Bài giảng Nhập môn tin học: Chương 8 - Trần Thị Kim Chi

Chương 8

THIẾT BỊ LƯU TRỮ THỨ CẤP
Secondary Storage Devices


Nội dung
8.1. Truy cập tuần tự và ngẫu nhiên
8.2. Băng từ
8.3. Đĩa từ
8.4. Đĩa quang
8.5. Đĩa quang từ
8.6. Thiết bị lưu trữ tập tin lớn
8.7. Một số khái niệm liên quan

2


Giới Thiệu
Đặc điểm:
• Dung lượng hạn chế
• Dữ liệu bị xóa khi tắt máy

Các thiết bị nhớ thứ cấp
3


Truy cập tuần tự - Sequence Access
• Truy cập tuần tự là thơng tin được truy cập một cách
tuần tự.

• Truy cập tuần tự thích hợp cho các chương trình
ứng dụng như tạo ra các phiếu trả lương hàng
tháng, hoặc các hóa đơn tiền điện hàng tháng,...,
• Ví dụ: Nếu 10 bài hát được ghi lưu trữ theo thứ tự từ
1 đến 10 (mỗi bài hát là một mẫu tin). Bạn muốn truy
cập bài hát thứ 8, bạn phải truy cập 7 bài hát trước
đó.
• Nhược điểm thời gian truy xuất lâu.

4


Truy cập ngẫu nhiên – Random Access
• Truy cập ngẫu nhiên là tất cả các thông tin được truy
cập một cách trực tiếp tại bất kỳ vị trí nào

• Ví dụ: Nếu 10 bài hát được ghi lưu trữ theo thứ tự từ
1 đến 10 (mỗi bài hát là một mẫu tin). Bạn muốn truy
cập bài hát nào, bạn chỉ cần truy cập đến bài hát đó.
• Ưu: Thời gian truy xuất nhanh

5


Băng từ - Magnetic Tape
• Băng từ là một trong những thiết bị lưu trữ phụ lâu
đời nhất.
• Dùng để lưu trữ :
– Dữ liệu lớn, được truy xuất và xử lý một cách tuần tự
– Dữ liệu không được sử dụng thường xuyên.

– Ít sử dụng.

6


Băng từ - Magnetic Tape
• Băng từ là một dải ruy bng nha cú chiu rng l ẵ
inch hoc ẳ inch và chiều dài là 50 đến 2400 feet.
• Được bọc bởi một chất từ hố như ơxit sắt hay crơm
diơxit.
• Dữ liệu được ghi lên dải băng ở dạng từ hố nhỏ
khơng thể thấy được và khơng có những dấu vết từ
trên bề mặt của dải băng.
• Dải ruy băng được chứa trong các cuộn hay một hộp
chứa nhỏ hoặc băng cassette.

7


Nguyên lý hoạt động của Băng từ
1)
2)
3)
4)
5)
6)

Cấu trúc lưu trữ
Dung lượng lưu trữ
Tỷ lệ truyền dữ liệu

Ổ đĩa băng
Bộ điều khiển băng
Các loại băng từ

8


Cấu trúc lưu trữ
Dải băng của băng từ được chia thành các cột gọi là
khung và các hàng ngang được gọi là kênh hoặc rãnh

9


Cấu trúc lưu trữ

Ghi dữ liệu trong băng từ 9 rãnh sử dụng 8 bit định dạng mã EBCDIC.
10


Cấu trúc lưu trữ
• Các bản ghi lưu trữ trên các băng có thể bị thay đổi
chiều dài.
• Nếu một băng chứa số lượng lớn các bản ghi rất ngắn
thì hơn một nửa băng có thể khơng được sử dụng, và
băng điều khiển I/O rất chậm và bị gián đoạn thường
xun trong suốt q trình I/O.

• Các bản ghi tập hợp lại trong các khối gồm hai hay
nhiều bản ghi, được tách rời bởi một rãnh interblock(IBG).

11


Cấu trúc lưu trữ
• Khối giúp cho băng điều khiển I/O nhanh hơn.
• Khối cho phép thêm vào những bản ghi được cấp
phát với mỗi q trình “đọc” hoặc “ghi”.
• Hoạt động đọc: tất cả bản ghi dữ liệu giữa những
IBG gần kề được đọc vào bộ nhớ chính của hệ
thống máy tính để xử lý.
• Hoạt động “ghi”: tồn bộ một khối bản ghi được phát
đi từ bộ nhớ chính đến ổ đĩa băng. Sau đó một khối
dữ liệu và một IBG được ghi lên trên băng.

12


Cấu trúc lưu trữ

Tổ chức dữ liệu trên một băng từ với nhãn đầu và nhãn đuôi tập tin

Tổ chức dữ liệu trên một băng từ cùng với dấu hiệu đầu
và kết thúc băng và nhãn đầu băng

13


Cấu trúc lưu trữ

Khái niệm một khối

Tổ chức dữ liệu trên một băng từ với nhãn đầu và nhãn đuôi tập tin

14


Dung lượng lưu trữ
Dung lượng lưu trữ của băng = mật độ bản ghi dữ liệu * chiều dài băng

• Mật độ bản ghi dữ liệu là lượng dữ liệu có thể được
lưu trên một đoạn cho trước của băng.

• Đo lường bằng bytes/inch(bpi), hoặc số byte (kí tự)

15


Tỷ lệ truyền dữ liệu
• Tỷ lệ truyền dữ liệu xác định số kí tự/giây được
truyền đến bộ lưu trữ chính từ băng.

• Tỷ lệ này được xác định bằng số byte mỗi giây(bps).
• Giá trị của nó phụ thuộc vào mật độ bản ghi dữ liệu
và tốc độ cùng với băng di động nằm dưới đầu
đọc/ghi.
• Một băng có mật độ bản ghi 77.000 bpi và bộ điều
khiển có tốc độ băng 100 inch mỗi giây, sẽ có một tỷ
lệ truyền dữ liệu 77.000*100 = 77.00.000 byte hoặc
7.7 MB mỗi giây.
16

Ổ đĩa băng
• Ổ đĩa băng từ được dùng cho việc lưu trữ và tìm
dữ liệu lưu trữ trên băng từ.

• Ổ đĩa băng từ có đầu đọc/ghi như dải ruybăng chạy
dưới đầu đọc/ghi, dữ liệu chỉ có thể được đọc và
chuyển đến bộ lưu trữ chính và được ghi lên băng
bởi các lệnh gửi đến ổ đĩa từ.
• Đọc và ghi dùng với các ổ đĩa từ
• Dữ liệu cũ trên băng sẽ được xoá tự động lúc dữ
liệu mới được ghi vào vùng tương ứng.

17


Bộ điều khiển băng
Những lệnh hỗ trợ bởi một bộ điều khiển băng là :
• Read
đọc một khối dữ liệu
• Write
ghi một khối dữ liệu
• Write tape header label
để cập nhật nội dung
của nhãn đầu băng.
• Erase tape
xố dữ liệu đã ghi trên một
băng.
• Back space one block

tua lại băng đến phần đầu của
khối liền trước.
• Forward space one block
chuyển băng tới phần đầu của
khối kế tiếp
• Back space one file
tua lại băng đến phần đầu của
tập tin liền trước
• Forward space one file
chuyển băng tới phần đầu của
tập tin kế tiếp
• Rewind
tua lại hồn tồn băng
• Unload
giải phóng khỏi sự kìm kẹp của
ổ đĩa từ.

18


Các loại băng từ
1. Cuộn băng ½- inch
2. Hộp chứa bng ẵ -inch

3. Thit b bng xut ẳ -inch
4. Bng âm thanh kĩ thuật số 4-mm

19

Thuận lợi và hạn chế của băng từ
Thuận lợi
1. Dung lượng lưu trữ của chúng gần như vô tận.
2. Những cuộn băng, hộp băng và mật độ các bản ghi lớn với
giá rẻ, giá mỗi bít lưu trữ rất thấp đối với băng từ. Các băng
có thể xố đi và dùng lại nhiều lần.
3. Kích thước gọn, dễ cầm và cất giữ, dễ di chuyển dữ liệu và
chương trình từ máy tính này đến máy tính khác mà khơng
cần kết nối chúng với nhau
4. Có thể lưu dữ liệu lớn
5. Nhà cung cấp có thể bán hoặc cập nhật lại phần mềm bằng
những băng từ.

20


Thuận lợi và hạn chế của băng từ
Hạn chế
• Khơng thích hợp cho việc lưu trữ những dữ liệu
cần đến thường xun để có được truy xuất ngẫu
nhiên.
• Phải được cất giữ trong mơi trường khơng có bụi
bẩn, nhiệt độ và độ ẩm được điều chỉnh thích hợp

• Nên gán nhãn trên một băng

21


Đĩa từ - Magnetic Disk

• Truy xuất theo dạng truy xuất ngẫu nhiên.
• Đĩa từ là một đĩa/tấm mỏng trịn làm bằng kim loại
hoặc chất dẻo được bọc cả hai mặt bằng chất từ hố
là ơxit sắt.

22


Đĩa từ - Magnetic Disk
• Dữ liệu được ghi lên đĩa ở dạng từ hố khơng thể
thấy được và khơng có những dấu vết từ trên bề mặt
của đĩa.
• Sử dụng 8-bit EBCDIC để ghi dữ liệu.
• Dữ liệu lưu trên đĩa từ cũng có thể được xố và dùng
lại vơ hạn định. Dữ liệu cũ trên đĩa được xố tự động
khi dữ liệu mới được ghi vào vùng tương ứng.
• Thơng tin lưu trữ có thể được đọc nhiều lần mà
không ảnh hưởng đến việc lưu trữ dữ liệu.

23


Nguyên lý hoạt động của Đĩa từ
1)
2)
3)
4)
5)
6)

Cấu trúc lưu trữ
Dung lượng lưu trữ
Cơ chế truy cập
Thời gian truy cập
Ổ đĩa
Các loại đĩa từ

24


Cấu trúc lưu trữ
• Bề mặt của đĩa bị chia thành những đường trịn đồng
tâm khơng thể thấy được gọi là rãnh (track).
• Các rãnh được đánh số liên tiếp từ ngồi vào trong
bắt đầu từ 0.
• Mỗi track được chia nhỏ hơn nữa thành các sector.
• Một sector chứa 512 byte.
• Ổ đĩa được thiết kế để truy cập (đọc/ghi) chỉ toàn bộ
các sector tại một thời điểm. Nếu máy tính cần phải
thay đổi một byte trong 512 byte lưu trữ trên một
sector, nó sẽ ghi đè lại tồn bộ sector.
25