Herarquia de Memória 3

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ARQUITETURA DE COMPUTADORES
MODERNOS
Ciência da Computação
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
Memória Secundária
(parte 4)
Compact
Disk
Recordable
(Gravável)
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-R
• Este dispositivo é diferente dos discos magnéticos,
pois uma vez gravado, não pode ser regravado.
• Em termos físicos, os CD-Rs são discos de
policarbono, o mesmo material utilizado para a
construção dos CD-ROMs.
• Na aparência o CD-R se parece muito com o CD-
ROM, exceto pela cor da face reflexiva. No CD-ROM
a cor predominante é a prateada enquanto no CD-R
é a dourada.
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-R
• Ao contrário do CD-ROM que tem depressões
físicas (furos) em sua mídia, no CD-R a diferença
entre a reflexão causada por um pit e por um land
precisa ser simulada.
• Isso é feito adicionando-se uma camada de tinta
entre o policarbono e a camada reflexiva dourada:
 Cianina (esverdeada)
 Ftalocianina (alaranjada)
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-R
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-R
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-R
Faixa de 
“queima” 
do CD.
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-R
• Num CD-R virgem o estado inicial da tinta é
transparente, e deixa passar através dela a luz
emitida pelo laser, que será refletida na camada
reflexiva.
• Para escrever (gravar) no CD-R, há necessidade de
um laser de alta potência (8 a 16 mW).
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-R
• Quando o feixe laser atinge um ponto da tinta (em
alta potência), esse ponto fica aquecido, quebrando
uma cadeia química. Essa mudança na estrutura
molecular cria um ponto negro, ou seja, “queima” a
tinta.
 Para gravação: alta potência
 Para leitura: baixa potência
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-R
• Este ponto negro, ao ser lido, não reflete a luz,
simulando um pit.
• Onde a tinta não foi “queimada” há reflexão de luz,
simulando um land.
• Isto permite ler um CD-R num drive de CD-ROM.
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-R
Camada Reflexiva
Camada de Tinta
Policarbono
Diodo a laser 
infravermelho
Fotodetector
Prisma
Etiqueta
Policarbono
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-R
Compact
Disk
ReWritable
(Regravável)
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-RW
• Este dispositivo permite regravações sobre uma
mesma mídia, a exemplo do que ocorre com os
discos magnéticos.
• Diferentemente do CD-R que utiliza uma camada de
tinta para simular os pits e lands, o CD-RW utiliza
uma liga metálica composta de:
 Prata (Ag - 47)
 Índio (In - 49)
 Antimônio (Sb - 51)
 Telúrio (Te - 52)
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-RW
• Esta liga apresenta dois estados estáveis, ambos
com diferentes graus de reflexão :
 Cristalino (transparente e, portanto, reflexivo)
 Amorfo (opaco e, portanto, ponto negro)
• No CD-RW virgem a liga é fornecida inteiramente no
estado cristalino.
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-RW
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-RW
• Os drives de CD-RW operam com três potências
distintas do laser:
 Na potência alta, o laser derrete a liga,
convertendo-a do estado cristalino (reflexivo)
para o amorfo (ponto negro), simulando um
pit.
 Na potência média, o laser derrete e regenera
a liga, fazendo-a voltar para o estado
cristalino, simulando um land (“apaga” a
gravação anterior).
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-RW
• Os drives de CD-RW operam com três potências
distintas do laser (continuação):
 A potência baixa é utilizada para ler o CD-RW.
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-RW
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – CD-RW
Digital
Video
Disk
Digital
Versatile
Disk
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – DVD
• Os DVDs usam as mesmas especificações dos CD-
ROMs: discos de 120 mm de diâmetro de
policarbono, contendo pits e lands que são
iluminados por um diodo a laser e lidos por um
fotodetector.
• As diferenças são:
 Pits menores (0,4 mícron contra 0,8 nos CDs)
 Uma espiral mais apertada (0,74 mícron contra
1,6 nos CDs)
 Laser vermelho
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MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – DVD
Comparação entre CDs e DVDs:
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – DVD
• Com estas inovações a capacidade do DVD chegou
a 4,7 GB.
• Utilizando compressão de dados, um DVD deste
tipo pode armazenar:
 Um vídeo de 133 min em alta resolução
 Trilhas sonoras em 8 idiomas diferentes
 Legendas em 32 idiomas diferentes
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – DVD
• Há 4 formatos para os DVDs:
 Um único lado, com uma camada única: 4,7 GB
 Um único lado, com duas camada: 8,5 GB
 Dois lados, com uma camada única em cada um:
9,4 GB
 Dois lados, com duas camadas cada: 17 GB
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – DVD
• A tecnologia de gravação de duas camadas tem
uma das camadas reflexivas embaixo, encimada
por outra camada semi-reflexiva. Dependendo de
onde estiver focalizado o laser, atravessa uma das
duas camadas.
• O nível mais baixo precisa de pits e lands
ligeiramente maiores para poder ser lido de
maneira confiável.
• Por isso, a capacidade do nível inferior é um pouco
menor que aquela do nível superior.
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – DVD
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – DVD
• Os discos com dois lados de gravação nada mais
são do que dois discos de 0,6 mm de espessura,
cada um deles gravado de um único lado, e colados
um ao outro pelos lados não gravados.
• Para fazer com que a espessura de todas as
versões seja a mesma, um disco com um só lado
gravado é colado a outro disco de 0,6 mm vazio
(não tem nada gravado, é só para manter a
espessura padrão de 1,2 mm).
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – DVD
Estrutura do DVD de dois lados e duas camadas
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – DVD
Digital
Versatile
Disk
Recordable
(Gravável)
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – DVD-R E DVD-RW
Digital
Versatile
Disk
ReWritable
(Regravável)
A letra "e" da palavra “Blue” foi eliminada do
nome de forma intencional para permitir o
registro da marca, já que a expressão “Blue
Ray" é usada frequentemente e não pode ser
patenteada.
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – BD (BLU-RAY DISC)
• Este disco utiliza a tecnologia do laser azul-violeta
com 405 nm (1 nanômetro = 10-9 metros) de
comprimento de onda, em contraste com os 650 nm
do laser vermelho utilizado nos DVDs tradicionais.
• Sua base, contudo, não é o policarbono. Ela é feita
de papel, o que torna seu descarte ecologicamente
correto.
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – BD (BLU-RAY DISC)
O BD-RW (Blu-Ray Disc ReWritable) tem uma taxa de
transferência de 36 Mbps (taxa 1 X) e pode conter até
25 GB de dados numa única camada e 50 GB em
duas camadas. Um disco com capacidade de 50 GB
comporta até 9 horas de vídeo em HD (“high
definition” - alta definição) ou, aproximadamente, 23
horas de vídeos em SD (“standard definition” -
definição padrão).
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – BD (BLU-RAY DISC)
Há 4 formatos:
 Um único lado, com uma camada única: 25 GB
(comporta 6 horas de vídeo em alta definição)
 Um único lado, com duas camada: 50 GB
 Dois lados, com duas camadas cada: 100 GB
 Previsões para:
 8 camadas: 200 GB (4 de cada lado)
12 camadas: 400 GB (6 de cada lado)
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – BD (BLU-RAY DISC)
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
MEMÓRIA SECUNDÁRIA: DISCOS ÓPTICOS – BD (BLU-RAYDISC)
ARQUITETURA DE COMPUTADORES
MODERNOS
Ciência da Computação
HIERARQUIA DE MEMÓRIA
Memória Secundária
(parte 4)