Tìm hiểu về ổ đĩa cứng

Tìm hiểu về ổ đĩa cứng

NWA VIIẤT paw wun

LỮ ĐỨC HÀO

10 Phút lạc Máy Tủà Mỗi Ngày

Tìm hiểu về

Ũ đĩa cứng

Lei nói đầu

Tà học ngày nay là một ngành học không thể thiếu được trong mọi lĩnh uực Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của độc giả, đặc biệt

là những người mới bắt đâu hay những người bản rộn oới công oiộc, không có giờ đến lớp Chúng

tôi biên soạn bộ sách “10 Phút Học Máy Tính

Mỗi Ngày” Bộ sách gầm nhiêu quyển Trong chuyên mục hôm nay, chúng tôi giới thiệu những tác oụ cơ bản uê “Tìm hiểu 0ê ổ đĩa cứng” Quyển sách “Tìm hiểu uê ổ đĩa cứng” được trình bày theo hình thúc học nhanh, rõ rùng uà những kiến thúc mới nhất,

Với lượng kiến thúc cơ bản nhất được trình bày trong cuốn sách này, các bạn có thể tự nghiên cứu để có được những kỳ thuật sử dụng thành thạo máy tính uăn phòng một cách nhanh chóng

tà chính xúc nhất Và sách cũng là nên tảng oà

cơ hội tiến xa hơn trong lĩnh oực tín học

Mặc dù đã hết súc cố gắng nhưng chúng tôi không thể tránh khỏi những sai sót ngodi ¥ muén Mong các bạn góp ý một cách chân thành, Chúc các bạn thành công

Soạn giả.

Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng

2

TÌM HIỂU VỀ 6 DIA CUNG

1 Cac khai niém co ban của ổ đĩa

Bước đầu tiên trong việc tìm hiểu ổ cứng là hiểu những khái niệm cơ bản có liên quan Nhiều thuật ngữ được để cập đến trong ổ mềm cũng được áp dụng cho ổ cứng, nhưng các yêu cầu thực hiện và nhu cầu hoạt động bổ sung đặt vào ổ cứng dan đến một loạt các khái niệm quan trọng mới

Về nguyên lý, ổ cứng rất giống với 6 mém - mot môi trường ghi từ tính được phủ lên một chất nền, chất nền này sau đó quay ở Lốc độ cao Các đầu từ đọc/ ghi ở trạng thái rất gần với môi trường

có thể bước nhanh qua môi trường đang quay để phát hiện hay thiết lập sự chuyển tiếp thông lượng như được yêu cầu Tuy nhiên khi nhìn gần bạn có thể thấy rằng có một số khác biệt chính giữa ổ mềm và ổ cứng

ĐĨA NỀN VÀ MỖI TRƯỜNG

Ở nơi mà đĩa mềm sử dung vật liệu từ phủ lên một lớp nền Mylar (thay một số loại nhựa khác) mỏng, linh động, các ổ cứng sử dụng các chất nên cứng và xù xì được gọi là đĩa nên Bạn có thể thấy

rõ ràng các đĩa nên của ổ cứng trên hình 23-2 Đĩa nền truyền thống được làm bằng nhôm v nhôm là vật liệu nhẹ, nó đễ gia công máy tớ dung sai mong muốn, và nó giữ nguyên hình dạng

của mình dưới tác động của các lực ly tâm lớn

xuất hiện ở các tốc độ quay cao Nhưng ngày nay hầu hết các đĩa nên được làm bằng các vật liệu như hợp chất của thủy tỉnh và gốm Những vật liệu nhẹ và bên này có độ giãn nở nhiệt rất thấp

8 Tim hiểu về Ổ dĩa cứng

(vì thế ít gây ra các vấn đề với môi trường), và so

với nhôm, chúng có thể chịu được lực ly tâm tốt

hơn Vì ưu điểm chính của ổ cứng là tốc độ, các

đĩa nên quay ở vận tốc khoảng 7600v/phút tới

10.000v/ph (so với các ổ cứng cũ chạy ở vận tốc

3600 tới ã200v/nh) Một ổ cứng nói chung sử dụng

hai hoặc nhiều đĩa nên, tuy nhiên những ổ dia

quá nhỏ có thể chỉ sử dụng một đĩa nền

Các ổ cứng phải có khả năng ghỉ ở mật độ

rất cao - trên 10.000 bit/inch (BPI) Dé dat duge

độ ghi lớn như vậy, môi trường đĩa phải cao cấp

hơn nhiều so với môi trường oxyt được sử dụng

cho ổ mềm Trước hết, môi trường phải có độ

kháng từ cao để mỗi sự biến đổi thông lượng đều

được xác định tốt và có thể phân biệt được rõ

mọi sự chuyển đổi thông lượng khác một cách

dé dang D6 kháng từ của môi trường ổ cứng

thường vượt quá 1.400 oersteds Thứ hai, môi

trường phải rất phẳng trên toàn mặt phẳng đĩa,

với dung sai siêu nhỏ Các đầu đọc/ ghi của ổ

cứng thực tế không tiếp xúc với môi trường như

ở các ổ đĩa mềm, nó cưỡi trên dòng không khí

vài micrômet thổi trên bể mặt đĩa Khiếm khuyết

rất nhỏ trên bề mặt hay các vật lạ (như các hạt

bụi) có thể va chạm với đầu từ và phá hỏng nó

Sự va chạm đầu từ như vậy thường là một sai

sót thảm họa đòi hỏi phải thay thế ổ cứng Bạn

sẽ thấy rõ hơn về sự bay của đầu từ và các khiếm

khuyết bề mặt trong phần sau của chương này

Ngày nay, môi trường màng mỏng đã thay thế

từ lâu cho các oxyt từ tính Môi trường màng

rnồng là một lớp kim loại nguyên chất (hay hợp

chất kim loại) siêu móng được liên kết với bể

mặt nền bằng lớp chuyến tiếp Sau đó môi trường

được phủ một lớp bảo vệ để giúp bảo toàn khi có

sự va chạm đầu từ Môi trường màng mỏng cũng

có khuynh hướng được làm rất phẳng, vì thế các đầu đọc/ ghi có thể chạy ở những khoảng cách siêu nhỏ so với bể mặt của đĩa

Hình 1 Ổ đĩa cứng Maxtor (Maxtor

Corporation) DONG KHONG KHi VA Sif say CUA BAU TỪ Các đầu đọc/ ghi trong ổ cứng phải di chuyển rất gần với bể mặt của mỗi đĩa, nhưng có thể không bao giờ tiếp xúc thực sự với môi trường trong khi ổ đĩa đang chạy Đầu từ có thể được gắn

cố định bằng cơ học, nhưng sự bay ở độ cao cổ định không cho phép sự rung tự nhiên hay đội xuất thường luôn có mặt trong cụm ổ đĩa Thay vào đó, đầu đọc/ ghi được làm cho nổi bên trên bề mặt đĩa bằng cách treo đầu từ trên một lớp không khí chuyển động Hình minh họa dòng không khí

cơ bản trong ổ cứng Sự quay của đĩa tạo lớp hơi đệm nhẹ nâng đầu từ Bạn cũng có thể thấy rằng một ít không khí xoáy thành luỗổng qua một bộ lọc tỉnh giúp lấy đi các loại hạt khói vỏ ổ đĩa Điểm quan trọng cần lưu ý là tất cả các ổ đĩa đều gói kín các bộ phận lắp ráp của đĩa trong một khoang kín khi Việc gói kín này là để ngăn chan

sự nhiễm bụi, các phần tử nhỏ, mảnh vụn hay sợi tóc, Sự nhiễm các chất bẩn trên bề mặt đĩa có thể

dễ dàng dẫn đến sự va chạm đầu từ Sự va chạm

8 Thm hiểu về Ổ dia cứng

(vi thé Ít gây ra các vấn để với môi trường), và so

với nhôm, chúng có thể chịu được lực ly tâm tốt

hơn, Vì ưu điểm chính của ổ cứng là tốc độ, các

đĩa nên quay ở vận tốc khoảng 7600v/phút tới

10.000v/ph (so với các ổ cứng cũ chạy ở vận tốc

3600 tới ð200v/ph) Một ổ cứng nói chung sử dụng

hai hoặc nhiều đĩa nên, tuy nhiên những 6 dia

quá nhỏ có thể chí sử dụng một đĩa nền

Các ổ cứng phải có khả năng ghi ở mật độ

rất cao - trén 10.000 bit/inch (BPI) Dé dat duge

d6 ghi lớn như vậy, môi trường đĩa phải cao cấp

hơn nhiều so với môi trường oxyt được sử dụng

cho ổ mềm Trước hết, môi trường phái có độ

kháng từ cao để mỗi sự biến đổi thông lượng đều

được xác định tốt và có thể phân biệt được rõ

dé dang Độ kháng từ của môi trường ổ cứng

thường vượt quá 1.400 oersteds Thứ hai, môi

trường phải rất phẳng trên toàn mặt phẳng dĩa,

với dung sai siêu nhỏ Các đầu đọc/ ghỉ cúa ổ

cứng thực tế không tiếp xúc với môi trường như

ở các ổ đĩa mềm, nó cười trên dòng không khí

vài micrômet thổi trên bể mặt đĩa, Khiếm khuyết

rất nhỏ trên bề mặt hay các vật lạ (như các hạt

bụi) có thể va chạm với đầu từ và phá hồng nó

Sự va chạm đầu từ như vậy thường là một sai

sót thảm họa đòi hỏi phải thay thế ổ cứng Bạn

sẽ thấy rõ hơn về sự bay của đầu từ và các khiếm

khuyết bể mặt trong phần sau của chương nay

Ngày nay, môi trường màng mồng đã thay thế

từ lâu cho các oxyt từ tính Môi trường màng

mỏng là một lớp kim loại nguyên chất (hay hợp

chất kim loại) siêu mỏng được liên kết với bề

mặt nền bằng lớp chuyển tiếp Sau đó môi trường

được phủ một lớp bảo vệ để giứp bảo toàn khi có

sự va chạm đầu từ Môi trường màng mỏng cũng

Hình 1 Ổ đĩa cứng Maxtor (Maxtor

Corporation)

DONG KHONG KHi VA SU BAY CUA BẦU TỪ

Các đầu đọc/ ghi trong ổ cứng phải đi chuyển

rất gần với ặt của mỗi đĩa, nhưng có thể không bao giờ tiếp xúc thực sự với môi trường trong khi ổ đĩa đang chạy Đâu từ có thể được gắn

cố định bằng cơ học, nhưng sự bay ở độ cao cố định không cho phép sự rung tự nhiên hay đột xuất thường luôn có mặt trong cụm ổ đĩa Thay vào đó, đầu đọc/ ghi được làm cho nổi bên trên bê mặt đĩa bằng cách treo đầu từ trên một lớp không khí chuyển động Hình minh họa dòng không khí

cơ bản trong ổ cứng Sự quay của đĩa tạo lớp hơi đệm nhẹ nâng đầu từ Bạn cũng có thể thấy rằng một ít không khí xoáy thành luồng qua một bộ lọc tỉnh giúp lấy đi các loại hạt khỏi vỏ ổ đĩa Điểm quan trọng cần lưu ý là tất cả các ổ đĩa đều gói kín các bộ phận lắp ráp của đĩa trong một khoang kín khí Việc gói kín này là để ngăn chặn

sự nhiễm bụi, các phần tử nhỏ, mảnh vụn hay sợi tóc Sự nhiễm các chất bẩn trên bê mặt đĩa có thể

dé dàng dẫn đến sự va chạm đầu từ Sự va chạm

12 Tìm hiếu về Ổ đĩa cứng

Độ phẳng hơn của bề mặt cho phép đầu từ bay gần

môi trường hơn

Có các yếu tố khác xác định cách thức mà dữ

liệu được gói trong một ổ dĩa, hầu hết đầu liên

quan đến mật độ diện tích Mật độ rãnh biểu thị

số rãnh trên 1 inch (hay TPI) Mật độ rãnh cũng

bị ảnh hưởng bởi sự chính xác của hệ thống đầu

đọc/ ghi - sự chính xác càng lớn cho phép càng

nhiều rãnh hơn được xác định, Mật độ thông lượng

làm nổi bật số lượng sự biến chuyển thông lượng

từ riêng trên 1 inch đài của khoảng trống của

ranh được đánh giá như sự thay đổi thòng lượng

trên 1 inch (được gọi là FCI, hay KFCI cho "ngàn

£CI) Cuối cùng, có lẽ bạn sẽ xem xét mật độ ghi,

về cơ bản nó là số bit trên một inch đài của rãnh

được tính như bit/inch (được goi la BPI, hay KBPI

cho "ngàn BPI")

TÍNH TIEM ẨN

Khi chạy nhanh như ổ cứng vốn có, nó không

thể hoạt động ngay lập tức Có một khoảng thời

gian trễ nhất định giữa thời điểm mà lệnh đọc

hay ghi được bắt đầu trên giao diện vật chất của

ổ đĩa, và thời điểm mà thông tin mong muốn có

thể sử dụng được (hay được đặt vào) Sự chậm trễ

này được xem như sự tiểm ẩn Chính xác hơn,

tính tiểm ẩn ngụ ý chỉ thời gian cần để các byte

cẩn thiết đi qua đưới đầu doc/ ghi Néu dau tir

không đến được vị trí mong muốn nhanh chóng

thì có thể là thời gian tiểm ẩn quá ngắn Nếu

đầu từ chỉ vừa vượt qua vị trí mong muốn, đầu từ

phái đợi gần như là một vòng quay tròn trước khi

có thể đến lại được bít cần thiết, vì thế thời gian

tiểm ẩn cé thể khá đài Thông thường, một ổ đĩa

được ghi đặc tính với tính tiềm ẩn trung bình,

ngụ ý chỉ thời gian để trục thực hiện nửa vòng

quay đây đủ Đối với đĩa quay ở 3600 v/ph (hay 60 vòng/giây), một vòng quay đầy đủ được hoàn thành trong (1/60) 16.7mS, Tinh tiém ẩn trung bình lúc

đó sẽ là (16.7/2) 8.3mS Dia quay 6 van tée 5200

víph có tính tiém ẩn trung bình 5.8m8, và vân

tinh tiém ẩn của nó càng thấp May là tốc độ đĩa

bị giới hạn bởi lực ly tâm tác động trên các đĩa nên

RANH, BOAN VA HINH TRỤ

Như với các ổ mềm, bạn không thể đặt đữ liệu

một cách đơn giản vào bất cứ đâu trên đĩa nền của ổ cứng - ổ dia khong hé có ý tưởng phải tìm

dữ liệu ở đâu hay thậm chí dữ liệu có hiệu lực hay không Thông tin trên mỗi đĩa nên phải được phân loại và sắp xếp thành các chuỗi vị trí tiêu chuẩn

đã biết Mỗi mặt đĩa nền có thể được xem như một vùng hai chiều có chiểu đài và chiều rộng Với sự phân loại hình học này, dữ liệu được ghi trong tập hợp các vòng tròn đẳng tâm chạy từ

trục đĩa ra tới rìa đĩa nên Ổ đĩa có thể di chuyển

đầu đọc/ ghi của nó trên môi trường quay để xác định vị trí dữ liệu hay chương trình cản thiết trong vài miligiây Mỗi đường tròn đồng tâm trên đĩa nên được gọi là một rãnh Một đĩa nên hiện đại thường chứa khoảng 2.048 tới hơn 16.278 rãnh Hình 4 cho thấy sự bố trí dữ liệu trên một cụm đĩa nên đơn giản Lưu ý rằng chỉ một mặt của ba đĩa nên này được trình bày

Mặc dù mỗi bể mặt của đĩa nên lamét dién

tích hai chiều, nhưng số lượng bề mặt của dia

nền được tính đến trong một ổ cứng (4, 6, 8 hay

hơn nữa) mang tới chiêu thứ ba (độ cao) khi biểu

điễn Vì mỗi rãnh được định vị trí trên các rãnh

giống vậy của các đĩa nên nằm dưới, mỗi rãnh

trong một cụm đĩa có thể được bình dung như

một "ống hình trụ” đi qua mỗi đĩa nên Số lượng

các hình trụ bằng với số rãnh trên một mặt của

đĩa nên

Khi đầu đọc/ ghi hòan thành việc đọc một

rãnh, đầu phải được bước sang một rãnh khác

(thường là kể bên) Quá trình bước này, không

quan trọng nhanh như thế nào, đòi hỏi một ít

thời gian để hoàn thành Thới gian này được gọi

là thời gian tìm kiếm, và thường là dưới 1ms để

tìm kiếm từ rãnh này sang rãnh khác Khi đầu từ

cố gắng bước trực tiếp từ điểm kết thúc rãnh này

sang điểm bắt đầu của rãnh khác, đầu từ sẽ đến

quá chậm để có thể nắm bắt được các xưng chỉ

báo của rãnh mới, vì thế ố đĩa sẽ phải chờ gần

như một vòng quay hoàn chỉnh để đồng bộ với xung chí báo Bằng cách làm lệch các điểm khởi đầu của mỗi rãnh, như trong hình 5, thời gian di chuyển của đầu từ có thể được bù trừ Kỹ thuật làm lệch hình trụ này được sử dụng để cải tiến hoạt động của ổ cứng bằng cách giảm sự mất thời gian trong quá trình thực hiện các bước đi bình thường của đầu từ Đầu từ phải có thể nhận dang

và đọc được thông tin được yêu cầu từ một rãnh

trong vòng một vòng quay cua dia

Hình 5 Một ví dụ minh họa sự làm lệch hình

trụ

Các rãnh được ngắt thành nhiều mảnh nhỏ hơn được gọi là đoạn Như với các đĩa mềm, một đoạn chứa 512 byte dữ liệu, cùng với đữ liệu kiểm

t6 Tìm hiểu về Ổ dĩa cứng

tra lỗi và quản lý nhận dạng đoạn, rãnh và các

kết quả được tính bởi sự kiểm tra tuần hoàn dư

(CRC) Vi tri va théng tin ID cia mỗi đoạn được

bộc lộ khi 6 dia được định dạng bậc thấp tại nhà

máy Sau khi định dạng, chỉ dữ liệu của đoạn và

các byte CRC được cập nhật trong quá trình ghi

Nếu thông tin ID đoạn vô tình bị ghi chéng hay

bị hỏng, đỡ liệu được ghi trong đoạn bị tổn hại sẽ

không thể đọc được

Hình 6 cho thấy sự bố trí của một đoạn tiêu

biểu trên 6 dia Maxtor SCSI Như bạn có thé

thấy, có nhiều hơn 512 byte dữ liệu Sự bắt đầu

mỗi đoạn được đánh đấu bằng một xung Xung

báo tín hiệu đoạn đầu tiên của rãnh được gọi là

xung chỉ báo Mỗi đoạn có hai phần: phần địa chỉ

và phần dữ liệu Vùng địa chỉ được sử dụng để

nhận biết đoạn Điểm này rất quan trọng vi 6 dia

phải có thể nhận biết được chính xác hình trụ,

đầu và đoạn nào được đọc hay ghi Thông tin

định vị trí này được ghi trong vùng địa chỉ và

được kèm sau bởi hai byte dữ hệu thừa kiểm tra

tuần hoàn (CRC) Khi ổ đĩa nhận biết được một

vị trí, nó sinh ra mã CRC, mã này sẽ so sánh với

mã CRC được ghi trên đĩa Nếu 2 mã CRC phù

hợp, địa chỉ được xem là xác đáng, và có thể tiếp

tục vận hành đĩa Nếu không, một lỗi sẽ xuất

hiện và toàn bộ đoạn đó bị xem như vô hiệu Sự

hư hỏng này thường đưa đến thông báo lỗi thảm

họa của DOS

có thể được đọc hay ghi vào vùng dữ Hệu Dữ liệu được xử lý để nhận 11 byte mã báo lỗi ECC bằng cách sử dụng sự mã hóa Reed Solomon Nếu dữ liệu được đọc, SCC nhận được sẽ được so sánh với BCC ghi được Khi các mã phù hợp nhau, đữ liệu được xem là có hiệu lực và có thể tiếp tục vận hành ổ đĩa Nếu không thi lỗi đọc dữ liệu sẽ được đưa ra Trong khi ghi, dữ liệu ECC cũ bị thay thế bởi dữ liệu ECC mới nhận được cho các dữ liệu

vùng ECC cia đoạn là được ghi vào sau khi định đạng Tất cả các phần dữ liệu còn lại khác của đoan không được đụng đến trừ khi ổ đĩa được định đạng lại Nếu vấn đề lưu giữ lâu khiến cuối cùng 1 hay nhiều bit bị hỏng trong vùng địa chỉ, đoạn đó sẽ hỏng

SỰ GHI THE0 VÙNG

Thuở ban đầu của ổ cứng, mỗi rãnh đều có cũng một số lượng đoạn giống nhau (64, hay 0 tới 63) Các ổ này đã hoạt động tốt, nhưng những nhà thiết kế nhận ra rằng đối với một ổ đĩa có vận tốc góc không đổi (CAV), dữ liệu được ghi

18 Tìm hiểu về Ö đĩa cứng

chặt hơn ở các rãnh trong là nơi có chu vi nhỏ

hơn, và rời hơn ở những rãnh ngoài là nơi có chủ

vi lớn hơn Tính năng đã biết là ghi theo vùng đã

được bổ sung cho ổ đĩa, cho phép có cúc số khác

nhau của rãnh,Tổng số rãnh được phân chia thành

một số vùng (16 vùng) Tất cả các rãnh trong một

vùng sử dụng cùng một số đoan, nhưng các vùng

trong sử dụng ít đoan hơn, trong khi các vùng

ngoài sử dụng nhiều đoan hơn Sự ghi theo vùng

cho phép ổ đĩa sử dụng hữu hiệu hơn khoảng lưu

trữ của nó Sự ghi theo vùng được điều khiển bởi

chính ổ đĩa, vì thế bạn vẫn có thể đưa vào một số

nhat dinh trong muc “Sectors per track” khi cài

đặt CMOS Các ổ cứng ngày nay có thể chạy từ

195 tới 312 đoạn trong một rãnh

BOAN DỰ TRỮ (SỰ QUẢN LÝ LỖI)

Không phải tất cả các đoạn trên một ổ cứng

đêu có thể sử dụng được Khi ổ đĩa được định

dạng, các đoạn xấu phải được loại bỏ khỏi việc sử

dụng bình thường Quá trình dự trừ hoạt động đề

bao dam rằng môi rãnh đều tiếp cận với một số

lượng thích hợp của các đoạn có thê hoạt động

hi việc dự trừ được Lhực hiện trong tuyến (khi ổ

đĩa đang được định dạng) các đoạn hỏng sẽ làm

cho tất cả các đoạn sau nó chuyển thành một đọan

Kiểu dự trữ này không được sử dụng rộng rãi Kiểu

dự trữ hỏng hóc theo vùng (sau khi quá trình định

dạng được hoàn tất) ấn định các đoạn hỏng cho

các đoạn khác đang hoạt động nằm trong các rãnh

dự trữ của đĩa được để dành cho mục đích này Ví

dụ như các ổ cứng EIDE/UDMA su dụng sự dy trữ

hồng hóc theo vùng Nó để dành nguyên 16 rành

cho các đoạn dự trữ (thường được gọi là vùng quản

lý hỏng hóc) Các đoạn hỏng thường được đánh

dấu để phân định lại khi đĩa được định dạng

Tim hi

Nơi duy nhất mà các đoạn hỏng tuyệt đối không được phép là ranh 00 Rãnh 00 được sử dụng để chứa thông tin ngăn chia va thông tin

FAT của ổ cứng Nếu ổ đĩa không thể đọc hay ghỉ

vào rãnh 00, toàn bộ ổ đĩa không thể sử dụng được Nếu một đoạn trong rãnh 00 bị hỏng trong

khi vận hành, việc định dạng lại ổ đĩa để khóa

các đoạn hỏng sẽ không đạt được sự hoạt động bình thường cần thiết của ổ đĩa Sự hỏng rãnh 00 thường đòi hỏi phải định dạng lại ổ đĩa từ đầu

hoặc thay toàn bộ nó

VUNG HẠ XUONG

Các đầu đọc/ ghi của ổ cứng bay trên một độ cao siêu nhỏ trên bê mặt đĩa nền tương ứng của chúng Chúng được giữ ở trên cao nhờ các dòng không khí được tạo bởi các đĩa nên quay Tuy nhiên khi ổ đĩa bị tắt, các đĩa nên quay chậm lại đến khi đừng hẳn Trong giai đoạn giảm tốc độ quay này, các dòng không khí hạ xuống rất nhanh,

và các đầu từ có thể va chạm thật sự với bể mặt của đĩa nên, Bất cứ khi nào đầu từ chạm vào bễ mặt đĩa nền, đữ liệu đều có thể bị phá hủy không thể phục hồi được Thâm chí trong khi hoạt động bình thường, sự va chạm bất ngờ có thể làm cho một hay nhiều đầu từ trượt trên bề mặt đĩa Mặc

du 6 đĩa thường có thể được dinh dang lai sau khi

có sự va chạm đầu từ, nhưng các dữ liệu và chương trình sẽ phải được nạp lại từ điểm xuất phát

Để tránh sự va chạm đầu từ trong quá trình giảm tốc quay bình thường, một hình trụ sẽ được

để đành (hình trụ ngoài cùng hoặc trong cùng) như một vùng hạ xuống (L⁄Z) Không dữ liệu nào được ghi trong vùng hạ xuống, vì thế các vấn đẻ bất kỳ về bể mặt gây bởi sự hạ xuống của đầu từ đầu vô hai Tất cá các ổ cứng ngày nay đều tư

20 Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng

động chuyển dịch cụm đầu từ đến vùng hạ xuống

trước khi giảm tốc độ quay, sau đó từ từ khóa đầu

từ vào vị trí cho đến khi năng lượng được khôi

phục lại Việc khóa này giúp bảo đảm rằng sự va

chạm và sự rung ngẫu nhiên không làm lay chuyển

đầu từ sang các rãnh mang dữ liệu bên cạnh và

gây tổn hại trong khi năng lượng bị ngắt Cac 6

cứng cũ hơn đòi hỏi một mục "vùng hạ xuống" xác

định trong phần cài đặt CMOS Nhưng ngày nay

quá trình này hoàn toàn tự động, vì thế bạn có

thể chỉ nhập 0 cho L⁄Z, hay cho phép hệ thống tự

dò tìm LZ

SU CHEN VAO

Sự chen vào của một ổ cứng ngụ ý chỉ thứ tự

mà trong đó các đoạn được đánh số trên một đĩa

nên Sự chen vào là yếu tố quan trọng trong các

hệ thống máy tính để bàn cũ, ở đó các mạch logic

cốt lõi (CPU và bộ nhớ) khá chậm so với hoạt

động của ổ đĩa Cần phải tạo lập một sự trì hoãn

nhân tạo trong ố đĩa để cho phép mạch logic cốt,

lõi theo kịp Sự trì hoãn này được thực hiện bằng

cách ngăn tách các đoạn (đánh số các đoạn liên

tiếp không theo thứ tự) Kiểu đánh số này buộc ổ

đĩa đọc một đọan, rồi bỏ cách một hay nhiều đoạn

(1, 2, 3 hoặc hơn) để đến được đoạn có thứ tự kế

tiếp Thực tế, các ổ đĩa có lệnh "chèn" phải thực

hiện một số vòng quay trước khi tất cả các đoạn

trên rãnh có thể được đọc

Tỉ số giữa độ dài của đọa với khoảng cách

giữa hai đoạn có thứ tự kế tiếp nhau được gọi là

thừa số chèn Ví dụ như nếu ổ đĩa đọc một đoạn

và bỏ cách một đoạn để đến được đoạn có thứ tự

kế tiếp, thừa số chèn sẽ là 1:3, và vân vân Sự

chèn càng lớn càng cầnnhiều vòng quay để đọc

được tất cả các đoạn trên một rãnh, và ổ đĩa càng

chậm Để đạt được hoạt động tốt nhất của đĩa, sự

chèn phải bị loại trừ Vì ổ đĩa và các mạch logic giao diệnngày nay nhanh hơn nhiều so với ổ cứng

thậm chí nhanh nhất, nên vấn để chèn bây giờ không còn thích hợp rộng rãi nữa Các ổ đĩa không còn chèn các đoạn của nó nữa, vì thế tất cả các

đoạn đều được đánh thứ tự theo một trình tự liên

tiếp quanh rãnh, và thừa số chèn là 1:1 - tất cá các

đữ liệu trên một rãnh có thể được đọc trong một, vòng quay đĩa (sự tiểm ẩn âm) Thừa số chèn 1:1 tạo ra hoạt động tối ưu của ổ đĩa

Như một quy luật, không được phép dùng tiện ích

bất kỳ của ổ đĩa để điều chỉnh hay "tối ưu hóa" sự chèn của ổ đĩa Việc thay đổi sự chèn không chỉ phá hủy dữ liệu hiện hiú., mà còn có thể làm suy giảm nghiêm trọng hoạt động của ö đĩa

SỰ BÙ GHI TRƯỚC

Như bạn đã thấy, ổ cứng quay đĩa nền của nó

ở vận tốc không đổi Điều này được gọi là vận tốc góc không đổi (CAV) Mặc dù sự quay không đổi chỉ đòi hỏi một mạch động cơ rất đơn giản, nhưng các yêu cầu bổ sung lại đòi hỏi đối với môi trường Các rãnh nằm gần trục quay hơn thì ngắn hơn các rãnh ở phía rìa đĩa nên Các rãnh ngắn hơn dẫn đến các đoạn ngắn hơn Đối với các đoạn trong, để chứa được cùng lượng thông tin như các đoạn ngoài, dữ liệu phải được gói chặt hơn ở các đoạn trong - mỗi sự biến đổi từ thông thực tế sẽ gần nhay hơn Đang tiếc là những sự biến đổi từ thông nhỏ hơn tạo ra các từ trường yếu hơn trong các đầu đọc/ ghi khi đọc

Nếu các đoạn trong được ghi với từ trường mạnh hơn, sự chuyển đổi thông lượng được hứu

22 _ Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng

trong môi trường sẽ mạnh hơn Khi các đoạn trong

được đọc, một tín hiệu rõ rằng hơn, được xác định

tốt hơn sẽ được tạo ra Việc sử dụng dòng ghí gia

tăng để bù sự phản hỏi suy giảm của đĩa được gọi

là sự bù ghi trước (WP) Ranh ma ở đó sự bù ghi

trước được mong muốn khởi đầu được xác định

trong bảng thông số của ổ đĩa trong phần cài đặt

CMOS Su bu ghi trước đóng vai trò quan trọng

trong các ổ đĩa thuở ban đầu sử dụng môi trường

củ dựa trên các oxyt Môi trường màng mỏng ngày

nay và các kích thước hình học rất nhỏ của ê đĩa

(kết hợp với các kỹ thuật ghi theo vùng) dẫn

đếnnhững sai biệt tín hiệu thấp trên khắp diện

tích đĩa nền, vì thế sự bù ghi trước anặc dù vẫn

được xác định rõ) rất hiếm khi còn có ý nghĩa

thêm nữa Trong hầu hết các trường hợp bạn có

thể nhập 0 cho WP, hoặc cho phép hệ thống tự

déng dd tim WP

CAC THONG SO CUA Ổ ĐĨA VÀ SỰ CHUYỂN DỊCH

Bạn có thể nói nhiều về ổ đĩa bằng cách xem

lại các thông số của nó Xét Maxtor 88400D8 được

thể hiện trên bảng 23-1 Với 16 đầu, 63 đoạn

trên một rãnh, và 16.278 rãnh (hình trụ), dung

lượng làm việc là (16.278 x 16 x 65 x 512) =

8.401.010.688 byte (hay 8.4GB)

Có hai điều thú vị cẩn lưu ý về ổ các ổ đĩa,

“Thứ nhất, các mục bù ghi trước và vùng hạ xuống

không được sử dụng một cách thiết yếu Trong

hầu hết các trường hợp, vùng hạ xuống hiện nay

là tính năng tự động của một ổ đĩa riêng Vấn đề

thứ hai được xem xét là những con số này là các

số logic, không phải là vật chất Hình dung rằng

với hai đầu từ trên một đĩa nền, bạn cần 8 đĩa

nền để trợ giúp 16 đầu từ - không thích hợp với

các ổ đĩa có hình dạng nhỏ ngày nay Ngoài ra

nhau vì có các kỹ thuật ghi theo vùng Điều này nghĩa là các thông số ổ đĩa mà bạn nhập vào CMOS là các thông sô diễn địch Phần điện tứ trên ổ đĩa sẽ tự biến đổi (hay dịch) những thông

số này thành những vị trí vật lý thực tế của ổ đìa

THỦI GIAN KHỦI ĐỘNG

Việc khởi động máy tính có thể mất chừng 30 giây - thường là nhiều hơn thế Một vài giây trong

số thời gian này là sự trì hoãn cần thiết để khởi động ổ cứng Từ thời điểm mà năng lượng được cung cấp cho ổ cứng, nó có thể lấy khoảng 7 - 10 giây bất kể lúc nào để bộ điều khiển trên bảng mạch của ổ đĩa khởi động và kích hoạt ổ đĩa ở nơi

mà nó có thể được nhận biết bởi POST cúa hệ thống Khoảng thời gian này được gọi là thời gian khởi động của ổ đĩa Các vấn đề khởi động với một ổ cứng mới thường gây bởi sự trì hoãn không

đủ trong thời gian khởi động BIOS cố gắng kiểm tra sự có mặt của ổ cứng mà không có thời gian

để kích hoạt

CÁC SỰ XÁC ĐỊNH KIỂU NĂNG LƯỢNG Các ổ cứng hiện đại không đơn giản chỉ 'tắ

và "bật" Chúng hoạt động ở một trong một số kiểu, và mỗi kiểu đòi hỏi nâng lượng khác nhau cho hệ thống chủ Đây là điều hết sức quan trọng

vì các PC ngày nay đang trở nên tỉnh táo với năng lượng, vì vậy khả năng điều khiển năng lượng của ổ đĩa là một phần không thể thiếu của các hệ thống duy trì năng lượng của PC Cac 6 cứng tiêu biểu hoạt động ở một trong 5 kiểu năng lượng khác nhau:

khi có nàng lượng ban đầu và chưa đạt

24 Tìm hiểu về Ố đĩa cửng

được đẩy đủ tốc độ Điều này đòi hỏi

khoảng 14W và là nhu cẩi riêng của việc

cấp năng lượng (Nếu việc cấp năng lượng

đạt đến rìa hay bị quá tải, ổ cứng có thể

sẽ không tăng tốc quay thích hợp)

® Tìm hiếm Đây là hoạt động tiếp cận ngẫu

nhiên thực hiện bởi ổ đĩa khi nó cố gắng

định vị trí rãnh được yêu cầu để đọc hay

ghỉ Hoạt động này đòi hỏi khoảng 8.5 -

9W

@ Doc/ ghi Su tim kiếm đã được hoàn tất,

và dữ liệu đã được đọc hay ghi vào ổ đĩa

Hoạt động này sử dụng khoảng 5W

® Chạy không Đây là kiểu duy trì năng

lượng cơ bản, ở đó ố dia dang quay va tat

cả các mạch điện khác cũng bật lên, nhưng

bộ phận khởi động đầu từ lại ở nguyên và

ngắt năng lượng Điều này làm giảm nhu

cầu năng lượng xuống còn khoảng 4W,

còn ổ đĩa có khả năng phản hồi để đọc

các lệnh trong vỏng 40mS

® Chờ Động cơ trục không chạy (ổ đĩa giảm

* quay) Day la kiểu duy trì năng lượng chủ

yếu, nó chỉ đòi hỏi 1W Mất khoảng vài

giây để ổ đĩa rời khỏi kiểu này (quay

nhanh lên) khi nhận được lệnh đòi hỏi sự

tiếp cận ổ đĩa

CÁC KHÁI NIỆM CỦA Ổ CỨNG IDE/ElDE

Các ổ cứng IDE đã tiến xa kể từ khi được giới

thiệu vào cuối thập kỷ 1980 Trong thực tế, công

nghệ IDE đã tiến xa như vậy nên rất khó giữ

tính đúng đắn cho tất cả các khái niệm Hãy bắt

đầu bằng cách xem xét các khái niệm và thuộc

tính quan trọng của nó

Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng Megabyte nhi phan so véi megabyte thap phan Nhiéu ngudi biét ring kich thuée 6 eting duge

do b&ng megabyte (MB) hay gigabyte (GB) Tuy nhiên những người mới vào nghề và các kỹ thuật

viên nhiều kỉnh nghiệm đều thường nhầm lẫn

như nhau về sự khác nhau giữa "megabyte nhị

phân" và "megabyte thập phân" (cũng như đối

với megabyte) Ví dụ như bạn nhận thấy rằng khi lắp một ổ cứng 4GB mới, các tiện ích như phan cai dat CMOS, FDISK, va Windows Explorer

sẽ chỉ báo cáo khoảng 3.72GB, nhưng các tiện ích khác như CHKDSE báo cáo khoảng 4GB Sự khác nhau này thường gây nhầm lẫn, nhưng đó là do cách tính toán dung lượng đĩa của các nhà sản xuất và các nhà chế tạo phần mềm Về mặt kỹ thuật, dung lượng ổ cứng được tính bằng cách nhân các số hình trụ, số đoạn và số đầu và số 512 với nhau như sau:

Để so sánh, ổ đĩa AC34000 với 7752 hình trụ,

16 đầu, và 63 đoạn sẽ có dung lượng:

7752 x 16 x 68 x 512 = 4.000.776.192 byLe

Vấn để là ở chỗ các nhà sản xuất ố cứng sử đụng quan niệm megabyte thập phần (hay gigabyte thập phân) để xáx định kích thước các ở cứng của họ Để tính kích thước ổ đĩa bằng megabyte thập phân, chỉ cần chia kích thước ổ dia cho 1.000.000 (hay 1.000.000.000 đối với GB) Đối với AC2850 bạn có:

853.622.784/ 1.000.000 = 853.6 MB

26 Tìm hiểu về Ổ đĩi

Đối với AC34000 bạn có

4.000.776.192/ 1.000.000.000 = 4.0 GB

Vấn đẻ là nhiều nhà sáng tạo phần mẻm sử

dụng megabyte nhị phân (hay gigabyte nhị phân)

để tính kích thước ổ đĩa Một megabyte nhị phân

là 1.048.576 byte, và 1 gigabyte nhị phân là

1.073.741.824 byte; vì thế ử đây có bao nhiêu phần

mềm sẽ trình báo A2850:

853.622.784 byte/ 1.048.576 = 814 MB

Và sau đây là sự tính toán cho AC34000:

4.000.776.192 byte / 1.073.741.824 = 3.72GB

Đây là hai cách đơn giản hơi khác nhau biểu

diễn các ổ đĩa giống nhau, vì thế cá hai phương

pháp đều đúng Vấn để quan trọng ở đây là bạn

nhận biết được sự khác nhau này và không hiểu

sai rằng sự khác nhau đó là một vấn để gắp phải

vdi 6 dia

IDE/ATA

IDE (Integrated Drive Electronics) va ATA (AT

Attachment) vé co ban đều như nhau - một so dé é dia

được thiết kế để tích hợp bộ điều khiển trên chính ổ

đĩa của nó thay vì nằm trên một bảng điều khiển đứng

rièng như ở trong các ổ đĩa MEM và RLL cũ hơn Cách

giải quyết này làm giảm các chỉ phí giao điện và khiến

cho việc thực hiện của phần sụn ổ đĩa dé đàng hơn

IDE đã được chứng tỏ là một hệ thống dễ định cấu

hình, chi phi thấp - đến nỗi mà nó tạo ra một sự bùng

nô trong công nghiệp ổ đĩa Mặc dù các thuật ngữ IDE

và ATA đôi khi được sử dụng lẫn lận với nhau, ATA là

tiêu chuẩn chính thức xác định ổ đĩa và cách thức nó

vận hành, trong khi IDE thật ra là tên thương mại chỉ

giao diện 40 chốt và cấu trúc điều khiến ổ đĩa được

thiết kế để thực hiện tiêu chuẩn ATA

ATAPI Một trong những nhược điểm chính của ATA

là nó được thiết kế chỉ để cho ổ cứng Với sự giới thiệu các ổ đĩa CD-ROM vào cuối thập kỷ 1980 các nhà thiết kế cần một phương tiện để gắn CD- ROM (và các thiết bị khác như ổ băng) vào giao diện ATA (TDE) hiện hữu - hơn là sử dụng một

thể điều khiển (có sở hữu) đứng một mình ATA

Packet Interface (ATAPI) là sự mở rộng của giao

diện ATA (IDE) được thiết kế đổ cho phép các

thiết bị không phải là ổ cứng cắm vào một cổng

ATA (IDE) binh thường Trong khi các 6 cứng

thích ATA (IDE) trợ giúp qua BIOS, các thiết bị

ATAPI đòi hỏi một bộ phận điều khiển thiết bị

trợ giúp chúng Việc khởi động từ một CD-ROM ATAPI chỉ có thể thực hiện với một CD-ROM El Torito va BIOS mới nhất,

ATA-2, Fast-ATA va EIDE Vào đầu thập kỷ 1990, rõ ràng là cấu trúc ATA sớm bị áp đảo do những tiến bộ trong công nghệ ổ cứng Ngành công nghiệp ổ cứng đã đáp trả bằng sự phát triển tiêu chuẩn ATA-2 như một

sự mở rộng của ATA ATA-2 được xem như sự cải tiến đáng kể cho ATA Nó xác định các kiểu truyền

dữ liệu PIO (I/O được lập trinh) va DMA (Direct

Memory Access) nhanh hơn, bổ sung thêm các

lệnh mạnh hơn (như lệnh "Identify Drive" dé trợ

giúp sự nhận dạng tự động trong CMOS), bổ sung

sự trợ giúp cho một kênh ổ đĩa thứ hai, điều khiển việc truyền khối dữ liệu (Block Transfer Mode),

và xác định một công cụ mới định địa chỉ các đoạn trên ổ cứng bằng cách str dung Logical Block Addressing (LBA) LBA đã được chứng tỏ là một phương tiện rất hiệu quả để khác phục giới

vã kich thitde ate & ovine ROQMR xài

_28 Tìm hiểu về Ổ dĩa cứng

Nhưng ATA-2 tiếp tục sử dụng giao diện vật chất

40 chốt giống như được sử dụng bởi ATA và tương

thich nguoe vdi cde 6 dia ATA (IDE)

Cùng với ATA-2, co lẽ bạn sẽ tim thấy hai

thuật ngữ bổ sung: EIDE (Enhanced 1DE) và Fast-

ATA Đây không phải là các tiêu chuẩn - chi đơn

thuần là những bổ sung khác nhau của tiêu chuẩn

ATA-2 EIDE biểu diễn sợ bổ sung Western Digital

của ATA-2 được xây dựng dựa trên ca hai tiêu

chuẩn ATA-2 và ATAPI Điều này hiệu quả đến

nỗi mà EIDE trở thành thuật ngữ "chưng" Seagate

và Quantum đã quẳng sự trợ giúp của họ đằng

sau sự bố sung Fast-ATA của tiêu chuẩn ATA-2

Tuy nhiên Fast-ATA được xây dựng chỉ trên ATA-

3 Đối với tất cả các mục tiêu thực tế, không có sự

khác nhau đáng kể giữa ATA-2, EIDE và Fast-

ATA, và có lẽ bạn sẽ thấy ba thuật ngữ này được

chính xác về mặt kỹ thuật)

ATA-3

Sự bổ sung mới hơn của tiêu chuẩn ATA là

ATA-3 Nó không xác định các kiểu truyền đữ

liệu mới, nhưng nó cải thiện độ tin cậy của kiểu

PIO 4 Nó cũng đưa ra sơ đồ bảo vệ đơn giản dựa

trên mật khẩu, các tính năng quản lý năng lượng

phức tạp hơn, và Self-Monitoring Analysis va

Reporting Technology (SMART) ATA-3 cũng

tương thích ngược với các thiết bị ATA-2, ATAPI,

và ATA Vì ATA không xác định các kiểu truyền

dữ liệu mới, nên có thể bạn cũng thấy thuật ngữ

chung EIDE được sử dụng lẫn lộn (mặc dù nó

không được chính xác về mặt kỹ thuật)

bổ sung của Ultra-ATA thường được gọi là UHra-

DMA/33 (hay UDMA/33) Bạn sẽ cần một ổ đĩa Ultra-ATA, một bộ điều khiển, và BIOS để trợ

giúp một hệ thống ổ đĩa Ultra-ATA, nhưng thường

nó hoàn toàn tương thích ngược các chuẩn ATA trước đây Bạn có thể sử dụng cáp loại IDE 40 chốt thông thường cho UDMA/33 trờ khi một trong các vấn để sau xảy ra:

® Cáp tiêu chuẩn chất lượng htấp hai hay bi yéu di do lap dat nhié

® Hệ thống chịu mức ôn tín hiệu quá mức Những hệ thống này có thể có nhiều ổ đĩa, hai nguồn cấp năng lượng, hay một CRT tích hợp

cấu hình ngoài các chỉ tiết kỹ thuật được nhà sản xuất trợ giúp)

ULTRA-ATA/66 Tiéu chudn Ultra-ATA cho ATA/ATAPI-4 được nâng cấp để trợ giúp tốc độ truyền dữ liệu DMA 66MB%s của thanh chủ tính năng cao Sự bổ sung mới hơn này của Ultra-ATA thường được gọi là UItra-DMA/66 (hay UDMA/66) Bạn sẽ cần một ổ đĩa Ultra-ATA/66, một bộ điều khiển, và BIOS để trợ giúp hệ thống ổ đĩa Ultra-ATA, nhưng thường

nó hoàn toàn tương thích ngược các chuẩn ATA trước đây Không giống như Ultra-ATA/33, bạn không thể sử dụng cáp dạng IDE 40 chốt thông

ối các ô đĩa và bộ điều khiển Thay

thường để nố

vào đó, bạn phải sử dụng cáp 40 chốt/80 dây dẫn

30 _ Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng

với cdc 6 đĩa UDMA/66) Ngoài ra phải nhớ răng

hệ điêu hành phải có thể thích hợp cho việc truyền

DMA

Dưới day là những vấn để thường gặp của

UDMA/66 mà bạn cần nhận thức được:

sử dụng cho UDMA/66 Cáp tương thích

với UDMA/66 là cáp 40 chốt/80 đây dẫn

với đầu nối đen ở đầu dây này, và đầu nối

xanh ở đầu kia, và đầu nối xám ở giữa

Ngoài ra 34 chốt trên cáp phải được khía

hay cắt (dù điểu này có thể khó thấy được

thể phát hiện sai sự có mặt của cáp LJltra-

ATA/66 và cố định cấu hình thiết bị cho

một tốc độ truyền cao hơn

mạch chính) của hệ thống không thể điều

khhiến thành công Ultra-ATA/66 trên cả

hai kênh sơ cấp và thứ cấp Nếu bạn gặp

khó khăn với thiết bị UDMA/66 trên kênh

điều khiển thứ cấp, hãy xem xét giải quyết,

sự cố với thiết bị trong vị trí chủ sơ cấp

4® Nếu bạn gặp sự cố do hệ thống UDMA/66

được định dạng không thích h ợp, liên hệ

với nhà sản xuất thẻ điều khiển hay bảng

mnạch (bảng mạch chính) của hệ thống để

lấy được phần nâng cấp BIOS mới nhất

{vA ede whan điển khiển hav nhần hổ simơ

của thiết bị Ultra-ATA/66)

với DMA, và xác minh rằng kiểu DMA

được kích hoạt Đối với Windows 95/98,

kiếm tra hộp thoại Properties của ổ đĩa

trong Device Manager

+ Bảo đảm rằng ổ đĩa có năng lực Ultra- ATA/66 được định cấu hình để chạy ở các tốc độ truyền của Ultra-ATA/66 Một số ổ đĩa được gắn với kiểu UDMA/66 bị làm

mất hiệu lực bởi mặc định và đòi hỏi sự

thay đổi cầu nối nhảy cóc và/ hay tiện ích

phần mềm để kích hoạt kiếu UDMA/66

CÁC TỐC ĐỘ TRUYỀN DỮ LIỆU

Tốc độ truyền đữ liệu đóng vai trò chính trong

sự hoạt động của ổ đĩa Trong thực tế, có hai phương pháp đánh giá việc truyền dữ liệu: tốc độ

mà tại đó dữ liệu được lấy từ đĩa và tốc độ mà tại

đó đữ liệu được chuyển đi giữa ổ đĩa và bộ diều khiển Sự truyền dữ liệu bên trong giữa các đĩa

và bộ đệm của ổ đĩa thường là tốc độ chậm hơn Cae 6 dia cũ có thể chạy ở khoảng SMB/giây, nhưng các ổ đĩa Ultra-ATA mới hơn như Maxtor DiamondMax 2160 chạy ở 14MB4s Sự truyền dữ liệu bên ngoài giữa ổ đĩa và bộ điều khiển ("tốc độ giao diện")thường là tốc độ nhanh hơn Các ổ đĩa

cũ có thể chạy ở khoảng từ 5 - 8 MB/s, nhưng các ổ đĩa ATA-2 (EIDE) có thể vận hành ở tốc độ tới 16MB/s Các ổ đĩa Ultra-DMA/33 có thể chạy ở 33MB4s, và các ổ đĩa Ultra-DMA/66 có thể vận hành việc truyền dữ liệu ở 66MB/s Các tiêu chuẩn hiện đại của việc truyền đữ liệu bên ngoài IDE/ EIDE được ghi như kiéu PIO (Programmed 1/O)

va DMA (Direct Memory Access), Kiéu PIO xác dinh téc dé truyén dữ liệu vào và ra khỏi ổ đĩa

32 Tìm hiểu về 6 dia cứng

nhanh như thế nảo, như được trình bảy trên bang

23-2

Bạn có thể lưu ý rằng các kiểu EIDE xác định

{PIO-3 và PIO-4) sử dụng tuyến điều khiển dòng

phần cứng IORDY Điều này nghĩa là ổ đĩa có thể

sử dụng tuyến IORDY để làm chậm giao diện khi

cần thiết Các giao diện không có sự trợ giúp

IORDY thích hợp có thể gây ra sự sai lạc dữ liệu

trong các kiểu PIO nhanh (vì thế bạn bị kẹt với

các kiểu chậm hơn) Khi chon iva 6 dia EIDE va

bộ điều khiển, luôn bảo đảm kiểm tra rằng tuyến

TORDY đang được sử dụng

Việc truyền đữ liệu DMA có nghĩa là đữ liệu

được truyền trực tiếp giữa ổ đĩa và bộ nhớ mà

không sử dụng CPU như một bộ phận trưng gian

(như là trường hợp với PIO) Trong thực tế các hệ

điều hành đa chức năng như OS/2, Windows NT,

hay Linux, việc truyền DMA cho phép CPU tự do

thực hiện một điều gì đó có ích trong khi đang

truyền đĩa Trong môi trường DOS hay Windows,

CPU sẽ phải chờ cho việc truyền dữ liệu kết thúc,

vì thế trong những trường hợp này việc truyền

DMA không đưa ra nhiều ưu điểm đa chức năng

như thế Có hai kiểu tiếp cận bộ nhớ trực tiếp

(DMA) rõ rệt: DMA thông thường và DMA thanh

chủ DMA thông thường sử dụng bộ điều khiển

DMA trên bảng mạch chính của hệ thống để thực

hiện nhiệm vụphân xử phức tạp, túm lấy thanh

chủ, tất cả đều được thực hiện bởi mạch logic

trong chính bộ điều khiển của ổ đĩa

Đáng tiếc là bộ điều khiển DMA trên các hệ

thống thanh ISA khá chậm - và nằm ngoài vấnd

đề đối với việc sử đụng với một đĩa cứng hiện đại

Các thẻ điều khiển thanh VŨ không thể được sử

dụng như các mục tiêu DMA, và chỉ có thể điều khiển DMA thanh chủ Chỉ các giao diện dựa trên

PCI và EISA làm cho DMA không thanh chủ có

thể tần tại được: DMA ”B" kiểu EISA sẽ truyền

4MB/s, va DMA "E" kiểu PCIsẽ truyền ở khoảng giữa 6 và 8MB/s Ngày nay, sự trợ giúp thích hợp

của phần mềm đối với DMA là khá hiếm (cũng

như các giao diện trợ giúp nó)

TRUYỀN KIỂU KHỐI

Theo truyền thống, sự gián đoạn (IRQ) được tạo ra mỗi lần lệnh đọc hay ghi được đưa tới ổ đĩa Điều này khiến cho một lượng tổng chỉ phí

nào đó làm việc cho hệ thống chủ và CPU Nếu có

thé truyén nhiều đoạn dữ liệu giữa ổ đĩa và máy chủ mà không tạo ra [R@, việc truyền đữ liệu có thể được thực hiện hiệu quả hơn nhiều Việc truyền kiểu khối cho phép tới 128 đoạn đữ liệu được truyền

đi tại cùng một thời điểm, và có thể cải thiện việc truyền dữ liệu tới 30% Tuy nhiên việc truyền kiểu khối không có hiệu quả ghê gớm trên các hệ điều hành một nhiệm vụ nhu DOS - sy cai tiến bất kỹ với vài phần trăm thường báo hiệu sự quản

lý lưu trữ đệm tải trên một phần của ổ đĩa Tóm

lại kích thước khối tối ưu cho công suất ổ đĩa

không phải luôn là điều tốt nhất cho hoạt động của hệ thống Ví dụ như hệ thống tập tin BOS FAT có khuynh hướng thích dùng kích thước khối bằng với kích thước một cụm (cluster)

CÁC KHÁI NIỆM VỀ THANH GHỦ Thanh chủ là sự tăng cường hoạt động cao

“cho giao diện của bộ điều khiển ổ đĩa trên hệ thống của bạn (Bạn có thể thấy một số bảng mạch chủ hay bộ vi mạch đề cập đến sự trợ giúp

như "BM-IDE) Khi Được định cấu hình thích hợp,

thanh chủ sử dung viêc truyền dữ liêu DMA để

34 Tìm biểu về Ổ đĩa cứng

giảm tải trọng công việc của CPU khi nó đến lưu

trữ hay gọi lại dữ liệu từ ổ đĩa ELDE/IDE tnhư ổ

cứng hay CD-ROM ATAPI), Khi so sánh, các kiểu

truyền dữ liệu PIO là kiểu rất tăng cường cho

CPU Thanh chủ đặc biệt có ích nếu bạn có các

ứng dụng tăng cường đĩa nhiều chức năng dang

chạy đồng thời Nhiều PC hiện đại trợ giúp thanh

chủ, nhưng để thực hiện hầu hết các khả năng

của thanh Chủ, hệ thống của bạn phải có tất cả

các yếu tố sau:

phải tương thích với thanh chủ IDE

® Bạn cần một thiết bị EIDE/IDE tương

thích thanh chủ (ổ đĩa, CD-ROM) trợ giúp

các kiểu ”DMA nhiều từ"

Bạn có thể sử dụng các thiết bị IDE thanh

chủ và IDE không thanh chủ trong cùng hệ thống,

nhưng các thiết bị IDE không thanh chủ sẽ làm

giảm toàn bộ hoạt động củacác thiết bị thanh

chủ Tuy nhiên IDE thanh chủ không phải là

“thuốc trị bách bệnh" cho các vấn dé hoạt động

của hệ thống Trong thực tế thanh chủ sẽ không

có lợi đáng kể cho hệ thống nếu bạn chạy các ứng

dụng của DOS, hoạt động chỉ với các ứng dụng

đơn tại một thời điểm, hay sử dụng các đa ứng

dụng không tăng cường đĩa

Các phân điều khiển thanh chủ IDE củaWindows 95/

98

Như bạn đã thấy ở trên, bạn cần có một phần

điều khiển thanh chủ để trợ giúp hệ điều hành

của bạn (đó là Windows 95/98) Phiên bản thương mai của Windows 9ð chỉ đưa ra giải pháp chung (ESDI-506.PDR) và phiên bản được dưa ra với OSR2 v4n cón khá cơ bản Phần điều khiển thanh

hoạt động tốt hơn Để có hoạt động tot nhất, bạn phải sử dụng phần điều khiển thanh chủ đi kèm

bảng mạch chính hay một bộ điểu khí n 6 dia

tra một số nguồn sau để có các phần điều khiển thanh chủ hiện hành:

Intel Bus Master Driver 3.0: http:

Intel Bus Master Driver 2.85: http: ASUS Bus Master Driver : ftp:

Elitegroup (ECS) Bus Master Driver: ftp:

Tyan Bus Master Driver 2.0: ftp:

Các vấn để của phần điều khiển thanh chủ trong

Windows 95/98

Mặc dù thanh chủ có thể tăng cường rõ rệt hoạt động ổ đĩa cua một bệ thống đa chức năng, bận rộn, nhưng nó vẫn có những vấn đề của nó Rhi nó gọi ra, các vấn để của phần điều khiển thanh chủ là những vấn để thường thấy nhất

Hai vấn đề phổ biến nhất là (1) CD-ROM hay

HDD dạng IDE trên kênh ổ đĩa thứ cấp biến mất sau khi cài đặt phần điều khiển thanh chủ, và (2) Windows 95/98 cần nhiều thời gian để khởi động

—86 Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng

sau khi eac1 phần điều khiển thanh chủ được cài

đặt vào

Trong cả hai trường hợp, bạn cần lưu ý rằng

kênh điều khiển thứ cấp (IDE) không còn xuất

hiện trong Device Manager nữa Điều này là do

các phần điều khiển thanh chủ không trợ giúp

chính xác các bộ điều khiển ATA (IDE) Bạn cần

cài đặt phần diều khiển thanh chủ cho kênh ổ

dia so cap (EIDE) va để phan điều khiết PIO

đúng chỗ để trợ giúp kênh 6 dia thứ cấp Cài đặt

phần điều khiển thanh chủ, rồi sau đó thay đổi

phần đăng ký để ra lệnh lại cho kênh ổ đĩa IDE

thứ cấp sử dụng lại phần điễukhiển chuẩn:

Việc thay đổi phản đăng ký của Windows 95/

98 có thể tác động sâu sắc đối với hệ thống

của bạn, hoặc thậm chí có thể ngăn hệ thống

khỏi sự khởi động Luôn thực hiện sao chép dự

phòng các tập tin đăng ký ban đầu

(578STEM.DAT và USER.DAT) trước khi thử

sửa đổi chúng

ee

tim muc HKEY-LOCAL-MACHINE/System/

CurrentControlSet/Services/Class/hac

2 C6 4 thu muc con: 0000 - 0003

3 Tim thy muc con mà ở đó DriverDese đọc một

điều gì đó kiểu như "Primary Bus Master

controller" hay "Secondary Bus Master con-

troller", tùy theo cổng mà bạn muốn thay đổi

(phải là 0009 hay 0003) Thích hợp nhất là

bạn cần thay đổi mục thứ cấp

4 Trongthư mục này, thay đổi PortDriver từ

ESDI-506 (hay bất cớ phần điều khiến thanh

chủ nào mà bạn đang sử dụng) thành

IDEATAPI.MPD

5 Bạn cũng có thể thay đổi DriverDesc thành

một diéu gi dé nho “Standard IDE/ESDI controller", m4 né sé tao ra mét muc quen thudc

hơn khi duge xem trong System Manager

6 Lưu các thay đổi của bạn và khởi động lại máy tính

Kênh điều khiển ổ đĩa thứ cấp (IDE) của bạn bây giờ đang sử dụng phần điều khiển IDE tiêu chuẩn, và các thiết bị IDE trên kênh đó (như CD- ROM) bây giờ sẽ xuất hiện bình htường Có một mẹo khác có thể rút ngắn thời gian khởi động: khởi động Windows 95/98 trong kiểu an toàn và

đo tìm tất cả các ổ đĩa trong System Manager Sau đó khởi động lại PC vàcho phép Windows 95/

TÌM HIỂU CONG NGHE SMART

SMART (Self-monitoring Analysis and Reporting Technology) lA mét hé théng ty chẩn đoán khiến PC có khả năng dự đoán những hỏng hóc sắp xảy đến của thiết bị như các ổ đĩa Với sự

38 ‘Tim hiểu về Ổ đĩa cứng

dự đoán hỏng hóc đưa ra trước, người sử dụng hay

quản lý hệ thống có thể sao chép dự phòng các dữ

liệu quan trọng, thay thế thiết bị bị nghi ngờ

trước khi mất dữ liệu và tránh được thời gian

chết máy không mong muốn SMART là điểm

chủ chốt để cải thiện tính nguyên vẹn của đữ liệu

và khả năng sẵn sàng sử dụng của dữ liệu của PƠ

BMART có nhiều tên khác nhau trong ngành

công nghiệp máy tính Thuật ngữ "Predictive

Failure Analysis" (PFA) được gán cho công nghệ

SMART bởi nhà phát minh ra nó - IBM PFA

được bổ sung trong tất cả các hệ máy tính dàn

chính của IBM Compaq cũng là một trong những

công ty đầu tiên bổ sung SMART trong các ổ cứng

của họ, và nó được đặt tên là "Drive Failure

Prediction" (ĐẸP) Các tính năng kỹ thuật ban

dau của Compaq Computer SMART đã được sửa

đổi và đệ trình cho Uy ban Small Form Factor

Committee dé xem xét Hién nay SMART duge

tiêu chuẩn hóa bởi ANSI trong bảng chỉ tiết ATA-

4 (ANSI X38T13 ATA\ATAPI-4)

Để thực hiện SMART, máy tính chủ phải có

BIO8 hay sự trợ giúp phần điều khiển thiết bị có

khả năng gửi các lệnh SMART tới và từ các bản

phát triển rộng rãi, và tất cả các ổ đĩa Maxtor

hiện hành đều sẵn sàng với SMART Bạn có thể

tìm hiéu thém vé SMART tir Maxtor tai http://

www-maxtor.com /technology/whitepapers/

smart0.html Bạn cũng có thể kiểm tra với

StorageSoft tại http/www.storagesoft.com/ để

lấy thông tin chỉ tiết trên tiện ích SMART của

họ

1ý tưởng là ổ đĩa phải trả lời ngay lập tức - dữ

yêu câu Đáng tiếc là sự tiếp cận và việc truyền

đữ liệu ngay lập tức là không thể được thậm chi

cả với các công nghệ lưu trữ từ tính (và quang học) hiện nay Các quy luật vật lý không thể tránh được chi phối các giới hạn của các hệ thống cơ như các trục và bộ phận bước của đầu, và sự trì hoãn cơ học sẽ luôn có mặt trong các hệ thống ổ đĩa, Vấn để hiện nay đang thách thức các nhà thiết kế máy tính là các hệ thống cơ của ổ đĩa - sự nhanh nhẹn và chính xác mà chúng có - vẫn còn chậm trễ rất xa đằng sau mạch điện điều khiển thông tin của máy tính Trong thế giới PC,

miligiây là một khoảng thời gian rất dài Đối với

các hệ th ống dựa trên DOS, bạn thường phải chờ

để việc tiếp cận đĩa được hoàn tất trước khi DOS cho phép một hoạt động khác được bắt đầu Những

sự châm trễ như vậy có thể khá khó chịu khi 6 đĩa đang tiếp cận các chương trình và tập dữ liệt

đồ sộ tiêu biểu của các gói phần mềm hiện nay Các ổ đĩa sử dụng một kỹ thuật được gọi là tạm lưu 6 dia dé gia tăng tốc độ biểu kiến của các hị thống ổ đĩa

Nơi lưu trữ về cơ bản chỉ một lượng nhỏ bị nhớ trạng thái rắn mà tác động như một vùng lưu trữ tạm thời (hay đêm) nằm ngay trên ổ đĩa Nơi tạm trữ thường được nạp thông tin chờ đợ được hệ thống yêu cầu đến Khi việc đọc đĩa bá đầu, nơi tạm trữ được kiểm tra để tìm thông tì mong muốn Nếu thông tin mong muốn trong thu

tế có ở nơi tạm trữ, thông tin đó sẽ được truyền ti

bộ đệm tạm trữ tới mạch logic ở các tốc độ điện

tử Không xảy ra sự tiếp cận dia, va da dat dug: việc truyền đữ liêu nhanh Nếu thông tin mon muốn không có ở nơi tạm trữ, dữ liệu sẽ được lấ

ra từ ổ cứng với tốc độ bình thường của ổ dia m:

`40 Tìm hiểu về Ổ dĩa cứng

không có sự cải thiện nào về hoạt động Các ổ đĩa

ngày nay sử dụng bộ nhớ hiện đại tính năng cao

256KB như RDO RAM (cùng loại RAM được sử

dụng trong nhiều bảng mạch chỉnh của Pentium)

làm nơi tạm trữ trên bảng mạch của ổ đĩa Nhiều

thuật toán phần mềm phức tạp được sử dụng để

dự đoán thông tin của đĩa nào được nạp và lưu

_ Mặc dù phan chính của bộ nhớ tạm được dự

định để giúp cho các thao tác đọc, nhưng một số

bộ nhớ tạm cũng giúp cho các thao tác ghi Bộ nhớ tạm ghi chấp nhận dữ liệu được ghi từ các mạch logic lõi, rôi trở lại việc điều khiển hệ thống trong khi 6 đĩa hoạt động riêng biệt để lưu thông tin Hãy nhớ rằng bộ nhớ tạm không làm tăng tốc chính ổ đĩa Bộ nhớ tạm chỉ đơn thưần giúp di chuyển đọc hệ thống của bạn sao cho bạn không cần phải đợi vì sự trễ của ổ đĩa Nói chung, bộ nhớ tạm có thể được đặt trên chính ổ cứng, hoặc trên bảng mạch điều khiển ổ đĩa Đối với hầu hết các máy tính sử dụng các giao diện ổ cứng mức hệ thống (UDMA hay SCSI), bộ nhớ tạm bất kỳ thường nằm trên chính ổ đĩa

? tấu trúc của ổ đĩa

Bây giờ bạn đã có nền tảng về những khái niệm chính và sự vận hành của ổ cứng, đây là lúc

để tháo rời ổ cứng ra và cho bạn thấy các bộ phận chủ chốt lắp với nhau như thế nào Rất hiếm khi bạn cần phải tháo rời một ổ cứng ra, nhưng việc tìm hiểu mỗi bộ phận và vị trí của nó sẽ giúp bạn đánh giá kiểm tra ổ đĩa và các kiểu hỏng hóc cứng khác nhau Một sơ đồ trình bày cấu trúc bên trong của ổ cứng Quantum Quyển sách này tập trung trên 6 bộ phận: khung, đĩa, đầu đọc/ ghì, bộ phận dẫn động đầu từ, động cơ trực, và phần điện

tử Hãy xem xét lần lượt mỗi bộ phận

KHUNG GIÀN Giàn khung cơ học rất quan trọng đối với sự hoạt động thành công của ổ đĩa Giàn khung ảnh hưởng đến cấu trúc, nhiệt, và tính nguyên vẹn điện của ổ đĩa Giàn khung phải chắc chắn, và cung cấp một bệ đỡ để gắn các bộ phận hoạt động vào Các ổ đĩa lớn thường sử dụng giàn khung bằng nhôm đúc, nhưng các ổ đĩa nhỏ trong các

42 Tìm hiểu về Ổ dĩa cứng

máy tính ghi chép của bạn có thể sử dụng giàn

khung bằng nhựa Vật liệu làm khung phụ thuộc

vào yếu tố hình đạng (các kích thước) của ổ đĩa

ĐĨA NỀN

Nhu ban đã đọc ở phần trước của chương này,

các đĩa nên là những đĩa tải trọng khá nặng bằng

nhôm, thủy tỉnh hoặc vật liệu hỗn hợp ceramic

Các đĩa nền sau đó được phủ một lớp vật liệu từ

(môi trường thực) trên hai mặt và sau đó được

phủ một lớp bảo vệ Các đĩa nền đã được hoàn tất

và đánh bóng sẽ được xếp chồng và ghép vào

động eơ trục Lưu ý rằng một số ổ đĩa có thể chi

sử dụng một đĩa nền Trước khi chồng đĩa nén

được gắn cố định vào giàn khung, cụm đầu đọc/

ghi được lắp vào giữa mỗi đĩa Thường thì có một

đầu trên mỗi mặt của đĩa nên, vì thế ổ đĩa có hai

đĩa nền phải có 3 hoặc 4 đầu từ “Trong khi ổ đĩa

hoạt động, chồng đĩa nên quay ở vận tốc 5200 v/

ph hoặc hơn (tới 10.000 v/ph),

ĐẦU ĐỌC/ GHI

Như với các 6 đĩa mềm, các đầu đọc/ ghi tạo

nên giao điện giữa mạch điện tử của ổ đĩa và môi

trường từ Trong khi ghi, dau tir dich cdc tin hiệu

điện tử thành những sự biến đổi từ thông làm

bão hoà các điểm trên môi trường mà ở đó sự

biến đổi từ thông xảy ra Thao tác dọc xây ra

hoàn toàn ngược lại Sự biến đổi từ thông dọc

theo đĩa tạo ra các tín hiệu điện tử trong đầu từ

và nó được khuếch đại, lọc và chuyển thành các

tín hiệu logic tương ứng, Phần điện tử của 6 dia

có nhiệm vụ xác định xem đầu từ đang đọc hay

đang ghi

Những đầu đọc/ ghi của các ổ cứng thuử ban

đầu thường giống với các đầu từ của ổ đĩa mềm -

các lõi sắt mềm với một lõi gồm 8 đến 34 vòng dây đồng mảnh Những đầu từ như vậy khá to va nặng, nó giới hạn số lượng rãnh có thể cô trên bê mặt đĩa nền và tạo ra nhiêu tính ì khiến hệ thống

định vị trí đầu tà: phải khác phục Hầu như tất cả các kiểu ổ cứng hiện hành đều bỏ các đầu từ kiểu

“cuộn đây quân” cố điển với sự giúp đỡ của các đầu đọc/ghi màng mỏng Các đầu từ màng mong được sản xuất gần giống như cách thức sản xuất các IC hay môi trường đĩa nên, sử dụng các quy trình quang hóa Kết quả là tạo ra đầu đọc/ ghi rất nhỏ, phẳng, nhạy và bền, nhưng các đầu từ màng mỏng sử dụng một khe không khi và 8 đến

34 vòng dây đồng Kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ cho phép các bể rộng của rãnh nhỏ hơn (các

ổ đĩa lớn ngày nay có thể sử dung hon 16.000 rãnh) và thời gian chạy của đầu từ nhanh hơn, Tính phẳng vốn có của các đầu từ màng mỏng giúp giảm độ cao bay xuống chỉ còn khoảng 5 micron

Hình 8 Sơ đồcác vị trí bên trong của các bộ

44 Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng

- Trong cụm, các đầu từ được gắn vào các cần

kim loại đài được làm chuyển động bởi động cơ

dẫn động đầu từ, như được thể hiện trên hình

23-10 Các vi mạch đọc/ ghi thường được gắn trên

một bảng mạch nhỏ của PC, và bảng mạch này

được nối vdi cum dau từ/ bộ dẫn động Toàn bộ

cụm được đóng kín trong ngăn đĩa nền, và thường

không thể tiếp cận được trừ khi nó được mở ra

trong một môi trường phòng sạch Ngăn này được

đóng kín bằng nắp kim loại hay bộ phận lắp đệm

Hình 9 Cận ảnh cụm dẫn động đầu từ (Maxtor

Corporation)

BQ PHAN DAN BONG DAU TU

- Không như các động cơ của đĩa mềm dua các

dâu đọc/ ghỉ bước vào và ra, các ổ cứng dung dua

các dau tir doc theo một cung mảnh để thực hiện

đường di tir ria đến trục Nhiều ổ cứng sử dụng

các động cơ dạng cuộn (cũng còn gọi là động cơ

cuộn quay hay động cơ trợ động) để dân động đâu

từ Các động cơ này hoạt động theo nguyên lý

giống như sự chuyển động của mô hình máy đo:

mot thanh nam châm vinh cửu được đặt trong

hai cuộn dây đối nhau Khi dòng điện chạy qua

các cuộn đây, một từ trường được tao ra chống lai

nam châm vĩnh cửu Các cần đầu từ được gắn vào nam châm quay, như thế một lực đối kháng sẽ gây ra sự lệch tỉ lệ thuận với lượng dòng điện dan động Các tín hiệu dòng lớn hơn sẽ dẫn đến sự đối kháng lớn hơn và độ lệch lớn hơn Các hình trụ được chọn lựa bởi độ gia tăng tín hiệu trợ động và duy trì tín hiệu ở mức mong muốn Các động cơ dạng cuộn rất nhỏ và các bộ phận lắp ráp nhẹ, rất thíchhợp với thời gian tiếp cận nhanh

và các cụm ổ cứng nhỏ

Thách thức lớn nhất với sự chuyển động của đầu từ là giữ cho các đầu từ đặt được vào giữa rãnh mong muốn Nếu không, sự nhiễu loạn khí động lực, các biệu ứng nhiệt trên đĩa nên, và sự rung trong các tín biệu điều khiển cuộn dây có thể gây sai sót cho việc định vị trí đầu từ Vị trí đầu từ phải được kiểm tra và điều chỉnh thường xuyên theo thời gian thực để bảo đảm đầu từ di theo các rãnh mong muốn một cách chính xác Quá trình đi theo rãnh được gọi là sự phụ trợ chị đầu từ Thông tin được yêu cầu để so sánh vị tr

dự đoán của đầu từ với vị trí thực của nó Sự khá: nhau bất kỳ giữa chúng sau đó có thể được hiệt chỉnh bằng cách điểu chỉnh tín hiệu cuộn đây

"Thông tin phụ trợ được đặt ở bất kỳ nơi nào trêr các đĩa nên bằng các kỹ thuật khác nhau Thông tín phụ trợ chuyên biệt được ghí trêi mặt dự trữ của đĩa nên, Ví dụ như ổ đĩa 2 đĩa nên

có sử dụng sự theo dõi phụ trợ chuyên biệt có thị

sử dụng ba mặt cho đữ liệu, nhưng sử dụng mặ thứ tư riêng cho rãnh định vị thông tin Vì tất œ các đầu từ được định vị trí theo cùng một rãn] (một hình trụ), nên một bề mặt đơn có thể cun, cấp dữ liệu cần thiết để hiệu chính đẳng thời tã

cả các đầu từ Tuy nhiên thông tin phụ trg dug Chị ÀA đa mãn hán thành những ahữm dit lid

46 Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng

ngắn được đặt vào giữa mỗi đưạn Sau đó tất cả

các bể mặt có thể chứa dữ liệu và cung cấp thông

tin theo dõi Hệ thống trợ động sử dụng sự đổi

pha xung giữa các rãnh kể nhau để xác định xem

các đầu từ có nằm giữa trên rãnh aiong muôn hay

không, bay trượt từ phía bên này sang phiá kia

Với các mục tiêu cúa cuốn sách này, bạn không

cần quan tâm đến các kỹ thuật theo dõi riêng -

chỉ một điều là thông tin theo dõi phải được cùng

cấp để giữ cho đầu từ được sắp thẳng hàng thích

đáng

ĐỘNG CƠ TRỤC

Một trong những yếu tố chính góp phần vào

sự hoạt động của ổ cứng là vận tốc mà tại đó môi

trường đi qua dưới các đầu đọc/ ghi Môi trường

được đưa qua dưới đầu đọc/ ghỉ bằng cách quay

các đĩa nên ở tốc độ cao (ít nhất là 3600v/ph, và

có thể tới 10.000 v/ph), Động cơ trục chịu trách

nhiệm quay các đĩa nên Động cơ trục tiêu biểu là

động cơ DC không chổi có biên dạng thấp (có

nguyên lý tương tự với các động cơ trục được sử

dụng trong các ổ đĩa mềm)

Một bộ cảm biến chỉ báo cung cấp tín hiệu

xung phản hỏi dò tìm trục khi nó quay Phần

điện tử điều khiển của ổ đĩa sử dụng các tín hiệu

chỉ báo này để điều chỉnh tốc độ quay càng chính

xác càng tốt, Các 6 đĩa ngay nay thường sử dụng

các bộ cảm biến từ tính, chúng đồ tìm các mảng

sắt trên trục của trục quay, hay các bộ phận cách

quang giám sát các lỗ hay các mảng quay theo

trục Động cơ trục và bộ cảm biến chỉ báo cũng

được đóng kín trong ngăn đĩa nên,

¿ Các ổ cứng cũ hơn sử dụng các miếng đệm

bằng bấc hay cao su để giảm tốc độ quay của trục

đấn khi đìmơ lai san khi năng lương nủa Ẩ dia

được lấy đi, nhưng hầu hết các 6 dia IDE stt dung

kỹ thuật được gọi là hãm động lực Khi năng lượng được cấp cho động cơ trục, một từ trường sẽ phat triển trong các cuộn dây của động cơ Khi năng lượng bị lấy đi, năng lượng từ lưu trữ trong các cuộn đây được giải thoát như một xung điện thế đảo Sự hãm động lực hướng năng lượng của điện thế đảo để làm đừng ổ đìa nhanh hơn và đáng tìn

cậy hơn sự hãm vật lý

PHẦN BIỆN TỬ GỦA Ổ BÍA

Các 6 cứng được điều khiển bởi một hệ mạch điện rất tính ví Bảng điện tử của ổ đĩa được gắn bên dưới giàn khung chứa tất cả các mạch cần thiết để liên lạc các tín hiệu điều khiến và đữ liệu với giao điện vật lý riêng, làm chuyển động đầu

từ, đọc hay ghi khi được yêu cầu, và quay các đĩa nên Mỗi trong các chức năng này phải được thực hiện với mức độ chính xác cao Cho dù có các yêu cầu và sự phức tạp liên quan đến phần điện tử của ổ đĩa, nhưng toàn bệ mạch có thể được chế tạo trên một bảng mạch đơn của PC

Bạn phải hiểu mục đích của mỗi bộ phận Trái

tim của ổ đĩa là một bộ vì điều khiến (nC) Một

nC về cơ bản là một phiên bản được đặt hàng của

bộ vì xử lý, nó có thể xử lý các hướng dẫn của chương trình cũng như cung cấp sự chọn lựa các tin hiệu điều khiển chuyên biệt không thể có trong các bộ vỉ xử lý thông thường Một nC có thể được xem là một IC ứng dụng riêng (ASIC) Chương trình vận hành ổ đĩa này được lưu trữ trong bộ nhớ chỉ đọc nhỏ được lập trink (PROM)

Bộ vi điều khiển cung cấp các tín hiệu có thể sử dung cho IC điều khiến cuộn dây, IC tiên khuếch đại đọc/ ghi, ASCI đọc/ ghi, và ASIC giao diện/ điều khiển đĩa ASIC giao điện/ điều khiến hoạt

ø liên kết với (C bằng cách quản lý đữ liệu và

các tín hiệu điều khiển trên giao diện vật lý Đối

với ổ đĩa được trình bày, ASIC được thiết kế để

trợ giúp giao điện SCSI, nhưng những biến thể

của kiểu này có thể sử dụng các ASIC giao điện

trợ giúp các giao điện IDE

HAY NI ree

Hình 10 Sơ đồ khối của hệ thon 6 dia tinh

năng cao Quantum (Quantum corperation)

- Hoạt động ban đầu của ASIC giao điện/ bộ

điều khiển là phối hợp đồng đữ liệu vào hay ra

khỏi ổ đĩa Bộ điều khiển xác định các thao tác

đọc/ ghi, điều khiển sự đồng bộ hóa của đồng hồ,

và tổ chức dòng dữ liệu tới ASIC đọc/ ghỉ Bộ điều

khiển cũng quản lý bộ nhớ lưu trữ tạm cục bộ

(được đặt trên chính ổ đĩa) Các lênh nhân được

Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng

và phản hải Bộ đồng bộ hóa tần số giúp đồng bộ

hóa bộ điều khiển và ASIC đọc/ ghi Cuối cùng,

ASIC của bộ điều khiển đĩa chịu trách nhiệm chọn lựa vị trí đầu từ và điều khiển trục và phần dẫn

động động cơ

ASIC đọc/ ghi là một IC chủ yếu khác trên bảng mạch PC của ố đĩa Một ASIC đọc/ ghi tiếp nhận dữ liệu từ IC bộ điều khiển và chuyển các

điều khiển ghi để ghi ASIC đọc/ ghi cũng nhận

các tín hiệu được khuếch đại, rồi chuyến các chuỗi tín hiệu thành thông tin kỹ thuật số song song

mà ASIC của bộ điều khiển có thể hiểu được Một

bộ lọc riêng tác động đến các tín hiệu kiểu tương

tự cũng được điều khiển Các đầu đọc/ ghi được

nối trực tiếp với IC tiễn khuếch đại đọc/ điều khiến

ghi, nó nhiều hơn một chút so với IC khuếch đại hai chiều

tắt bởi tín hiệu logic từ ASIC bộ điều khiển Khi

phần điều khiển động cơ trục có khả năng hoạt động, nó sẽ tự điểu chỉnh tốc độ riêng của nó bằng cách sử dụng sự phản hồi từ bộ cảm biến chí báo Tất cả các bộ phận trong vùng gạch chấm được đánh dấu "HDA" đều nằm trong khoang đĩa

nên đóng kín, trong khi các bệ phận khác trong

vùng được đánh dấu "PCB" lại nằm trên bảng mạch PC của ổ đĩa Phần lớn khả năng hoạt động của ổ đĩa được chứa trong (C, ASIC bộ điều khiển,

và ASIC đọc/ ghi

50 Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng

8 Cac khái niệm định dang ổ đĩa

Bạn có thể tưởng tượng một ổ đĩa như một

cái tủ đựng hề sơ lớn Khi ổ đĩa được lắp lần đầu

tiên, "tủ hỗ sơ” hoàn toàn trống - không có các

ngàn hay các tệp theo kiểu bất kỳ nào để sắp xếp

thông tin Để làm cho ổ đĩa có ích, phải định

đạng và ngăn chia nó Có ba bước cơ bản của quá

trình định dạng: định dạng bậc thấp, ngăn chia,

và định dạng bậc cao Mỗi trong ba bước này đều

rất quan trọng đối với việc vận hành chính xác

cua 6 dia

SY BINH DANG BAC THAP

Sự định dạng bậc thấp có lẽ là bước quan trọng

nhất (và chịu trách nhiệm về hầu hết các vấn đề

lâu đài của ổ đĩa) Thông tin lần theo dấu vết và

ngắt đoạn được ghi cùng với đủ ¡iỆ¬' giả Các kê

hở giữa các đoạn và giữa các rãnh cũag được tạo

ra Như bạn có thể hình dung, sự định dạng bậc

thấp tạo ra nên tảng của việc sắp xếp ổ đĩa Vì

thông tín này chỉ được ghi một lần, nên thời gian

và sự mài mòn có thế khiến các thông tin về đoạn

bị hỏng Khi điều này xảy ra, các đoạn hỏng không

thể đọc được Các tính năng cao cấp của ổ đĩa như

địch, quản lý hư hỏng, và sự ghỉ theo vùng cũng

gây rắc rối cho việc định dạng bậc thấp thích

hợp

Vấn để này còn phức tạp hơn nếu sự định

dạng bậc thấp là đặc trưng riêng của phần cứng,

vì hầu hết các nhà sản xuất ổ đĩa hiện nay thực

hiện việc định dạng bậc thấp tại nhà máy Những

quy trình này rất hiếm được tạo ra để các kỹ

thuật viên và người sử đụng sau cùng có thể sứ

dụng được Nếu bạn xác định rằng ổ đĩa IDE hay

SCSI phải được định dạng bậc thấp, hãy liên hệ

với nhà sản xuất ổ điavà lấy tiện ích định dang bậc thấp thích hợp được viết nhanh cho kiểu ô đĩa riêng đó Ngay cả các tiện ích chuyên nghiệp hàng đầu như DrivePro cùng thuyết phục mạnh

mẽ rằng tránh định dạng bậc thấp cho các ö địa

TIDE/EIDE ngoại trừ dùng nó như một phương

sách cuối cùng Nếu bạn cố gắng định dạng bặc

thấp cho IDE/EID với chuỗi DOS DEBUG hay

tiện ích phần mềm, một trong bốn điều sau có thể xảy ra:

xóa thông tin bổ trợ thiết yếu và các thông tin khác của đoạn (như thế, ổ đĩa sẽ trở nên không thể sử dụng được hoàn toàn)

@ 6 dia sẽ chấp nhận phần định dạng và thực hiện sự định dạng bậc thấp chính các - điều này không hứa hẹn cao

Quy trình định dạng bậc thấp bất kỳ sẽ phá hủy hoàn toàn tất cả các đữ liệu trên ổ đĩa Sao chép dự phòng ổ đĩa càng nhiều càng tốt trước khi cế gắng định dạng bậc thấp Không

cố định dạng bậc thấp ổ cứng trừ khi bạn có tiện ích thích hợp từ nhà sản xuất ổ đìa - và lúc đó chỉ dùng như một phương sách cuối cùng

Có ba lý do bắt buộc phải cố gắng định đạng ổ

cứng:

® Ổ đĩa bị nhiễm virút mà thể lấy đi được

mà không phá hỏng đọan khởi động

với tốc độ gia tang (thường do thời gian

hay hỏng hóc)

sang hệ khác và muốn lấy đi mọi thứ khỏi

6 dia

Nếu bạn xác định rằng việc định dang bac

thấp là cần thiết, có hai hướng mở ra cho bạn:

bạn có thể sử dụng công cụ định dạng bậc thấp có

trong BIOS (như AMI BIOS0 hoặc bạn có thể sử

đụng công cụ phần mềm cung cấp bởi nhà sản

xuất ổ đĩa của bạn

Định đạng bậc thấp qua BI0S

Một số phiên bản BIOS có tiện ích "định đạng

tương thích với ATA cài sẵn (AMI nổi

tiếng về vấn để này, nhưng các nhà sản xuất

BIOS khác có thể kết hợp dạng tính năng này)

Trước khi sử dụng tiện ích định dang AMI BIOS,

bao dam rang AMI BIOS duge dé ngay muén hon

9/4/1990 Tit phan cai dat CMOS, chon Hard Disk

Ultilities, va sau dé chon Hard Disk Format Tién

ich định dạng sẽ tự động lấy các thông số của ổ

cứng từ phần cài đặt CMOS sao cho bạn có thé

xác mình chúng Vấn để chủ yếu duy nhất là việc

cài đặt Interleave Các mặc định của BIOS là 3,

nhưng thay nó bằng 1 Một vấn đẻ khác là Mark

Bad Tracks Tra lời "no" cho câu hỏi này và tiếp

tục quá trình Quy trình này có thể mất khoảng

15 phút đến 1 giờ hoặc hơn Khi quy trình được

hoàn thành, khởi động lại hệ thống với đĩa khởi

động DOS Chạy FDISK hân chia ổ đĩa, và

sau l6 sử dung FORMAT để định đau d Ga,

phan cài đặt Interleave phải luôn là 1

4 Định dạng hậc thấp qua phần mềm

Cách giải quyết an toàn và linh động hơn một chút là sử dụng phần mềm định dạng bậc thấp do nhà sản xuất ổ cứng của bạn cung cấp Phần mềm như vậy thích hợp một cách lý tưởng cho ổ địa riêng của bạn, và giảm khả năng tổn hại bất ngờ cho ổ đĩa Ví dự như nếu bạn cần định dạng bậc thấp một ổ đĩa Seagate, bạn có thể sử dụng công

cụ SGATFMT4.ZIP (Seagate Format) có thể lấy

www.seagate.com/support/dise/drivers/ discfile.shtml (Cac hướng dẫn chỉ tiết sẽ được

đề cập đến trong tài liệu tự trích)

SỰ NGĂN CHIA Trong khi định dạng bậc thấp là một quy trinh đặc trưng của phần cứng thì sự ngăn chia lại là một quy trình đặc trưng của hệ điều hành Sau khi hoàn thành sự định dạng bậc thấp, ổ đĩa phải

được ngăn chia trước khi hệ thống tài liệu OS

hay thông tin khởi động được ghi vào ổ đĩa Ngoài

ra việc ngăn chia cho phép một ổ đĩa rộng về mặt vật chất được chia thành một số ổ đĩa logic nhỏ hơn Có một vài hệ thống tập tin được sử dụng ngày nay, nhưng DOS và Windows 95/98 vẫn tiếp

tuc su dung he thing Pile Mlocathon Table (FAT)

Sự chỉ trích chủ yếu của FAT là các đoạn được

Tim hiểu về Ổ đĩa cứng

ổ đĩa (đặc biệt là đối với các ổ

đĩa lớn, ở đó có thể có tới 64 đoạn - 32B - trong

một cạm) Một trong những phần ngăn chia mới

được tạo thành sẽ được chỉ định như ngăn khởi

động, và một đoạn khởi động chính (MBS) chứa

báng ngăn chia và chương trình khởi động đặc

biệt sẽ được ghỉ vào đoạn thứ nhất MBS thường

được xem như bản ghi khởi động chính (MBR)

FDISK là một tiện ích của DOS được sử dụng để

ngăn chia ổ đĩa Các hệ điều hành khác nhau có

sự giới hạn ngăn chia riêng của chúng:

® Các phiên bản của MS-DOS và PC-DOS

sau 3.3 (nhưng trước 4.0) có giới hạn của

mỗi phần ngăn chia là 32MB

hạn 1024 hình trụ Để tiếp cận nhiều hình

trụ hơn, bạn cần một phần điều khiển

thiết bị hay thẻ điều khiển cung cấp một

“kiểu dịch" (ví dụ như LBA)

@ DOS va Windows 95 bi gidi han 2.1GB

cho mỗi phần ngăn chia

phiên bản sớm hơn bị giới hạn tới 4.2GB

cho phần ngăn khởi động

các phần ngăn FAT32 mà có thể trợ giúp

các phần ngăn 2TB,

SỰ ĐỊNH DẠNG BAC CAO (DOS)

Ngay sau khi ngăn chia, hệ điểu hành không

thể lưu trừ các tập tin trên ổ đĩa Một chuỗi các

cấu trúc dữ liệu phải được ghi vào ổ đĩa Một đoạn

khởi động khối (VBS), hai bản sao của Pile

Allocation Table (FAT), và một thư mục gốc được

ghi vào mỗi phần ngăn chia logic Sự địng dang

bác cao cũng kiếm tra và khóa các đoạn hỏng sao

cho chúng sẽ không được sử đụng trong quá trình hoạt động bình thường FORMAT là tiện ích của DOS được sử dụng để định dạng bậc cao Cần lưu

ý là tiện ích FORMAT sẽ thực hiện cả định dạng bậc thấp lẫn bậc cao cho đĩa mềm, nhưng với đĩa

nghĩa là thông tin đoạn, rãnh và hình trụ đã

được ghi trên ổ dia Điều này nghĩa là bạn có thể ngăn chia ổ dia voi FDISK va dinh dang 6 dia với

FORMAT ngay ngoai hép FDISK va FORMAT

sửa soạn ổ đĩa cho một hệ thống tập tin riêng Tôi không nói nhiều chỉ tiết về sự phức tạp của

hệ thống tập tin, nhưng bạn phải hiểu hệ thống

FAT co sé và biết một số điều liên quan của FAT32

va FAT16

CÁC GƠ SỐ CỦA FAT

Mierosoft DOS và Windows 95/98 sử dung FAT

để tổ chức sắp xếp các tập tin trên ổ đĩa Các đoạn được sắp xếp thành các nhóm được gọi là cụm, và mỗi cụm được gán cho một số Các ổ đĩa ban đầu (các ổ mềm) đã sử dụng số gồm 12 bit (được gọi là FAT12), nhưng các ô cứng thường sử dụng một số 16 bit (được gọi la FAT16) Cac phién bản mới nhất của Windows 9ð (OSR2) và Windows

98 chỉ định một số 32 bit cho mỗi cụm (được gọi

là FAT32) Bằng cach gan cho mdi cum một con

số của riêng nó, ta có thể lưu các tập tin trong các cụm bất kỳ có thể có (không được sử dụng) trên khắp ổ đĩa mà không phải lo lắng vả kích thước của tập tin Khi các tập tin bị xóa đi, những cụm

56 Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng

này lại có thể sử dụng lại được Hệ thống FAT da

được chứng tỏ là một hệ thống quản lý tập tin

linh hoạt và đáng tin cậy

Vấn đề với hệ thống FAT là bạn chỉ có thể có

số lượng các cụm nhiều bằng số được xác định bởi

4096 (212) cụm Đối với FAT16, bạn có thể có

65.536 (216) cum Néu 6 dia la 120MB, méi cum

khi đó phải khoảng (120MB/ 65.536) 1.8KB (2KB

trong thực tế) Nếu ổ đĩa là 500MB, mỗi cựm khi

đó phải khoảng (B00MB/ 65.536) 7.6KB (8KB

trong thực tế) Vì chỉ một tap tin có thể được gán

cho một cụm bất kỳ cho trước, nên toàn bộ khoảng

trống dành cho cụm đó đã bị chỉ định (thậm chí

nếu tập tin rất nhỏ) Vì thế nếu bạn lưu một tập

tin 2KB trong một cụm 8KB, ban đà bỏ phí (8KB

- 2KB) 6KB! Khoảng trống bỏ phí này được gói là

khoảng trống nghi Di nhiên hệ thống FAT12

khá dài vì bị bỏ trống trong khi các ổ cứng vẫn

chỉ khoảng 32MB, nhưng bạn có được ý tưởng

rằng các ổ đĩa lớn có thể bỏ phí một lượng khoảng

trống rất lớn khi sử dụng hệ thống FAT

Một điều đáng than phiền thường xuyên khác

về hệ thống tập tin FAT là hiện tượng phân đoạn

tập tin, Vì các cụm đều độc lập với nhau, và các

cụm được ấn định ở bất kỳ đâu mà chúng có thể

được tìm thấy, nên mộttập tin đòi hỏi hơn một,

cụm có thể bị phân tán khắp nơi trên đĩa Ví dụ

như giả sử bạn đang chỉnh sửa một hình ảnh lớn

(chiếm khoảng vài MB) Tập tin có thể sử dung

20 cụm trên rãnh 345, hai cụm khác trên rãnh

1012, và 50 cụm trên rãnh 2011, và vân vân Về

lý thuyết, sự phân đoạn đơn giản là hậu quả vô

hại của hệ thống FAt Nhưng trong thực tế, các

tập tin bị phân đoạn tôi có thể khiến ổ cứng hoạt

động căng thẳng bất thường khi đuổi theo các

87

cụm khác nhau liên quan dén tép tin Diéu nay

không chỉ làm chậm hoạt động hitu hiéu cua 6 đĩa, mà sự đòi hỏi ổ đĩa hoạt động quá mức có thể rút ngắn tuổi thọ của nó Cách tốt nhất để điều

chỉnh vấn đẻ này là định kỳ khử bỏ sự phân đoạn

đĩa với tiện ích như Defrag Sự khử phân đoạn

các chùm dành cho một tập tin được nằm kế tiến nhau

FAT16 DOS (bao gém ca DOS trong Windows 95/98)

sử dụng hệ thống tập tin FAT16 để lưu trữ dữ

liệu Hệ thống FAT16 sử dụng các số định địa chỉ cụm 16 bit cho phép cođđ tới 65.536 cụm Trong

FAT16, một cụm có thể lớn tới 32KB, kích thước tối đa của một phần ngăn là (65.536 x 32768) 2.147.483.648 byte (2.1GB) Trong khi số định

dia chi cum 16 bit hiéu qua hon sé 12 bit, m p

tin phải lấy ít nhất một cụm - dù kích thước tập

tin nhỏ hơn nhiều kích thước của một cựm Đối với các ô đĩa lớn mà chúng ta có ngày nay, các

cụm lớn tương ứng có thể dẫn đến một khối lượng cáo khoảng trống bỏ phí đáng kể Nếu 6 dia vat lý lớn hơn 21.GB, bạn phải tạo các phần ngăn chia hợp lý kế tiếp nhau để tận dụng các khoảng trống

bổ sung Ví dụ như nếu bạn có 6 dia 3.1GB, ban

có thể tạo một phần ngăn 2.1GB, rồi tạo một

khoảng trống bỏ phí là tạo nhiều các phần ngăn chia hon Diéu nay sẽ dẫn đến kích thước các cụm nhỏ hơn

NGAN CHIA CÁC Ổ CỨNG LỒN Khả năng là bạn đã hoàn toàn quen thuộc với tiện ích ngăn chia DOS FDISK và đã từng sử

dane nd AA nein ohia ada & Ata ait hem Tow nhian

58 Tim hiểu về 6 dia cứng

các ổ cứng lớn (trên 2GB) đặt ra cho các kỹ thuật

viên một vấn để bất thường vì DOS và Windows

95 chỉ trợ giúp ngăn chia các ổ đĩa không quá

2GB Khi bạn lắp các ổ cứng lớn hơn 2GB, bạn

cần tạo nhiều ngăn trên ổ đĩa - nếu không, bạn

không thể lợi dựng được toàn bộ dưng lượng của ổ

đĩa Quy trình dưới đây hướng dẫn từng bước để

bạn ngăn chia ổ cứng lớn với FAT16 FDISK:

1 Tai danh muc FDISK Option, chon "4 Display

partition information” và nhấn ENTER Nếu

màn biểu diễn thông tin ngăn chia báo rằng

có các ngăn chia hiện hữu trên ổ đĩa, những

hành (Chọn 3 Delete partition information"

trên danh muc FDISK Option dé loai bé tat ca

sự ngăn chia hiện có)

3_ Tại danh mục FDISK Option, chọn "1 Create

DOS partition or Logical DOS drive” và nhấn

ENTER Danh muc “Create DOS partition or

Logical DOS drive" duge hién thi Chon “1

Create Primary DOS partition" va nhé&n

ENTER

3 Thông báo "Bạn có muốn sử dụng kích thước

tối đa có thể được cho Primary DOS Partition

và kích hoạt Partition không (Y/N)' được hiển

thị Nhấn N và sau đó là ENTER

Khi thông báo ở bước 3 được hiển thị, bạn

phải trả lời "không" Nếu bạn trả lời "có", sự

ngăn chia nguyên thủy 2.048GB sẽ được tạo

ra, và hệ thống sẽ không thể tiếp cận phần

còn lại của dung lượng ổ đĩa trừ khi sự ngăn

chia nay dude xoa dh

4 Gã kích thước của Primary Partituon (tính bằng

MB) vào Giá trị này có thể là giá tri bất kỳ trong khoảng từ 1MB đến 2048MB (mặc định) Sau đó nhấn ENTER Thông báo "Primary DOS

Partition created” duge hién thi Nhén ESC

để tiếp tục

Tại danh muc FDISK Option, chon "1 Create

DOS partition or Logical DOS drive” va nhấn

ENTER Danh mục “Create DOS partition or

Logical DOS drive” được hiển thị Chọn "2

Create Extended DOS partition" và nhấn ENTER

Màn hình Created Extended Dos Partition được hiển thị Nhấn ENTER để dat khoảng trống còn lại có thể sử dụng được trên 6 dia vào Extended DOS Partition

eee Nếu tất cả khoảng trống còn lại của 6 dia khong được đặt vào Extended DOS partition, tong dung lượng của ổ cứng sẽ không có giá trị đối với hệ thống

_ 19 YXH

Z Nhấn ESC để tiếp tục khi thông báo của FDISK

"Extended DOS Partition created" xuất hiện trên màn hình FDISK sẽ nhắc bạn tạo ra các

6 dia logic cho Extended DOS partition Thong

báo " Nhập kích thước ổ đĩa logie tính bằng

megabyte hay tỉ lệ phần trăm của khoảng trống

đĩa (%) " được hiển thi

Nhập giá trị mong muốn cho giá trị dung lượng của kích thước ổ đĩa logic (tới 2048MB) và nhấn ENTER Nếu bạn chọn một giá trị thấp hơn tổng giá trị được hiển thị, bạn phải tiếp tục

Ša vào các kích thước của ổ địa cho đến khi

tất cả các khoảng trống có giá trị được ấn địn) các chữ cái của ổ đĩa logic

_60 Tìm hiểu về Ổ đĩa cứng

Nhớ rằng mỗi 6 dia logie DOS được tạo ra ứng

với một chữ cái ô dia (C:, D:, E:, hay F:)

9_ Nhấn ESC để tiếp tục khi thông báo "Tất cá

các khoảng trống có thể sử dụng trong

Extended DOS Partition duge gán cho các ổ

đĩa logic" xuất h

10 Nếu ổ đĩa sẽ là ổ khởi động nguyên thủy, chọn

"2, Set active partition” va nhén ENTER tai

danh muc FDISK Option Man hinh Set Active

Partition duge hién thi, va thong bdo "Nhập

vào số lượng ngăn chia ban muốn kích hoạt”

được hiển thị, Nhấn 1, rồi nhấn ENTER Thông

bdo “Partition 1 made active” duge hién thi

Nhan ESC

11 Nhan ESC dé thoat khoi FDISK Viéc thoat

khoi FDISK trong DOS sẽ khiến hệ thống khởi

động lại Trong Windows 95 hệ thống sẽ trở

về đấu nhắc C:\Windows\ commandđ>, và người

sử dụng sẽ phải khởi động lại hệ thống bằng

cách thủ công

12 Sau khi hệ thống khơi động lại, mỗi chữ cái

của ổ đĩa được ấn định cho ổ cứng được ngăn

chia phải được định dạng với FORMAT Bây

giờ bạn có thé sit dung 6 dia

Có một số vấn để được báo với phiên bản

Windows 95 của FDISK Như một quy luật, sử

dụng phiên ban DOS 6.22 cua FDISK, hay

phiên ban 16 bit của FDISK có trong OSR2

FAT32

Rõ ràng là các giới hạn của FAT16 đang đặt

ra một vấn đề nghiêm trọng với các ổ cứng trên

6GB va hon nifa Microsoft da dap tra bang cach dua ra hé théng FAT 32 bit dé bé sung trong phiên bản phục vụ của Windows 9ö (được gọi là

OSR2) - và bây giờ là trong Windows 98 4 bịt

trên được dự trừ, vì thế hệ thống thực tế sẽ tăng

lên (228) 268.435.456 cụm (hơn 256 triệu cụm)

Điều này cho phép các phẩnngăn chia 8GB có các

cụm kích thước chỉ 4KB Kích thước tối đa của

một ngần cho trước nào đó là 2TB (terabyte - hàng ngàn của gigabyte) FAT32 cũng loại trừ kích thước cố định cho thư mục gốc, vì thế bạn có thể có nhiều tập tin và thư mục trong gốc theo ý muốn

Điều này nghe có vẻ như một giải pháp lớn, nhưng có một số vấn để chính mà bạn cần phải xem xét trước khi cập nhật cho FAT32 Thứ nhất, các ứng dụng DOS (không được ghi lại) chỉ có thể tiếp cận các tập tin tới 2GB, và các ứng dụng

Win32 có thể làm việc với các tập tin tới 4GB

Thực chất điều này không tồi, nhưng các ngăn chia của FAT32 chỉ có thể tiếp cận được thông qua Windows 95 được tăng cường OSR-2, Windows

98, và DOS 7.X tương ứng Không một hệ điều hành nào khác có thể đọc các ngăn chia (bao gồm

cả Windows NT) Ngoài ra, các tiện ích đĩa bất

kỳ được viết cho FAT16 không làm việc cho FAT32

(và có thể làm tổn hại nghiêm trọng dữ liệu của

bạn)

Mặc dù OSR2 được gắn với phiên ban FAT32

của SDISK, FORMAT, ScanDisk, và Defrag, phiên bản của DriveSpace 3 sẽ không trợ giúp FAT32

Vì thế nếu bạn đang sử dụng kỹ thuật nén ổ đĩa, bạn đã không gặp may Hơn nữa, có các API (giao diện lập trình ứng dụng) cũ đang hoạt động mà không trợ giúp FAT32; vì thế một số chương trình

có thể từ chối làm việc ngay lập tức cho đến khi

6z _—_— Tim hiêu về Ổ dĩa cứng

phan mềm lại tuân theo các API tương thích

FAT32 Cac phan điều khiển thiết bị DOS (như

những phần cần để trợ giúp các thiết bị SCSI)

cũng sẽ phải được cập nhật cho FAT32 Nói cách

khác, bạn sẽ mất các ổ đĩa SCSI của mình cho

đến khi các phần điều khiển thích hợp trở nên có

biệu lực Cuối cùng, phiên bản OSR2 của Windows

95 xuất hiện làm giảm hoạt động FAT32 của ổ

địa tnặc dù đó không phái là vấn đề thực sự trong

Windows 98)

NGĂN CHIA VA DINH DANG CHO FAT32

“Trước khi quyết định sử dụng FAT32, bạn cần

làm quen với các vấn đề liên quan với việc ngăn

chia và định đạng Các bước cơ bản trong việc

chuẩn bị ổ đĩa cũng giếng như FAT16, nhưng

FAT32 đưa ra một số điểu mà bạn cần phải hiểu

Phần này của chương mô tả quy trình chưng được

si dung dé ngan chia va dinh dang 6 dia trong

FAT32 Thứ nhất, sự ngăn chia FAT32 chỉ có thể

được tạo ra (với Windows 95 OSR2 hay Windows

98) trong các tình huống sau:

® Ổ cứng phải có tổng dung lượng lớn hơn

528MB

528MB

® Bạn cần đĩa cài đặt OSR2 hay đĩa khởi

động OSR2 được thực hiện tờ một PC khác

có định cấu hình OSR2 (hay một đĩa khởi

động Windows 98 thích hợp)

có thể sử dụng sự trợ giúp đĩa lớn không?

Gó hay không" Bạn cần trả lời "có" Nếu

bạn trả lời "không", sự ngăn chia FAT16

sẽ được tạo ra,

Sự ngăn chia ổ cứng lớn với FAT32 (0SR2/98,

FDISK

OSR2 (hay Windows 98)

2 Tai màn hình “Welcome to Setup, nhan Fé hai lần Điều này sẽ xác định sự thực hiệr chương trình Setup và đưa bạn đến dấu nhắ:

A

Nếu bạn có đĩa khởi động OSR2 từ một P( khác, bạn có thể khởi động từ đĩa đó và trán] đụng chạm đến lệ trình cài đặt OSR2 hiện có _ PVngcnameeng T7." mm 3_ Gõ FDISK và nhấn ENTER Bạn sẽ được nhá với thông báo "Bạn có muốn có thể sử dụng sĩ

4 Nhấn Y để tạo lập sự ngăn chia FAT32, v nhấn ENTER Tại điểm này, danh mục FDISI

©ption sẽ xuất hiện trên màn hình Nếu c hơn một ổ cứng trong hệ thống, sử dụng sự lự chon 5 ("Change current fixed drive") dé cho

ổ đĩa mong muốn ngăn chia Cẩn than - s ngăn chia sai 6 dia sẽ làm cho mọi dữ Hệ hiện có trên ổ đĩa đó trở nên không thể tiế cận được

Information, và nhấn ENTER Đối với ổ cứn mới toanh, FDISK sẽ trả lời "No Partition D iined." Các ngăn chia bất kỳ có từ trước (nk các ngăn chia FAT16) phải được xóa đi trực khi tiếp tục Nhớ rằng điều này sẽ xóa tất ‹ các dữ liệu hiện có trên ổ cứng

6 Nhấn ESC để quay về danh mục FDIS Options, chon option 1 cho “Create DO nartition ar Lagical DOS drive” va nha

64 Tim hiểu về Ổ di

Primary DOS partition” va nhấn ENTER

Sau khi tham tra tinh nguyên vẹn của ô đĩa,

nó sẽ nhắc bạn “Bạn có muốn sử dụng kích

thước tối đa có thể được cho Primary DOS Par-

tition va kich hoat Partition khong (Y/N)" duge

hiển thi Nhén Y va sau dé la ENTER

8 Thoát khải FDISK bằng cách nhấn phím ESC

cho đến khi bạn thấy thông báo: "bạn phải

khởi động lại hệ thống để các thay đổi này có

hiệu lực" Nhấn phim ESC để thoát khỏi

FDISK va lay dia mém khoi 6 A: Khoi động

lại máy tính bằng cách sử đụng

CTRL+ALT+DEL

Định dạng ổ cứng lớn với FAT32 (ORS2/98)

FORMAT

OSR2 (hay Windows 98)

2 Tai man hinh “Welcome to Setup, nhén F3

hai lần Điều này sẽ xác định sự thực hiện

chương trình Setup và đưa bạn đến dấu nhắc

3 Gõ FORMAT và chữ cái ổ đĩa của bạn, và nhấn

ENTER để bắt đầu định dạng (ví dụ như

FORMAT D:) Sau khi FORMAT khdi động,

bạn sẽ thấy thông báo "có cảnh báo rằng tất

cả dữ liệu trên ổ đĩa không lấy đi được <letter>

sẽ bị mất khi tiến hành định dạng không? Y/

N."

Tìm hiểu vé 6 dia cứng 65 4_ Nhấn Y và sau đó nhấn ENTER Tiện ích OSR2 FORMATT sau đó sẽ sửa soạn ổ cứng để sử dụng

với FAT32

SỬ DỤNG Bộ CHUYỂN BỔI Ổ ĐÍA FAT32

Windows 98 cung cấp bộ chuyển đổi ổ dia cho phép bạn chuyển đối các ngăn FAT16 sang sự định dạng FAT32 Phương pháp đơn giản nhất là

gõ evt<drive>/cvt32, và sau đó nhấn SNTER Nhớ

rằng <drive> là ổ đĩa mà bạn muốn chuyển đổi sang hệ thống tập tin FAT32 Một cách khác có

các bước như được liệt kê đưới đây:

Accessories, chọn System Tools, nhấp Drive Converter (FAT32), và sau đó nhấp Next

2 Trong hộp Drives, nhấp ổ đĩa mà bạn muốn chuyển đổi sang hệ thống tập tin FAT32

3 Nhấp Next, và sau đó nhấp OK

4 Nhấp Next, nhấp Next và rồi nhấp Next lần

nữa

5_ Cho phép quá trình chuyển đổi hoàn thành

hi sự chuyển đối hoàn thành, nhấp Finish

và khởi động lại PC nếu cần

a Sau khi bạn chuyển đĩa cứng của bạn sang FAT32, bạn không thể chuyển ngược trở về hệ thống FAT ban đầu Trước khi chuyển đổi sang

hệ thống tập tin FAT32, tháo tất cả các tiện

ích hay công cụ bảo vệ hay mã hóa MBR hay bảng ngăn chia (ví dụ như tháo Bootloek, được bao gồm trong Symantec Norton Your Eyes Only)

—————_——————

Bộ chuyển đổi FAT32 có thể hỏng nếu ổ cứng

của bạn nhỏ hơn 512MB hoặc có các đoạn hỏng

(thường dẫn đến sự hỏng dữ liệu)

TẠO LẬP BĨA KHỔI ĐỘNG FAT32 CHO WINDOWS 98

Khi khởi động từ một đĩa mềm, thường bạn

khó tiếp cận các ngăn chia FAT32 vì phiên bản

hệ điều hành trên đia mềm không nhận biết được

FAT32 Windows 98 CD-ROM chứa một chương

trình mà bạn có thể sử dụng để tạo ra đĩa khởi

động có khả năng thiết lập và đọc các ngăn chia

FAT42, Rhi bạn lập ra đĩa mới, đơn giản là bạn

có thể đặt đĩa vào đổ đĩa và khởi động lại PC, Lưu

ý rằng đĩa khởi động này không chứa tất cả các

chương trình có trong địa khởi động Windows

98

“Tạo ra một đĩa khởi động Windows 98 nhận

biết FAT32 trong Windows 98:

1 Dat CD Windows 98 trong 6 CD-ROM cua ban,

và có một đĩa mềm trên tay

nhấp Windows Explorer

3 Mở tập tin sau trên CD Windows 98

\Tools\Mtsuti\Fat32ebd

Nhấp đúp lên tập tin Fat32ebd.exe, và sau đó

theo các chỉ dẫn để hoàn tất việc tạo lập đĩa

Chống ghi cho đĩa mềm

Nếu bạn muốn thiết lập một đĩa khởi động

nhận biết FAT32 từ DOS:

và có một đĩa mềm trên tay

2_ Đánh mỗi trong các đồng sau (ở vị trí <drive>

là chữ cái ổ đĩa của ổ CD-ROM của bạn):

Windows \smartdrv.exe <drive>:

3 Bay gid tuân theo các chỉ dẫn để tạo lập đĩa

4 Chống ghỉ chỉ đĩa mềm

Tiện ích SMARTDRV.EXE không đòi hỏi thiết

lập một đĩa khởi động Windows 98 - nồ đơn giản là giúp tăng tốc cho quá trình thiết lập

Bian ta giup tang ke cay Tr

TÌM HIỂU PHAN GHI KHỔI ĐỘNG CHỦ

Phân ghí khởi động chủ (MBR) là thông tin thường được lưu trong đoạn đầu tiên của ổ cứng Thông tin này đơn giản là một cấu trúc dit liệu nhỏ xác định xem hệ điều hành (O8) được đật ở đâu trên ổ đĩa sao cho O8 có thể được nạp vào bộ

nhớ (RAM) của hệ thống khi khởi động MBR

chứa hai thành phần: mã thực hiện (chương trình a.k.a.a) và bảng ngăn chia xác định mỗi ngắn có trên ổ đĩa

Mã thực hiện (hay chương trình MBR) bắt đầu quy trình khởi động bằng cách tìm kiểm bang

ngan chia để xác định ngăn nào chứa hệ điểu

hành Sau đó nó nạp tải đoạn khởi động của ngăn chứa hệ điều hành vào RAM, và chuyển việc thực hiện của "chương trình" cho đoạn khởi động của ngăn Đoạn khởi động của ngăn sau đó hoàn tất việc nạp các tập tin hệ điều hành vào RAM Thiết lập/ phục hồi MBR

MBR được thiết lập trong quá trình ngăn chia (bằng cách sử dụng FDISE) Nếu MBR bị sai lạc hay bị tổn hại, bạn có thể phục hồi MBR, bằng cách sử dụng FDISK với sự chuyển đổi /MBR, như:

C:\> FDISK/MBR

68

————— — iểu về Ổ đĩa cứng

Nhớ sao chép dự phòng ổ đĩa trước khi thử

lệnh này Nó khó mà làm sai lạc sự ngăn chia ổ

đĩa hay đữ liệu của nó, nhưng điều đó có thể xảy

ra

MBR và phần mềm "Che phủ ổ đĩa"

Khi BIOS hệ thống hay bộ điều khiển ổ địa

không trợ giúp toàn bộ kích thước của ổ đĩa, bạn

thường lựa chọn việc nâng cấp BIOS (và/ hay bộ

điều khiển ổ đĩa) hay sử dụng phần mềm che phú

ổ đĩa như EZ-Drive, MaxBlast, hay các sản phẩm

khác Việc sử dụng phần mềm che phủ sẽ ánh

hưởng cách thức định cấu hình MBR, Khi phần

mềm che phủ ố đĩa (như EZ-Drive) điều khiển

một ổ cứng, MBR được lưu trên đoạn thứ hai của

ô cứng - đoạn thứ nhất chứa mã EZ-Drive (còn

gọi là EZ-BIOS) Các đoạn từ 3 đến 17 chứa mã

EZ-Drive ngụ ý chi "INT 13 Handler" (INT 13 xử

lý các dịch vụ đĩa cứng) Khi hệ thống được cấp

nằng lượng, nó xem xét đoạn thứ nhất của ổ cứng

dé tim chỉ dẫn khởi động Trong trường hợp này,

trình tự khởi động sẽ như sau:

@ Ma EZ-Drive nạp tải từ đoạn 1 trên ổ đĩa

® E2-Drive nạp [INT13 Handler nằm từ đoạn

3 đến đoạn 17 và sử dụng thông tin này

để cài đặt ổ cứng để truy cập thích đáng

với toàn bộ dung lượng của nó

® E2-Drive nạp phần ghi khởi động chủ

thông thường được tìm thấy trên đoạn 2,

nó lần lượt nạp hệ điều hành

Virút và MBR

Loại virút phổ biến là loại thay thế MBR bằng

mã của chính nó Mỗi khi máy tính được khởi

động, mã trong MBR được nạp vào bộ nhớ Nếu

'MBR chứa virút, mã virút sẽ được nạp mỗi khi hé

báo trên màn hình, nhưng một sế khác có thê

phá hủy dữ liệu của bạn Virút MBR thường xâm

nhập vào hệ thống thông qua một đĩa mềm mà

hệ thống truy cập khi khởi động hoặc trong khi

hệ thống đang bật Nếu BIOS của bạn trợ giúp tính năng "bảo vệ MBR”", tính năng này sẽ ngăn

không cho những thông tin mới được ghỉ vào MBR;

vi thé phải bảo đảm tính năng này có hiệu lực

trong phan cai dat CMOS

8 Tìm hiểu các giới hạn của dung lượng ổ

đĩa

Các giới hạn của dung lượng thường gặp bất

cứ khi nào BIOS của hệ thống (và hệ điều hành) không thể nhận điện (hay định địa chỉ) các vị trí vật lý trên ổ cứng Đây không phải là vấn đề với kiểu thiết kế hay cấu trúc của chính ổ cứng, mà là

sự giới hạn của hệ điều hành hay BIOS của hệ

thống Đối với BIOS, nó không thể địch được địa

chỉ của các đoạn nằm ngoài một số hình trụ nào

đó - vì thế làm giới hạn dung lượng của ổ cứng dưới tổng lượng có thể của nó Đối với hệ điều hành, cấu trúc tập tin (FAT) bị giới hạn về số lượng các vị trí vật lý (hay các địa chỉ) có thể nhập vào trong FAT Các nhà sản xuất ổ đĩa lần

dau tiên đối mặt với sự giới hạn BIOS vào năm

1994 với việc dưa ra các ổ cứng 540MB (ATA-2/ BIDE) Các giới hạn của hệ điều hành được phát hiện với sự đưa ra các ổ cứng lớn hơn 2.1GB Các

sự giới hạn chính xác của bạn thay đổi tùy theo phiên bản BIOS và hệ điêu hành của bạn Ngày nay, bạn có lẽ gặp BIOS với các giới hạn ở các

ức 2.1GB, 4.2GB, và 84GB Các hệ điều hành