con milioni di pit, uno strato di alluminio riflettente viene stampato

    per coprirli e proteggerli. Uno strato di acrilico e infine l'etichetta completano il

    tutto. Per quanto riguarda la lettura, i bit "ottici" sono letti da una testina che

    emette un fascio di luce (laser) che, durante la rotazione, colpisce le singole

    aree. Il pit si comporta come uno specchio, e quindi la luce incidente viene

    riflessa e raccolta da un dispositivo sensibile alla luce (diodo fotorilevatore). Il

    land, invece, cioè l'area piana, non si comporta come uno specchio e, quindi, la

    luce incidente è diffusa dai rilievi in tutte le direzioni e, pertanto, non viene

    rilevato alcun segnale riflesso. I dischi ottici sono molto più affidabili dei dischi

    magnetici, in quanto all'interno del drive la testina di lettura rimane sempre ad

    alcuni millimetri di distanza dalla superficie (mentre la testina di lettura/scrittura

    dei dischi magnetici sta a distanze dell'ordine dei micron negli hard disk e

    addirittura a contatto con la superficie nei floppy disk).

  • Architettura del computer: 7 La memoria di massa: i dischi ottici

    I dischi ottici

    I CD

    CD-ROM sono come i CD usati per registrare la musica. La sigla ROM (Read Only Memory)

    segnala che i dati, una volta memorizzati su CD, divengono indelebili e, pertanto, il CD potrà

    essere soltanto letto. La capacità tipica è di circa 650 MB (che nei CD audio corrisponde a 74-80

    min di registrazione), ma esistono anche modelli più capienti. La scrittura su CD-ROM è

    un'operazione delicata in quanto deve avvenire seguendo un ritmo costante e senza interruzioni.

    Se, per qualunque motivo, il flusso di dati durante la scrittura rimane bloccato, il CD diviene

    inservibile e occorre ricominciare tutto da capo con un CD nuovo. In commercio esistono anche i

    Mini CD, caratterizzati da un diametro ridotto (8 cm) e capacità di 180 MB o 21 minuti. Sono

    assolutamente compatibili con i normali lettori CD (eccetto quelli in cui il CD va inserito attraverso

    una fessura).

    • CD-R: (Recordable o Registrabili) possono essere scritti una sola volta o in più riprese

    (multisessione) ma non possono essere cancellati o riscritti. Hanno una capacità di 80 minuti,

    90 minuti (790 MB), 99 minuti (870 MB fino a 1,2 GB).

    • CD-RW (ReWritable o Riscrivibili): possono essere scritti più volte e successivamente

    cancellati (fino a 1000 volte). Hanno le stesse capacità dei CD-R.

  • Architettura del computer: 7 La memoria di massa: i dischi ottici

    I dischi ottici

    I DVD

    II DVD (Digital Versatile Disc)-ROM esteriormente è analogo al CD-ROM, ma può contenere da

    1,4 a 17 GB (cioè fino a 25 volte la capacità di un normale CD). Sono usati soprattutto per

    registrare i film digitali

    Oltre al DVD-ROM, esistono vari tipi di DVD:

    • DVD-R DVD+R possono essere scritti una sola volta.

    • DVD-RW possono essere scritti più volte e successivamente cancellati.

    • DVD+RW possono essere scritti più volte e successivamente cancellati. La loro caratteristica

    principale è la scrittura più veloce rispetto ai DVD-R e la maggiore flessibilità.

    Per aumentare la capacità di memorizzazione dei DVD, in commercio si trovano DVD che

    prendono il nome di DVD Dual Layer e DVD Double Layer.

    I DVD double layer permettono una doppia incisione nello stesso lato. La capacità del supporto

    non raddoppia esattamente, perché una parte di memoria è dedicata alla creazione di un indice e

    al controllo della distribuzione dei dati. Sono anche detti singolo lato ma doppio strato.

    I DVD dual layer o double side o "doppio lato", invece, possono essere incisi o riscritti da tutti e

    due i lati, occorre un particolare masterizzatore con tale funzionalità.

  • Architettura del computer: 7 La memoria di massa: i dischi ottici

    I dischi ottici

    Blu-ray

    II Blu-ray Disc è il supporto ottico proposto dalla Sony agli inizi del 2002 come evoluzione del

    DVD per la televisione ad alta definizione. Grazie all'utilizzo di un laser a luce blu, riesce a

    contenere fino a 50 GB di dati, qua