Tìm hiểu về Ổ cứng máy tính

MỤC LỤC

CHƯƠNG I. TÌM HIỂU CHUNG VỀ Ổ CỨNG
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5

. Khái niệm ổ đĩa cứng.
. Lịch sử phát triển.
. Cấu tạo ổ đĩa cứng hiện đại.
. Nguyên lí hoạt động.
. Các thông số cơ bản của ổ cứng.

3
5
8
14
16

CHƯƠNG II. PHÂN VÙNG VÀ ĐỊNH DẠNG PHÂN VÙNG
2.1. Phân vùng.

18

2.2. Các định dạng cho phân vùng.

19

2.3. Định dạng (Fomat).

21

2.4. Một lỗi thường gặp của ổ cứng và cách khắc phục

23

CHƯƠNG III . CHUẨN GIAO TIẾP CỦA Ổ CỨNG
3.1. Chuẩn IDE

25

3.2. Chuẩn Serial ATA (SATA)

27

CHƯƠNG IV. NGUỒN TÀI LIỆU

33

1


CHƯƠNG I.
TÌM HIỂU VỀ Ổ ĐĨA CỨNG

1.1. Khái niệm ổ đĩa cứng.
- Ổ đĩa cứng, hay còn gọi là ổ cứng (tiếng Anh gọi là Hard Disk Drive, viết
tắt: HDD) là thiết bị dùng để lưu trữ dữ liệu trên bề mặt các tấm đĩa hình tròn
phủ vật liệu từ tính.

- Ổ đĩa cứng là loại bộ nhớ "không thay đổi" (non-volatile), có nghĩa là chúng
không bị mất dữ liệu khi ngừng cung cấp nguồn điện cho chúng.
- Ổ đĩa cứng là một trong các thiết bị quan trọng nhất của máy tính bởi chúng có
khả năng lưu trữ dữ liệu lớn, phục vụ nhu cầu lưu trữ dữ liệu của người dùng.
- Trường hợp phần cứng của ổ đĩa bị hư hỏng, dữ liệu có thể bị mất và rất khó
lấy lại được.
- Môi trường trong ổ cứng là chân không vì vậy khi tháo rời ổ cứng có thể gây
hỏng.
- Ngày nay, ổ cứng được nâng cấp ngày càng hiện đại, dung lượng ngày càng
cao với kích thước nhỏ tối đa đạt tới tiêu chuẩn, tiêu thụ năng lượng thấp, việc
sử dụng phương thức tiên tiến giúp tốc độ đọc/ghi dữ liệu tăng lên đáng kể
tương thích với tốc độ của bộ xử lí. Ngày nay, ổ cứng sử dụng chuẩn giao tiếp
SATA 3 có tốc độ truyền dữ liệu lên đến 6 BGit/s (tốc độ đọc/ghi cho SATA 3 là
300MB/s) – nhanh gấp 72 lần so với ổ cứng những thời kì đầu (ATA-1).

2


- Ổ cứng ngày nay không chỉ được thiết kế cho máy vi tính mà còn được thiết
kế sử dụng trong các thiết bị nhúng khác (Điện thoại di động, máy tính bảng…)

Hình ảnh minh họa :

Ổ cứng IBM trước đây

Ổ cứng dùng ngày này

1.2. Lịch sử phát triển ổ cứng.
3

Trước sự bùng nổ của công nghệ cao, máy vi tính không chỉ dùng để tính toán
mà còn được sử dụng để lưu trữ những kho dữ liệu lớn. Đồng nghĩa với đó là
nhu cầu có một thiết bị lưu trữ có khả năng lưu trữ hàng triệu văn bản, hình
ảnh ... Vi vậy, trên thế giới đã có nhiều phát minh, cải tiến ổ cứng và việc phát
triển vẫn được tiếp tục đến ngay này.
Năm 1955
Ổ cứng đầu tiên trên thế giới có tên là IBM 350 Disk File được chế tạo
bởi Reynold Johnson ra mắt năm 1955 cùng máy tính IBM 305. Ổ cứng này có
tới 50 tấm đĩa kích thước 24" với tổng dung lượng là 5 triệu kí tự. Một đầu từ
được dùng để truy nhập tất cả các tấm đĩa khiến cho tốc độ truy nhập trung bình
khá thấp.
Hình ảnh cho IBM 350 (Kích thước ổ cứng rất lớn) :

Năm 1961

4


Thiết bị lưu trữ dữ liệu IBM 1301 ra mắt năm 1961 bắt đầu sử dụng mỗi đầu từ
cho một mặt đĩa.
Ổ đĩa đầu tiên có bộ phận lưu trữ tháo lắp được là ổ IBM 1311. Ổ này sử dụng
đĩa IBM 1316 có dung lượng 2 triệu kí tự.

Năm 1973
Ổ cứng thời gian này vẫn rất cồng cềnh, phải sử dụng đến điện cao áp hoặc
thậm chí điện ba pha để chạy những mô tơ của chúng. Vì vậy, hầu hết các ổ
cứng giai đoạn này không được tích hợp trong máy vi tính.
Đến năm 1980, ổ cứng đầu tiên có dung lượng 5MB ra đời (Do hãng Seagate
Technology sản xuất).

Thập niên 1990
Hầu hết ổ cứng ở thời kì này đều sử dụng chuẩn giao tiếp SCSI và được lắp
ngoài do kích thước còn lớn.
Ổ cứng bắt đầu được bán lẻ thay vì bán kèm.
Ngày nay

5


Các họ ổ đĩa cứng lớn là MFM, RLL, ESDI, SCSI, IDE và EIDE, và mới nhất là
SATA. Dung lượng ổ đĩa cứng tăng trưởng theo hàm mũ với thời gian.
Ổ cứng ngày nay có dung lượng lớn nhất lên đến 8 TB (Do hãng Seagate ra mắt
vào ngày 27/08/2014 – Sử dụng chuẩn giao tiếp SATA 3, tốc độ truy xuất dữ
liệu không bị ảnh hưởng)

1.3. Cấu tạo ổ cứng hiện đại
Các ổ cứng ngày nay lưu trữ được dữ liệu lớn phục vụ nhu cầu làm việc, giải trí
ngày càng cao của con người.
Các nhà thiết kế luôn mong muốn phát triển các thế hệ kế tiếp của ổ cứng nhằm
tiết kiệm năng lượng, tăng hiệu suất, tiết kiệm không gian và mở rộng bộ nhớ.
6


Tuy nhiên, mọi loại ổ cứng ngày nay đều có chung một mẫu thiết kế bao gồm 11
bộ phận chính (như hình).

Cụm đầu đọc
•

Đầu đọc : Đầu đọc/ghi dữ liệu
7


•

Cần di chuyển đầu đọc

Cụm mạch điện
•

Mạch điều khiển: có nhiệm vụ điều khiển động cơ đồng trục, điều khiển
sự di chuyển của cần di chuyển đầu đọc để đảm bảo đến đúng vị trí trên
bề mặt đĩa.

•

Mạch xử lý dữ liệu: dùng để xử lý những dữ liệu đọc/ghi của ổ đĩa cứng.

•

Bộ nhớ đệm (cache hoặc buffer): là nơi tạm lưu dữ liệu trong quá trình
đọc/ghi dữ liệu. Dữ liệu trên bộ nhớ đệm sẽ mất đi khi ổ đĩa cứng ngừng
được cấp điện.

•

Đầu cắm nguồn cung cấp điện cho ổ đĩa cứng.

•

Đầu kết nối giao tiếp với máy tính.

•

Các cầu đấu thiết đặt (tạm dịch từ jumper) thiết đặt chế độ làm việc của ổ
đĩa cứng: Lựa chọn chế độ làm việc của ổ đĩa cứng (SATA 150 hoặc
SATA 300) hay thứ tự trên các kênh trên giao tiếp IDE (master hay slave
hoặc tự lựa chọn), lựa chọn các thông số làm việc khác...

Vỏ đĩa cứng:
Vỏ ổ đĩa cứng gồm các phần: Phần đế chứa các linh kiện gắn trên nó,
phần nắp đậy lại để bảo vệ các linh kiện bên trong.
Vỏ ổ đĩa cứng có chức năng chính nhằm định vị các linh kiện và đảm bảo
độ kín khít để không cho phép bụi được lọt vào bên trong của ổ đĩa cứng.
Ngoài ra, vỏ đĩa cứng còn có tác dụng chịu đựng sự va chạm (ở mức độ
thấp) để bảo vệ ổ đĩa cứng.

8


Do đầu từ chuyển động rất sát mặt đĩa nên nếu có bụi lọt vào
trong ổ đĩa cứng cũng có thể làm xước bề mặt, mất lớp từ và
hư hỏng từng phần (xuất hiện các khối hư hỏng (bad
block))... Thành phần bên trong của ổ đĩa cứng là không khí
có độ sạch cao, để đảm bảo áp suất cân bằng giữa môi
trường bên trong và bên ngoài, trên vỏ bảo vệ có các hệ lỗ
thoáng đảm bảo cản bụi và cân bằng áp suất.

Đĩa từ

Đĩa từ (platter): Đĩa thường cấu tạo bằng nhôm hoặc thuỷ tinh, trên bề mặt được
phủ một lớp vật liệu từ tính là nơi chứa dữ liệu. Tuỳ theo hãng sản xuất mà các
đĩa này được sử dụng một hoặc cả hai mặt trên và dưới. Số lượng đĩa có thể
nhiều hơn một, phụ thuộc vào dung lượng và công nghệ của mỗi hãng sản xuất
khác nhau.
Mỗi đĩa từ có thể sử dụng hai mặt, đĩa cứng có thể có nhiều đĩa từ, chúng
gắn song song, quay đồng trục, cùng tốc độ với nhau khi hoạt động.
Track
Trên một mặt làm việc của đĩa từ chia ra nhiều vòng tròn đồng tâm thành
các track.
Track có thể được hiểu đơn giản giống các rãnh ghi dữ liệu giống như các đĩa
nhựa (ghi âm nhạc trước đây) nhưng sự cách biệt của các rãnh ghi này không có
các gờ phân biệt và chúng là các vòng tròn đồng tâm chứ không nối tiếp nhau
thành dạng xoắn trôn ốc như đĩa nhựa. Track trên ổ đĩa cứng không cố định từ
khi sản xuất, chúng có thể thay đổi vị trí khi định dạng cấp thấp ổ đĩa (low
format ).

9


Khi một ổ đĩa cứng đã hoạt động quá nhiều năm liên tục, khi kết quả kiểm tra
bằng các phần mềm cho thấy xuất hiện nhiều khối hư hỏng (bad block) thì có
nghĩa là phần cơ của nó đã rơ rão và làm việc không chính xác như khi mới sản
xuất, lúc này thích hợp nhất là format cấp thấp cho nó để tương thích hơn với
chế độ làm việc của phần cơ
Sector
Trên track chia thành những phần nhỏ bằng các đoạn hướng tâm thành
các sector. Các sector là phần nhỏ cuối cùng được chia ra để chứa dữ liệu. Theo
chuẩn thông thường thì một sector chứa dung lượng 512 byte.
Số sector trên các track là khác nhau từ phần rìa đĩa vào đến vùng tâm đĩa, các ổ

đĩa cứng đều chia ra hơn 10 vùng mà trong mỗi vùng có số sector/track bằng
nhau.
Bảng sau cho thấy các khu vực với các thông số khác nhau và sự ảnh hưởng của
chúng đến tốc độ truyền dữ liệu của ổ cứng Các khu vực ghi dữ liệu của ổ đĩa
cứng Hitachi Travelstar 7K60 2,5".
Cylinder
Tập hợp các track cùng bán kính (cùng số hiệu trên) ở các mặt đĩa khác nhau
thành các cylinder. Nói một cách chính xác hơn thì: khi đầu đọc/ghi đầu tiên
làm việc tại một track nào thì tập hợp toàn bộ các track trên các bề mặt đĩa còn
lại mà các đầu đọc còn lại đang làm việc tại đó gọi là cylinder (cách giải thích
này chính xác hơn bởi có thể xảy ra thường hợp các đầu đọc khác nhau có
khoảng cách đến tâm quay của đĩa khác nhau do quá trình chế tạo).
Trên một ổ đĩa cứng có nhiều cylinder bởi có nhiều track trên mỗi mặt đĩa từ.

10


Trục quay
Trục quay là trục để gắn các đĩa từ lên nó, chúng được nối trực tiếp với động
cơ quay đĩa cứng. Trục quay có nhiệm vụ truyền chuyển động quay từ động
cơ đến các đĩa từ.
Trục quay thường chế tạo bằng các vật liệu nhẹ (như hợp kim nhôm) và được
chế tạo tuyệt đối chính xác để đảm bảo trọng tâm của chúng không được sai
lệch - bởi chỉ một sự sai lệch nhỏ có thể gây nên sự rung lắc của toàn bộ đĩa
cứng khi làm việc ở tốc độ cao, dẫn đến quá trình đọc/ghi không chính xác.
Đầu đọc/ghi
Đầu đọc đơn giản được cấu tạo gồm lõi ferit (trước đây là lõi sắt) và cuộn dây
(giống như nam châm điện). Gần đây các công nghệ mới hơn giúp cho ổ đĩa
cứng hoạt động với mật độ xít chặt hơn như: chuyển các hạt từ sắp xếp theo
phương vuông góc với bề mặt đĩa nên các đầu đọc được thiết kế nhỏ gọn và

phát triển theo các ứng dụng công nghệ mới.
Đầu đọc trong đĩa cứng có công dụng đọc dữ liệu dưới dạng từ hoá trên bề mặt
đĩa từ hoặc từ hoá lên các mặt đĩa khi ghi dữ liệu.
Số đầu đọc ghi luôn bằng số mặt hoạt động được của các đĩa cứng, có nghĩa
chúng nhỏ hơn hoặc bằng hai lần số đĩa (nhỏ hơn trong trường hợp ví dụ hai đĩa
nhưng chỉ sử dụng 3 mặt).

11


Cần di chuyển đầu đọc/ghi
Cần di chuyển đầu đọc/ghi là các thiết bị mà đầu đọc/ghi gắn vào nó. Cần có
nhiệm vụ di chuyển theo phương song song với các đĩa từ ở một khoảng cách
nhất định, dịch chuyển và định vị chính xác đầu đọc tại các vị trí từ mép đĩa đến
vùng phía trong của đĩa (phía trục quay).
Các cần di chuyển đầu đọc được di chuyển đồng thời với nhau do chúng được
gắn chung trên một trục quay (đồng trục), có nghĩa rằng khi việc đọc/ghi dữ
liệu trên bề mặt (trên và dưới nếu là loại hai mặt) ở một vị trí nào thì chúng
cũng hoạt động cùng vị trí tương ứng ở các bề mặt đĩa còn lại.
Sự di chuyển cần có thể thực hiện theo hai phương thức:
•

Sử dụng động cơ bước để truyền chuyển động.

•

Sử dụng cuộn cảm để di chuyển cần bằng lực từ.

1.4. Nguyên lí hoạt động của ổ cứng
Nhận lệnh từ CPU

Khi bộ xử lí có yêu cầu truy xuất dữ liệu liệu cần ghi dữ liệu vào ổ đĩa cứng, bo
mạch sẽ nhận yêu cầu đồng thời cơ chế đọc/ghi được thực hiện.
Việc ghi dữ liệu vào ổ cứng không theo một thứ tự nhất định mà là rải rác khắp
nơi trên bề mặt đĩa cứng. Do vậy, theo thời gian sử dụng, ổ cứng có thể bị “phân
mảnh” dẫn tới giảm tốc độ truy xuất/ghi dữ liệu và ổ cứng bị tăng dung lượng
“ảo”. Hệ điều hành Windows có cung cấp sẵn công cụ “Optimize and
defragment driver” để xử lí lỗi này.

12


Khi cần giải quyết một tác vụ, CPU (Center Processing Unit) ra lệnh truy xuất
tới Cache L1 > Cache L2 > Ram rồi tới đĩa cứng, khi đó đĩa cứng truy xuất dữ
liệu mà CPU đòi hỏi. Trong trường hợp CPU đòi hỏi truy xuất/ghi nhiều hơn
một tệp tin tại một thời điểm, ổ cứng sẽ tự động đáp ứng tuần tự từng tệp tin
hoặc đồng thời các tệp tin theo phương thức riêng.
Trước đây, ổ cứng sẽ thực hiện tuần tự các lệnh do CPU yêu cầu. Tuy nhiên, để
giải quyết vấn đề tốc độ đọc/ghi dữ liệu, ổ cứng ngày nay được tích hợp thêm
các bộ nhớ đệm (Cache) cùng các phương thức đọc/ghi mới giúp tối ưu cho
hành động truy cập dữ liệu cùng lúc, tư đó tốc độ đọc/ghi dữ liệu được tăng lên
đáng kể.
Đọc và ghi dữ liệu trên bề mặt đĩa
Sự hoạt động của đĩa cứng cần thực hiện đồng thời hai chuyển động: Chuyển
động quay của các đĩa và chuyển động của các đầu đọc.
Sự quay của các đĩa từ được thực hiện nhờ các động cơ gắn cùng trục (với tốc
độ rất lớn: từ 3600 rpm cho đến 15.000 rpm) chúng thường được quay ổn định
tại một tốc độ nhất định theo mỗi loại ổ đĩa cứng.
Khi đĩa cứng quay đều, cần di chuyển đầu đọc sẽ di chuyển đến các vị trí trên
các bề mặt chứa phủ vật liệu từ theo phương bán kính của đĩa. Chuyển động này
kết hợp với chuyển động quay của đĩa có thể làm đầu đọc/ghi tới bất kỳ vị trí

nào trên bề mặt đĩa.
Tại các vị trí cần đọc ghi, đầu đọc/ghi có các bộ cảm biến với điện trường để
đọc dữ liệu (và tương ứng: phát ra một điện trường để xoay hướng các hạt từ
khi ghi dữ liệu).
Dữ liệu được ghi/đọc đồng thời trên mọi đĩa. Việc thực hiện phân bổ dữ liệu
trên các đĩa được thực hiện nhờ các mạch điều khiển trên bo mạch của ổ đĩa
cứng.

13


1.5. Các thông số cơ bản của ổ cứng
1.5.1. Dung lượng
- Dung lượng biểu thị cho không gian lưu trữ của ổ cứng. Dung lượng càng lớn
thì lưu trữ được càng nhiều dữ liệu.
- Dung lượng là một trong những thông số quan trọng nhất của ổ cứng. Dung
lượng ổ cứng thông thường thường được tính bằng GB, TB. Các loại ổ cứng
thông dụng thường có dụng lượng từ 500GB đến 1TB.
Năm 2014, ổ cứng đầu tiên có dung lượng 8TB được Seagate ra mắt.
- Dung lượng của ổ cứng được tính bằng
Số byte/sector x Số sector/Trask x Số Cylinder x Số đầu đọc/ghi
- Thông số dung lượng ghi trên ổ cứng thường không chính xác do 1GB được
tính bằng 1000MB (Thực tế là 1024MB).
1.5.2. Tốc độ quay của ổ cứng
- Tốc độ quay của ổ cứng là số vòng đĩa cứng quay được trong một phút
(revolutions per minute – RPM). Tốc độ quay càng nhanh thì tốc độ đọc/ghi dữ
liệu của ổ cứng càng cao.
- Ổ cứng hiện tại có tốc độ lên đến 15000 RPM
1.5.3. Bộ nhớ đệm
Bộ nhớ đệm (cache hoặc buffer) trong ổ đĩa cứng có chức năng giống như RAM

của máy tính, có nhiệm vụ lưu trữ tạm dữ liệu trong quá trình làm việc của ổ
cứng, nó sẽ bị mất đi khi phiên làm việc kết thúc hoặc bị ngắt nguồn điện.

14


Trong thời gian đợi đầu đọc/ghi của ổ cứng di chuyển đến vùng cần đọc/ghi, dữ
liệu sẽ được đặt trong bộ nhớ đệm và sử dụng ngay khi cần đọc/ghi đã di
chuyển tới vùng cần tương tác dữ liệu. Vì vậy, dung lượng bộ nhớ đệm càng lớn
thì tốc độ truy xuât/ghi dữ liệu của ổ cứng càng nhanh.
Hệ điều hành có cơ chế lấy một phần bộ nhớ RAM để tạo bộ nhớ đệm lưu trữ
dữ liệu được lấy từ ổ đĩa cứng nhằm tối ưu việc xử lí đối với các dữ liệu thường
xuyên truy cập (HĐH còn lấy một phần RAM để làm bộ nhớ cho Card đồ họa
để tăng khả năng xử lí đồ họa trên máy tính).
1.5.4. Các thông số khác
Ngoài các thông số quan trọng nêu trên, còn một số thông số của ổ cứng cần
chú ý như : Kích thước (tính bằng inch), sử dụng điện năng, Model, số Serial
….

15


CHƯƠNG II.
PHÂN VÙNG VÀ ĐỊNH DẠNG
PHÂN VÙNG
2.1. Phân vùng (Partition)
Phân vùng là tập hợp các vùng ghi nhớ dữ liệu trên các cylinder gần nhau với
dung lượng theo thiết đặt của người sử dụng để sử dụng cho các mục đích sử
dụng khác nhau.
Sự phân chia phân vùng giúp cho ổ đĩa cứng có thể định dạng các loại tập tin

khác nhau để có thể cài đặt nhiều hệ điều hành đồng thời trên cùng một ổ đĩa
cứng. Ví dụ : Ta có thể sử dụng một phân vùng FAT32 để cài đặt hệ điều hành
Windows XP, và một phân vùng NTFS để cài đặt Windows 8.
Hiện nay ổ cứng máy tính thường được chia làm 2 đến 3 phân vùng, một phân
vùng chứa Hệ điều hành và phần còn lại lưu trữ dữ liệu người dùng . Những
phân vùng có dữ liệu liên tục thay đổi thường dễ bị phân mảnh, vì vậy để cải
thiện tốc độ truy xuất dữ liệu của ổ cứng, người dùng nên thực hiện thao tác
ghép mảnh, có thể được thực hiện bằng công cụ có sẵn của Windows hoặc phần
mềm khác.

16


Công cụ chống phân mảnh ổ cứng của HĐH Windows

2.2. Các định dạng cho phân vùng (Format).
Một ổ đĩa cứng có thể hỗ trợ một hoặc nhiều chuẩn định dạng, mỗi thế hệ mới
có nhiều cải tiến về dung lượng và tốc độ.
Hệ điều hành cho phép người dùng định dạng phân vùng bằng công cụ của họ.
Trong Properties của mỗi phân vùng đều hiện thị định dạng của phân vùng đó.

17


Định dạng của phân vùng này là NTFS

Tùy vào hệ điều hành và tùy vào nhu cầu sử dụng mà phân vùng có định dạng
khác nhau. Một số định dạng thường được sử dụng:
- FAT (File Allocation Table) : Chuẩn hỗ trợ DOS và các hệ điều hành thế hệ
Windows 98/Me. Phân vùng FAT hỗ trợ độ dài tên 11 kí tự (8 kí tự tên và 3 kí tự

mở rộng). Dung lượng tối đa của phân vùng FAT chỉ đạt tối đa 2GB. Hiện nay
định dạng này không còn được sử dụng.
- FAT32 (File Allocation Table – 32bit) : Bắt đầu hỗ trợ từ hệ điều hành
Windows 95 OSR2. Dung lượng tối đa của phân vùng này lên đến 2TB. Hiện
18


nay định dạng này vẫn còn được sử dụng phổ biến. Với các thiết bị Flash USB
sử dụng định dạng FAT32 không thể copy được dữ liệu lớn trên 3GB.
- NTFS (Windows New Tech File System) : Được hỗ trợ bắt đầu từ hệ điều
hành Windows NT/XP. Dung lượng tối đa của phân vùng này lên đến 16
Exabytes (Tương đương 1 triệu TB).

2.3. Định dạng (Format)
- Trước khi sử dụng, mỗi phân vùng đều cần được định dạng.
Có hai hình thức định dạng phân vùng :
o Định dạng cấp thấp (Low level – format) : là sự định dạng lại các

track, sector, cylinder. Sự định dạng này thường được các hãng sản
xuất thực hiện lần đầu trước khi xuất xưởng. Format cấp thấp giúp
cho ổ đĩa cứng sửa chữa được phần lớn các lỗi do track hoặc sector.
o Định dạng cấp cao (High level – format) : Hệ điều hành cung cấp

sẵn cho người dùng công cụ “Format” giúp định dạng lại các phân
vùng.

19


Công cụ định dạng cấp cao do HĐH cung cấp

Có 2 hình thức lựa chọn cho định dạng cấp cao :
- Quick format (Định dạng nhanh) : Xóa vị trí lưu trữ các kí tự đầu tiên để hệ
điều hành có thể ghi đè dữ liệu lên đó. Việc định dạng này diễn ra nhanh.
- Normal format (Định dạng thường) : Xóa hoàn toàn dữ liệu cũ đồng thời kiểm
tra các vùng hư hỏng, đánh dấu chúng không được sử dụng. Việc định dạng này
mất khá nhiều thời gian tùy thuộc vào dung lượng phân vùng.

20


2.4. Một số lỗi thường gặp của ổ cứng.
Thông thường, ổ đĩa cứng rất ít khi hư hỏng, tuy nhiên khi ổ cứng bị lỗi sẽ kéo
theo lỗi cho toàn bộ hệ thống. Dưới đây là một số lỗi thường xuất hiện trong ổ
cứng.
Phân mảnh
Quá trình tương tác với ổ cứng (cài đặt, gỡ bỏ phần mềm, tạo mới hoặc xóa các
file dữ liệu…) khiến các dữ liệu rải khắp nơi trên bề mặt đĩa cứng, từ đó đầu
đọc phải di chuyển khó khăn hơn để truy xuất dữ liệu được yêu cầu, làm giảm
tốc độ truy xuất dữ liệu của ổ cứng. Hiện tượng đó gọi là phân mảnh ổ cứng.
Biết kì công nghệ ổ cứng nào (HDD & SSD) đều có hiện tượng phân mảnh.
- Dấu hiệu : Tốc độ hiển thị các tệp tin chậm, tốc độ truy xuất các thư mục thấp,
tốc độ của toàn hệ thống giảm khi truy xuất dữ liệu, thập chí dẫn đến treo máy..
- Các khắc phục : Sử dụng các phần mềm Chống phân mảnh ổ cứng, các phần
mềm này sẽ kiểm tra các tệp tin bị phân mảnh và thực hiện “ghép mảnh” (hay
còn gọi là dồn đĩa) , từ đó dữ liệu trên đĩa cứng được xếp lại có thứ tự, bỏ những
dữ liệu tạm không sử dụng.
Có thể sử dụng công cụ hệ thống trong HĐH Windows, tuy nhiên tốc độ kiểm
tra và ghép mảnh đối với thế hệ Windows 7 trở xuống khá chậm, từ Windows 8,
tốc độ này được nâng cao đáng kể.

Bad sector
Bad sector có thể được mô tả một cách đơn giản là một vùng nhớ trên ổ cứng bị
lỗi, khi đó hệ điều hành và các phần mềm sẽ không thể thực hiện yêu cầu
21


đọc/ghi dữ liệu lên vùng nhớ này. Mỗi bad sector là một vùng nhớ có kích cỡ rất
nhỏ.
Bad sector có thể phân chia thành lỗi Bad sector do phần cứng (không thể sửa)
hoặc Bad sector do phần mềm (có thể sửa).
* Dấu hiệu :
 Không thể truy cập vào phân vùng hoặc thư mục nào đó.
 Máy tính bị treo trong khi làm việc trong DOS (thường lúc khởi động)
 Không format được phân vùng hoặc đang format báo lỗi Bad_track.
 Tiến hành Ghost lại máy báo lỗi Bad_Sector.

* Cách khắc phục :


Sử dụng công cụ “Check” của hệ điều hành. Chức năng này sẽ quét và
sửa chữa các lỗi trong khả năng cho phép. (Chỉ sửa được các lỗi do phần
mềm gây ra).

 Sử dụng các phần mềm chuyên nghiệp.
 Trong trường hợp không thể sửa chữa, cần backup toàn bộ dữ liệu rồi

thực hiện định dạng cấp thấp (low level – format). Việc làm này sẽ sửa
chữa hầu hết lỗi Bad sector.

22


CHƯƠNG III.
CHUẨN GIAO TIẾP CỦA Ổ CỨNG
Trong lịch sử phát triển, có rất nhiều chuẩn giao tiếp giữa ổ đĩa cứng và hệ
thống. Từ thế hệ đầu tiên ATA-1 (1988) cho tới nay là chuẩn SATA-3 (Serial
ATA -3), mỗi thế hệ kế tiếp đều có sự vượt trội về tốc độ truy xuất dữ liệu, khả
năng tương thích phần cứng với chipset.
Ngày nay, những chuẩn giao tiếp cũ không đáp ứng được nhu cầu sử dụng của
người dùng, cũng như không tương thích được với tốc độ của các phần cứng
khác đã bị loại bỏ, máy tính hiện tại hầu hết chỉ sử dụng hai chuẩn giao tiếp
chính là IDE (Parallel ATA) và SATA (Serial ATA).
3.1. Chuẩn giao tiếp IDE (Integrated Drive Electronics)
IDE (Integrated Drive Electronics) còn được biết đến với tên Parallel ATA. Ổ
cứng sử dụng chuẩn giao tiếp IDE có mạch điện tử điều kiển tích hợp trong ổ
đĩa.
IDE là một chuẩn giao diện, được dùng trực tiếp bởi bo mạch chủ của máy tính,
vì vậy người ta có thể gắn trực tiếp ổ đĩa cứng sử dụng chuẩn IDE lên bo mạch
chủ mà không cần phải thông qua một card điều kiển hoặc khe mở rộng bên
23


ngoài (Tuy nhiên người ta vẫn thường sử dụng dây cáp để liên kết ổ cứng với
Mainboard nhằm tránh gây nứt gãy Mainboard do trọng lượng ổ cứng khá
nặng).
Chuẩn IDE thực hiện phương thức truyền tải dữ liệu song song. Ưu điểm so với
cách truyền tải nối tiếp trước đây là tốc độ truyền tải dữ liệu tăng cao hơn nhiều
lần do cùng lúc có thể gửi đi nhiều bit dữ liệu. Tuy nhiên, nhược điểm lại là vấn
đề tạp âm nhiễu (do có nhiều dây được sử dụng nên dây này có thể gây nhiễu

xuyên sang dây khác).
Khe cắm chuẩn IDE trên Mainboard lên đến 40 chân tương ứng với 80 dây để
truyền dẫn dữ liệu từ ổ cứng đến Mainboard.
IDE bị giới hạn dung lượng đĩa tối đa là 504 MB và có tốc độ tương đổi chậm.
(133 MB/s)

24


3.2. Chuẩn giao tiếp SATA (Serial ATA)
Sự vượt trội của chuẩn giao tiếp SATA so với IDE
Chuẩn SATA (Serial Avanced Technology Attachment) là một chuẩn ổ đĩa cứng
được tạo nhằm mục đích thay thế cho giao diện IDE. SATA có tốc độ truyền tải
khoảng 150MB/s (SATA -150) hoặc 300 MB/s (SATA – 300) so với tốc độ tối
đa 133 MB/s trong các công nghệ trước đây.

Giao tiếp SATA

Chuẩn SATA truyền tải dữ liệu kiểu nối tiếp, khắc phục nhược điểm nhiễu âm ở
chuẩn IDE. Tuy nhiên, nếu làm vậy tốc độ truyền tải dữ liệu lại bị giảm, vì vậy
SATA đã sử dụng tốc độ đồng hồ (clock) cao hơn nhiều lần so với các chuẩn
ATA sử dụng phương thức truyền tải nối tiếp trước đây, do đó tốc độ truyền tải
với chuẩn SATA còn cao hơn so với truyền tải song song ở IDE.
Ổ cứng chuẩn SATA chỉ hỗ trợ liên kết với MainBoard qua cáp nối SATA thay
vì hỗ trợ cắm trực tiếp như ở chuẩn IDE.

25