Bài giảng Chương 7 - Bộ nhớ ngoài

Bài giảng Chương 7 - Bộ nhớ ngoài trình bày những cột mốc trong tiến trình phát triển ổ đĩa cứng; tổ chức và định dạng dữ liệu; đĩa từ; tổ chức dữ liệu trên đĩa; các đặc trưng chính; sự di chuyển của đầu đọc...

Trang 1

CHƯƠNG 7: BỘ NHỚ NGOÀI

 50 năm tr50 năm trướước đây, ngày 13/9/1956, chi c c ng c đây, ngày 13/9/1956, chi c c ng ếế ổổ ứứRAMAC (1956) – Chi c c ng máy tính đ u tiên trên ế ổ ứ ầ

RAMAC (1956) – Chi c c ng máy tính đ u tiên trên ế ổ ứ ầ

th gi i đã ra đ i, v i c u t o làm t 50 l p đĩa có ế ớ ờ ớ ấ ạ ừ ớ

đường kính t i 0,6m, n ng t i 1 t n và ch ch a ớ ặ ớ ấ ỉ ứ

được 5MB d li u. ữ ệ

 S n ph m RAMAC tích h p có chi u r ng g p đôi 2 S n ph m RAMAC tích h p có chi u r ng g p đôi 2 ảả ẩẩ ợợ ềề ộộ ấấchi c t l nh, nh ng l i không cao b ng và n ng 1 t n. ế ủ ạ ư ạ ằ ặ ấ

chi c t l nh, nh ng l i không cao b ng và n ng 1 t n. ế ủ ạ ư ạ ằ ặ ấRAMAC có t ng c ng 50 l p đĩa có đổ ộ ớ ường kính kho ng ả

RAMAC có t ng c ng 50 l p đĩa có đổ ộ ớ ường kính kho ng ả0,6m v i t c đ quay trung bình đ t 1.200 /phút, nh ng ớ ố ộ ạ ư

0,6m v i t c đ quay trung bình đ t 1.200 /phút, nh ng ớ ố ộ ạ ưdung lượng l u tr ch có đúng 5MB, đ đ l u m t bài ư ữ ỉ ủ ể ư ộ

dung lượng l u tr ch có đúng 5MB, đ đ l u m t bài ư ữ ỉ ủ ể ư ộhát có đ dài 5 phút độ ược mã hoá chu n MP3 128bit. ẩ

hát có đ dài 5 phút độ ược mã hoá chu n MP3 128bit. ẩ

 IBM ch cho xu t xIBM ch cho xu t xỉỉ ấ ưởấ ưởng đúng 12 chi c đĩa RAMAC. ng đúng 12 chi c đĩa RAMAC. ế ổế ổ

Trang 2

 Ngày nay, chúng ta có nh ng chi c đĩa c ng v i r t Ngày nay, chúng ta có nh ng chi c đĩa c ng v i r t ữữ ế ổế ổ ứứ ớ ấớ ấnhi u kích c và đ c tính khác nhau. T chi c đĩa ề ỡ ặ ừ ế ổ

nhi u kích c và đ c tính khác nhau. T chi c đĩa ề ỡ ặ ừ ế ổ

c ng nh nh t th gi i c a Toshiba v i kích thứ ỏ ấ ế ớ ủ ớ ước

c ng nh nh t th gi i c a Toshiba v i kích thứ ỏ ấ ế ớ ủ ớ ước kho ng 2cm và dung lả ượng l u tr 2GB và 4GB cho đ n ư ữ ế

kho ng 2cm và dung lả ượng l u tr 2GB và 4GB cho đ n ư ữ ế

nh ng chi c đĩa c ng dung lữ ế ổ ứ ượng kh ng l 750GB. ổ ồ

nh ng chi c đĩa c ng dung lữ ế ổ ứ ượng kh ng l 750GB. ổ ồCác nhà s n xu t đã tung ra th trả ấ ị ường hàng lo t s n ạ ả

Các nhà s n xu t đã tung ra th trả ấ ị ường hàng lo t s n ạ ả

ph m đĩa c ng dành riêng cho máy ch , máy tính đ ẩ ổ ứ ủ ể

ph m đĩa c ng dành riêng cho máy ch , máy tính đ ẩ ổ ứ ủ ểbàn, máy tính xách tay, máy ghi video, thi t b nghe ế ị

bàn, máy tính xách tay, máy ghi video, thi t b nghe ế ị

nh c s … B n có th tìm th y đĩa c ng b t k đâu, ạ ố ạ ể ấ ổ ứ ở ấ ỳ

nh c s … B n có th tìm th y đĩa c ng b t k đâu, ạ ố ạ ể ấ ổ ứ ở ấ ỳtrong m t chi c ô tô, máy bay hay trong các ng d ng ộ ế ứ ụ

trong m t chi c ô tô, máy bay hay trong các ng d ng ộ ế ứ ụquân s Bên c nh đó, giá thành c a đĩa c ng cũng ư ạ ủ ổ ứ

quân s Bên c nh đó, giá thành c a đĩa c ng cũng ư ạ ủ ổ ứ

đã gi m đí m t cách đáng k N u chi c dung lả ộ ể ế ế ượng l u ư

tr trong ữ ổ c ng RAMAC c a IBM có giá ứ ủ

Trang 3

Nh ng c t ữ ộ m c trong ti n trình phát tri n đĩa c ngố ế ể ổ ứ

1956 Ổ ứ c ng IBM RAMAC 350 v i 50 l p đĩa có đ ớ ớ ườ ng kính 24inch

1962 IBM s n xu t thành công h th ng l u tr k t h p 6 đĩa c ng 14inch, ả ấ ệ ố ư ữ ế ợ ổ ứ

m i có dung l ỗ ổ ượ ng l u tr 2MB ư ữ

1979 IBM s n xu t thành công đĩa c ng 8inch ả ấ ổ ứ

1980 Ổ đĩa c ng 5.25inch Winchester l n đ u tiên ra m t. Thi t k c a lo i ứ ầ ầ ắ ế ế ủ ạ ổ

đĩa này đóng m t vai trò quan tr ng trong s phát tri n c a th tr ộ ọ ự ể ủ ị ườ ng PC.

1983 Rodine ra m t đĩa c ng 10MB 3.25inch. Kích th c đĩa này hi n v n ắ ổ ứ ướ ổ ệ ẫ

là kích th ướ c chu n c a đĩa c ng hi n nay ẩ ủ ổ ứ ệ

1988 PrairieTek ra m t đĩa c ng 2.5inch 20MB. Kích th c c a đĩa này ắ ổ ứ ướ ủ ổ

hi n là kích th ệ ướ c chu n đĩa c ng dành cho laptop hi n nay ẩ ổ ứ ệ

1991 Integrated Peripherals ra m t đĩa 1.8inch. Lo i đĩa này ch th c s ắ ổ ạ ổ ỉ ự ự

đ ượ c bi t đ n khi Apple tung ra chi c iPod đ u tiên kho ng 10 năm tr ế ế ế ầ ả ướ c đây.

1992 HewlettPackard ra m t đĩa c ng 1.3inch ắ ổ ứ

1999 IBM ra m t đĩa c ng "tí hon" 1inch 340MB. Dung l ng lo i này ắ ổ ứ ượ ạ ổ

hi n đã lên t i 8GB ệ ớ

2004 Toshiba thu nh kích th c đĩa c ng xu ng còn 0.85 inch. Đây đ c ỏ ướ ổ ứ ố ượ

Trang 4

 Đĩa t là m t t m kim lo i/nh a hình tròn có b m t ph v t Đĩa t là m t t m kim lo i/nh a hình tròn có b m t ph v t ừ ừ ộ ấ ộ ấ ạ ạ ự ự ề ề ặ ặ ủ ậ ủ ậ

li u t tính. D li u đ ệ ừ ữ ệ ượ c ghi lên/đ c ra t đĩa thông qua m t ọ ừ ộ

thi t b g i là đ u đ c. Trong khi có thao tác đ c/ghi, đ u đ c ế ị ọ ầ ọ ọ ầ ọ

đ ng yên và t m đĩa quay liên t c bên d ứ ấ ụ ướ i nó.

 C ch ghi d a trên t tr C ch ghi d a trên t tr ơ ơ ế ế ự ự ừ ườ ừ ườ ng sinh b i dòng đi n đi qua ng ng sinh b i dòng đi n đi qua ng ở ở ệ ệ ố ố

xo n. Các xung đ ng đ ắ ộ ượ c g i đ n đ u đ c, sau đó nh ng ử ế ầ ọ ữ

khuôn d ng t khác nhau ng v i các dòng đi n âm/d ạ ừ ứ ớ ệ ươ ng

s đ ẽ ượ c ghi lên b m t đĩa bên d ề ặ ở ướ i.

 C ch đ c d a trên dòng đi n trong ng xo n v n đ C ch đ c d a trên dòng đi n trong ng xo n v n đ ơ ơ ế ọ ế ọ ự ự ệ ệ ố ố ắ ắ ố ố ượ ượ c c sinh b i s d ch chuy n t tr ở ự ị ể ừ ườ ng quanh nó. Khi b m t đĩa ề ặ

sinh b i s d ch chuy n t tr ở ự ị ể ừ ườ ng quanh nó. Khi b m t đĩa ề ặ

đi qua d ướ i đ u đ c, nó s sinh ra m t dòng đi n có cùng ầ ọ ẽ ộ ệ

c c v i dòng đã đ ự ớ ượ c ghi tr ướ c đó.

7.1 ĐĨA TỪ

Trang 6

TỔ CHỨC VÀ ĐỊNH DẠNG DỮ LIỆU

 Đ u đ c là m t thi t b t Đ u đ c là m t thi t b t ầ ầ ọ ọ ộ ộ ế ế ị ươ ị ươ ng đ i nh có kh năng đ c/ghi ng đ i nh có kh năng đ c/ghi ố ố ỏ ỏ ả ả ọ ọ

t /lên m t ph n c a t m đĩa quay bên d ừ ộ ầ ủ ấ ướ i. Đi u này d n ề ẫ

đ n vi c t ch c d li u trên đĩa theo d ng m t t p h p các ế ệ ổ ứ ữ ệ ạ ộ ậ ợ

vòng tròn đ ng tâm g i là các ồ ọ

vòng tròn đ ng tâm g i là các ồ ọ track (rãnh). M i track có cùng (rãnh). M i track có cùng ỗ ỗ

đ r ng nh đ u đ c ộ ộ ư ầ ọ

 Các rãnh k nhau đ Các rãnh k nhau đ ề ề ượ ượ c phân bi t b ng các c phân bi t b ng các ệ ệ ằ ằ gap (kho ng (kho ng ả ả

tr ng), nh đó ngăn ch n m c t i thi u các sai sót do s ố ờ ặ ở ứ ố ể ự

canh biên không chính xác c a đ u đ c ho c nhi u c a các ủ ầ ọ ặ ễ ủ

tr ườ ng đi n t Đ đ n gi n hóa v m t đi n t , m i track có ệ ừ ể ơ ả ề ặ ệ ử ỗ

s bit thông tin b ng nhau. Do đó d trù m t tính theo s bit ố ằ ộ ậ ố

trên m i inch tuy n tính s tăng lên khi chúng ta đi t track xa ỗ ế ẽ ừ

Trang 7

Tổ chức dữ liệu trên đĩa

Trang 9

 Nh đã đ c p đ n trong các ch Nh đã đ c p đ n trong các ch ư ư ề ậ ề ậ ế ế ươ ươ ng tr ng tr ướ ướ c, d li u c, d li u ữ ệ ữ ệ

đ ượ c chuy n đ n và đi kh i đĩa theo t ng kh i m t. ể ế ỏ ừ ố ộ

đ ượ c chuy n đ n và đi kh i đĩa theo t ng kh i m t. ể ế ỏ ừ ố ộ Thông th ườ ng kích th ướ c c a m t kh i d li u nh ủ ộ ố ữ ệ ỏ

Thông th ườ ng kích th ướ c c a m t kh i d li u nh ủ ộ ố ữ ệ ỏ

h n dung l ơ ượ ng c a track. C th h n, d li u ủ ụ ể ơ ữ ệ

đ ượ ư c l u trong các vùng có kích th ướ c kh i g i là ố ọ

sector (cung). Trên m i track th (cung). Trên m i track th ỗ ỗ ườ ườ ng có t 10 đ n ng có t 10 đ n ừ ừ ế ế

100 sector d li u và chúng có th có đ dài c ữ ệ ể ộ ố

đ nh hay thay đ i. Đ tránh nh ng sai sót v đ ị ổ ể ữ ề ộ

đ nh hay thay đ i. Đ tránh nh ng sai sót v đ ị ổ ể ữ ề ộ chính xác có th x y ra trong h th ng, các sector ể ả ệ ố

chính xác có th x y ra trong h th ng, các sector ể ả ệ ố

li n nhau đ ề ượ c tách bi t b i các gap liên track (liên ệ ở

li n nhau đ ề ượ c tách bi t b i các gap liên track (liên ệ ở – b n ghi) ả

– b n ghi) ả

Trang 10

 V i cách t ch c nh v y, đ xác đ nh t ng sector V i cách t ch c nh v y, đ xác đ nh t ng sector ớ ớ ổ ổ ứ ứ ư ậ ư ậ ể ể ị ị ừ ừ trong track, c n ph i có m t đi m b t đ u c a track ầ ả ộ ể ắ ầ ủ

trong track, c n ph i có m t đi m b t đ u c a track ầ ả ộ ể ắ ầ ủ cũng nh cách th c nh n bi t đi m b t đ u và k t ư ứ ậ ế ể ắ ầ ế

cũng nh cách th c nh n bi t đi m b t đ u và k t ư ứ ậ ế ể ắ ầ ế thúc c a m t sector. Các yêu c u này đ ủ ộ ầ ượ c qu n lý ả

thúc c a m t sector. Các yêu c u này đ ủ ộ ầ ượ c qu n lý ả thông qua d li u đi u khi n đã đ ữ ệ ề ể ượ c ghi lên đĩa.

thông qua d li u đi u khi n đã đ ữ ệ ề ể ượ c ghi lên đĩa.

Do v y đĩa s đ ậ ẽ ượ c đ nh d ng v i m t s d li u ị ạ ớ ộ ố ữ ệ

ph đi kèm và ch đ ụ ỉ ượ c s d ng b i đĩa. Ng ử ụ ở ổ ườ i

s d ng không th truy c p đ n nh ng d li u này ử ụ ể ậ ế ữ ữ ệ

Trang 11

CÁC ĐẶC TRƯNG CHÍNH

 Nh ng đ c tr ng chính c a đĩa bao g m: Nh ng đ c tr ng chính c a đĩa bao g m: ữ ữ ặ ặ ư ư ủ ủ ồ ồ

 S di chuy n c a đ u đ c S di chuy n c a đ u đ c ự ự ể ể ủ ủ ầ ầ ọ ọ

 Tính kh chuy n c a đĩa Tính kh chuy n c a đĩa ả ả ể ể ủ ủ

 Các m t đĩa Các m t đĩa ặ ặ

 Các t m đĩa Các t m đĩa ấ ấ

 C ch làm vi c c a đ u đ c C ch làm vi c c a đ u đ c ơ ơ ế ế ệ ệ ủ ủ ầ ầ ọ ọ

Trang 12

SỰ DI CHUYỂN CỦA ĐẦU ĐỌC

 Đ u đ c có th đ Đ u đ c có th đ ầ ầ ọ ọ ể ể ượ ượ c gi c đ nh ho c di c gi c đ nh ho c di ữ ố ữ ố ị ị ặ ặ chuy n theo h ể ướ ng tâm đĩa. V i đ u đ c c ớ ầ ọ ố

chuy n theo h ể ướ ng tâm đĩa. V i đ u đ c c ớ ầ ọ ố

đ nh, có m t đ u đ c/ghi cho m i track. T t c ị ộ ầ ọ ỗ ấ ả

các đ u đ c đ ầ ọ ượ c g n lên m t tay đòn kéo dài ắ ộ

qua t t c các track trên đĩa. V i đ u đ c có th ấ ả ớ ầ ọ ể

di chuy n, ch có m t đ u đ c/ghi duy nh t. ể ỉ ộ ầ ọ ấ Ở

đây đ u đ c cũng đ ầ ọ ượ c g n lên m t tay đòn có ắ ộ

th kéo dài ho c thu ng n ng v i v trí c a ể ặ ắ ứ ớ ị ủ

track c n truy c p trên đĩa. Hình 5.2 mô t các ầ ậ ả

lo i đ u đ c c đ nh và không c đ nh ạ ầ ọ ố ị ố ị

Trang 14

đi n t c n thi t cho vi c nh p/xu t d li u nh phân. ệ ử ầ ế ệ ậ ấ ữ ệ ị

đi n t c n thi t cho vi c nh p/xu t d li u nh phân. ệ ử ầ ế ệ ậ ấ ữ ệ ịĐĩa không th tháo r i để ờ ược g n vĩnh vi n vào trong ắ ễ ổ

Đĩa không th tháo r i để ờ ược g n vĩnh vi n vào trong ắ ễ ổđĩa trong khi đĩa có th tháo r i có th l y ra và thay ổ ể ờ ể ấ

đĩa trong khi đĩa có th tháo r i có th l y ra và thay ổ ể ờ ể ấ

th b ng m t đĩa khác.ế ằ ộ ổ

 L i ích c a lo i đĩa có th tháo r i là kh năng cung c p L i ích c a lo i đĩa có th tháo r i là kh năng cung c p ợợ ủủ ạạ ểể ờờ ảả ấấ

m t lộ ượng d li u không có gi i h n trên m t h th ng ữ ệ ớ ạ ộ ệ ố

gi i h n các đĩa. H n n a đĩa đó còn có th di chuy n ớ ạ ổ ơ ữ ể ể

t máy tính này sang máy tính khác.ừ

Trang 15

theo chi u th ng đ ng v i nhi u tay đòn đ ề ẳ ứ ớ ề ượ c

cung c p. Các t m đĩa nh th đ ấ ấ ư ế ượ c t ch c ổ ứ

theo đ n v disk pack (gói đĩa) ơ ị

Trang 16

Cơ chế làm việc của đầu đọc

 C ch làm vi c c a đ u đ c trong thao tác đ c/ghi C ch làm vi c c a đ u đ c trong thao tác đ c/ghi ơ ơ ế ế ệ ệ ủ ủ ầ ầ ọ ọ ọ ọ cho phép phân lo i đĩa r t rõ ràng. Chúng ta có ba ạ ấ

cho phép phân lo i đĩa r t rõ ràng. Chúng ta có ba ạ ấ

 C ch 2: C ch 2: ơ ơ ế ế cho phép ti p xúc v m t v t lý gi a cho phép ti p xúc v m t v t lý gi a ế ế ề ề ặ ặ ậ ậ ữ ữ

đ u đ c v i b m t đĩa ầ ọ ớ ề ặ

 C ch 3: C ch 3: ơ ơ ế ế kho ng cách gi a đ u đ c v i b m t kho ng cách gi a đ u đ c v i b m t ả ả ữ ữ ầ ầ ọ ọ ớ ề ặ ớ ề ặ đĩa có th thay đ i trong quá trình đ c/ghi ể ổ ọ

đĩa có th thay đ i trong quá trình đ c/ghi ể ổ ọ

Trang 17

 Đ hi u rõ c ch 3 nói trên, chúng ta c n tìm hi u v Đ hi u rõ c ch 3 nói trên, chúng ta c n tìm hi u v ể ểể ể ơơ ếế ầầ ểể ềề

m i quan h gi a đ trù m t d li u và kích thố ệ ữ ộ ậ ữ ệ ước c a ủ

kh i không khí tr ng gi a đ u đ c và b m t đĩa bên ố ố ữ ầ ọ ề ặ

càng ph i g n b m t đĩa h n đ ho t đ ng. Đ u đ c ả ở ầ ề ặ ơ ể ạ ộ ầ ọ

h p h n d n đ n b r ng track nh h n và do v y đ ẹ ơ ẫ ế ề ộ ỏ ơ ậ ộ

h p h n d n đ n b r ng track nh h n và do v y đ ẹ ơ ẫ ế ề ộ ỏ ơ ậ ộtrù m t d li u tăng lên r t nhi u. ậ ữ ệ ấ ề

trù m t d li u tăng lên r t nhi u. ậ ữ ệ ấ ề

 Tuy nhiên, khi đ u đ c càng g n b m t đĩa, nguy c Tuy nhiên, khi đ u đ c càng g n b m t đĩa, nguy c ầầ ọọ ầầ ềề ặặ ơơpha t p và không chính xác v d li u càng l n. ạ ề ữ ệ ớ

pha t p và không chính xác v d li u càng l n. ạ ề ữ ệ ớ

Trang 18

 Nh m đ y k thu t đĩa lên m t bNh m đ y k thu t đĩa lên m t bằằ ẩẩ ỹỹ ậậ ộộ ướước xa h n, ngc xa h n, ngơơ ườười ta i ta

đã ch t o ra đĩa Winchester. Các đ u đ c ế ạ ổ ầ ọ

đã ch t o ra đĩa Winchester. Các đ u đ c ế ạ ổ ầ ọWinchester được s d ng trong các đĩa g n nh ử ụ ổ ầ ư

Winchester được s d ng trong các đĩa g n nh ử ụ ổ ầ ưkhông có tác nhân t p ch t. Chúng đạ ấ ược thi t k đ ế ế ể

không có tác nhân t p ch t. Chúng đạ ấ ược thi t k đ ế ế ể

ho t đ ng g n h n v i b m t đĩa. Do đó cho phép làm ạ ộ ầ ơ ớ ề ặ

ho t đ ng g n h n v i b m t đĩa. Do đó cho phép làm ạ ộ ầ ơ ớ ề ặtăng đ trù m t c a d li u trên đĩa.ộ ậ ủ ữ ệ

tăng đ trù m t c a d li u trên đĩa.ộ ậ ủ ữ ệ

 Đ u đ c có d ng m t lá khí đ ng h c n m trên b m t Đ u đ c có d ng m t lá khí đ ng h c n m trên b m t ầầ ọọ ạạ ộộ ộộ ọọ ằằ ềề ặặđĩa khi đĩa không chuy n đ ng. Áp su t không khí sinh ể ộ ấ

đĩa khi đĩa không chuy n đ ng. Áp su t không khí sinh ể ộ ấ

b i đĩa xoay tròn đ làm cho lá rút lên kh i b m t đĩa. ở ủ ỏ ề ặ

Ph n h th ng không ti p xúc v i đĩa có th đầ ệ ố ế ớ ể ược ch ế

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	921,37 KB