Armazenamento de dados de computador
Armazenamento de dados de computador ou armazenamento de dados digitais é a retenção de dados digitais por meio de tecnologia que consiste em componentes de computador e mídias de gravação. O armazenamento de dados digitais é uma função central e um componente fundamental dos computadores.
Um computador digital moderno representa dados usando o sistema binário. A célula de memória é o bloco de construção fundamental da memória do computador, armazenando um bit de informação binária que pode ser definido para armazenar um 1, redefinido para armazenar um 0 e acessado por meio da leitura da célula. Texto, números, imagens, áudio e quase qualquer outra forma de informação podem ser convertidos em uma sequência de bits, ou dígitos binários, cada um com o valor 0 ou 1. A unidade mais comum de armazenamento é o byte, igual a 8 bits. Os dados digitais compreendem a representação binária de uma informação, sendo frequentemente codificados pela atribuição de um padrão de bits a cada caractere, dígito ou objeto de multimídia. Existem muitos padrões para codificação (por exemplo, codificação de caracteres como ASCII, codificações de imagem como JPEG e codificações de vídeo como MPEG-4).
Criptografia
Por razões de segurança [en], certos tipos de dados podem ser criptografados no armazenamento para evitar a possibilidade de reconstrução não autorizada de informações a partir de fragmentos de instantâneos (snapshots) do armazenamento. A criptografia em trânsito protege os dados enquanto eles estão sendo transmitidos.
Compressão
Métodos de compressão de dados permitem, em muitos casos (como em um banco de dados), representar uma sequência de bits por uma sequência de bits mais curta ("comprimir") e reconstruir a sequência original ("descomprimir") quando necessário. Isso utiliza substancialmente menos armazenamento (dezenas de por cento) para muitos tipos de dados, ao custo de mais processamento (comprimir e descomprimir quando necessário). A análise do equilíbrio entre a economia de custo de armazenamento e os custos de computações relacionadas e possíveis atrasos na disponibilidade de dados é feita antes de decidir se certos dados devem ser mantidos comprimidos ou não.
Vulnerabilidade e confiabilidade
Diferentes tipos de armazenamento de dados possuem distintos pontos de falha e vários métodos de análise preditiva de falhas [en]. Vulnerabilidades que podem levar instantaneamente à perda total são o colapso da cabeça [en] em discos rígidos mecânicos e a falha de componentes eletrônicos [en] em armazenamento flash. A redundância [en] permite que o computador detecte erros em dados codificados (por exemplo, um bit flip [en] aleatório devido a radiação cósmica) e os corrija com base em algoritmos matemáticos. O método de verificação de redundância cíclica (CRC) é tipicamente usado em comunicações e armazenamento para detecção de erros. Soluções de redundância incluem replicação de armazenamento, espelhamento de disco [en] e RAID (Redundant Array of Independent Disks).
Sem uma quantidade significativa de memória, um computador só seria capaz de realizar operações fixas e produzir o resultado imediatamente, exigindo assim uma reconfiguração [en] de hardware para que um novo programa fosse executado. Isso é frequentemente usado em dispositivos como calculadoras de mesa, processadores digitais de sinal e outros dispositivos especializados. Máquinas de Von Neumann diferem por possuírem uma memória na qual as instruções [en] de operação e os dados são armazenados,:20 de modo que não precisam ser reconfiguradas para cada novo programa, mas podem simplesmente ser reprogramadas com novas instruções na memória. Elas também tendem a ser mais simples de projetar, pois um processador relativamente simples pode manter um estado entre computações sucessivas para construir resultados procedimentais complexos. A maioria dos computadores modernos são máquinas de von Neumann.
Armazenamento e memória
No uso contemporâneo, o termo "armazenamento" geralmente se refere a um subconjunto do armazenamento de dados de computador que compreende dispositivos de armazenamento e suas mídias não acessíveis diretamente pela CPU, ou seja, armazenamento secundário ou terciário. Formas comuns de armazenamento incluem discos rígidos, unidades de disco óptico e dispositivos não voláteis (ou seja, dispositivos que retêm seu conteúdo quando o computador é desligado). Por outro lado, o termo "memória" é usado para se referir ao armazenamento de dados de leitura e escrita [en] em semicondutores, tipicamente a memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM). A DRAM é uma forma de memória volátil que também requer que a informação armazenada seja periodicamente relida e reescrita, ou atualizada [en]; a RAM estática (SRAM) é semelhante à DRAM, embora nunca precise ser atualizada enquanto a energia for aplicada.
Conectividade de rede
Um armazenamento secundário ou terciário pode se conectar a um computador utilizando redes de computadores. Este conceito não se aplica ao armazenamento primário.
O armazenamento em nuvem baseia-se em uma infraestrutura altamente virtualizada. Um subconjunto da computação em nuvem, possui interfaces nativas da nuvem específicas, elasticidade e escalabilidade quase instantâneas, multilocação [en] e recursos tarifados. Serviços de armazenamento em nuvem podem ser usados a partir de um serviço fora das instalações (off-premises) ou implantados localmente (on-premises).
Modelos de implantação
Modelos de implantação em nuvem definem as interações entre provedores de nuvem e clientes.
Tipos
Existem três tipos de armazenamento em nuvem:
As tecnologias de armazenamento em todos os níveis da hierarquia podem ser diferenciadas avaliando certas características fundamentais, bem como medindo características específicas de uma implementação particular. Essas características principais são:
Imagem: Denilson Novaes · BY · Openverse
Semicondutores
A memória semicondutora utiliza chips de circuito integrado (CI) baseados em semicondutores para armazenar informações. Os dados são tipicamente armazenados em células de memória de metal-óxido-semicondutor (MOS). Um chip de memória semicondutora pode conter milhões de células de memória, consistindo em minúsculos transistores de efeito de campo MOS (MOSFETs) e/ou capacitores MOS. Existem formas voláteis e não voláteis de memória semicondutora, sendo que a primeira utiliza MOSFETs padrão e a segunda utiliza MOSFETs de porta flutuante [en]. Em computadores modernos, o armazenamento primário consiste quase exclusivamente em memória de acesso aleatório (RAM) semicondutora volátil dinâmica, particularmente memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM). Desde a virada do século, um tipo de memória semicondutora de porta flutuante não volátil conhecida como memória flash ganhou espaço constante como armazenamento offline para computadores domésticos. A memória semicondutora não volátil também é usada para armazenamento secundário em vários dispositivos eletrônicos avançados e computadores especializados projetados para elas.
Magnéticas
O armazenamento magnético utiliza diferentes padrões de magnetização em uma superfície revestida magneticamente para armazenar informações. O armazenamento magnético é não volátil. A informação é acessada usando uma ou mais cabeças de leitura/escrita. Em computadores modernos, o armazenamento magnético assume as seguintes formas: Em computadores antigos, o armazenamento magnético também era usado como: O armazenamento magnético não possui um limite definido de ciclos de regravação como o armazenamento flash, pois a alteração dos campos magnéticos não causa desgaste físico. Em vez disso, sua vida útil é limitada por peças mecânicas.
Ópticas
O armazenamento óptico [en], tipicamente o disco óptico, armazena informações em deformidades na superfície de um disco circular e lê essas informações iluminando a superfície com um diodo laser e observando a reflexão. O armazenamento em disco óptico é não volátil. As seguintes formas estão em uso comum: O armazenamento em disco magneto-óptico [en] é um armazenamento em disco óptico no qual o estado magnético em uma superfície ferromagnética armazena informações. A informação é lida opticamente e gravada combinando métodos magnéticos e ópticos. O armazenamento em disco magneto-óptico é um armazenamento não volátil, de acesso sequencial, escrita lenta e leitura rápida, utilizado para armazenamento terciário e offline.
Papel
O armazenamento de dados em papel [en], tipicamente na forma de fita de papel ou cartões perfurados, foi usado por muito tempo para armazenar informações para processamento automático. Códigos de barras permitem que objetos vendidos ou transportados tenham informações legíveis por computador anexadas de forma segura. Quantidades pequenas de dados podem ser armazenadas em papel como códigos de matriz [en] para arquivamento de longuíssimo prazo, já que a longevidade do papel costuma exceder a do armazenamento magnético.
