Tài liệu Tổng quan về Ổ cứng ­ Hard Disk Drive (HDD) doc

Tổng quan về Ổ cứng - Hard Disk Drive
(HDD)
Welcome to my “Just about Hard Disk Drive” Tutorial ! Tôi đã tốn khá
nhiều thời gian cho việc chỉnh sửa bộ tutor này đồng thời cũng quyết định
bỏ ra 150.000 đ để mua một cái ổ cứng 2.1GB của Seagate về chụp hình
minh hoạ (chụp bằng webcam của tiệm nên chất lượng hơi kém) cho các
bạn dễ hiểu. Đồng thời trong bộ tutor này tôi cùng một số bạn trong
nhóm đã cố gắng hết sức “dùng những gì gần gũi và đơn giản nhất trong
đời thường để mô tả và minh họa thay thế cho các từ ngữ chuyên môn
rất khó hiểu, phức tạp”. Mặc dù đã được kiểm tra kỹ nhưng tất nhiên nó
sẽ còn rất nhiều thiếu sót mong các lão cùng nhau đọc và góp ý để tôi
sớm khắc phục.
1/ Cơ bản về ổ cứng (HDD):
Trên thị trường hiện nay ổ cứng xuất hiện rất nhiều và có rất nhiều chuẩn
giao tiếp như IDE, SCSI, SATA… Trong bộ Tutorial này tôi chỉ lấy duy
nhất chuẩn ổ cứng IDE (Intergrate Drive Electronics) để phân tích và
minh họa.
A. Cấu trúc vật lý của ổ cứng:
Ổ cứng (Harddisk driver) là một kiểu thiết bị lưu trữ dữ liệu (storage
device). Mục đích chính của các nhà sản xuất trong việc chế tạo ra thiết
bị này đó chính là lưu trữ dữ liệu. Mục đích chính của các nhà sản xuất
trong việc chế tạo ra thiết bị này đó chính là lưu trữ dữ liệu và để thay
thế đĩa mềm (tại thời điểm HDD ra đời chưa có các loại ổ đĩa quang như
CD-ROM hay ZIP). Có một số nhược điểm làm hạn chế tiện ích và độ tin
cậy của đĩa mềm. Ngay cả các ổ đĩa mềm tốt nhất cũng quá chậm khi
đọc/ghi dữ liệu, lại tiêu thụ điện năng nhiều so với các thiết bị khác trong
máy tính. Ổ đĩa mềm còn bị hạn chế về dung lượng lưu trữ, việc chuyển
đỗi giữa nhiều đĩa là cách làm bất tiện và không tin cậy. Nhu cầu về một
thiết bị lưu trữ lớn và cố định đã làm nảy sinh ra ổ đĩa cứng (ổ cứng) vào
những năm đầu của thập kỷ 80. Đương nhiên khả năng lưu trữ lớn lại
đẩy mạnh hơn nữa sự phát triển của máy tính. Hiện nay ổ cứng là một

thiết bị chuẩn trong các loại máy tính.
Cấu tạo của ổ cứng:
Bộ khung
Đĩa từ
Các đầu đọc/ghi
Bộ dích chuyển đầu từ:
Mô tơ trục quay
Các loại mạch điện của ổ cứng
1. Bộ khung:
Bộ khung cơ khí rất quan trọng đối với hoạt động chính xác của ổ đĩa
cứng, ảnh hưởng đến sự hợp nhất về cấu trúc, về nhiệt và về điện của ổ
đĩa. Khung cần phải cứng và tạo nên một cái nền vững chắc để lắp ráp
các bộ phận khác. Các ổ đĩa cứng thường dùng khung nhôm đúc, nhưng
các ổ cứng loại nhỏ của máy tính xách tay thường dùng vo plastic. Vật
liệu vỏ cụ thể phụ thuộc vào yếu tố [I]hình dạng (form factor) tức là kích
thước của ổ cứng.[/I]
2. Đĩa từ
Đĩa từ của ổ cứng là các đĩa bằng nhôm, thuỷ tinh, hoặc sứ có chế độ
hoạt động tương đối năng. Đĩa được chế tạo rất đặc biệt giúp cho nó có
khả năng lưu trữ tốt, an toàn và không bị “nhão” (nhả từ) như các thiết
bị đọc ghi bằng từ tính khác (tuy nhiên cũng có một số loại đĩa từ sản
xuất không đạt tiêu chuẩn qua thời gian có hiện tượng bị “nhão”). Đĩa
được phủ vật liệu từ ở cả hai mặt (môi trường lưu trữ thực) và bao bọc
bằng lớp vỏ bảo vệ. Sau khi đã hoàn tất và đánh bóng, các đĩa này được
xếp chồng lên nhau và ghép nối với môtơ quay; có một số loại đĩa cứng
chỉ có một đĩa từ. Trước khi chồng đĩa được lắp cố định vào khung, cơ
cấu các đầu từ được ghép vào giữa các đĩa.
3. Các đầu đọc ghi
Trước kia các đầu đọc/ghi của ổ đĩa cứng thường được chế rao như trong
ổ đĩa mềm, lõi sắt mềm cộng với 8 đến 34 (hoặc hơn) vòng dây đồng

mảnh. Các đầu từ này có kích thước lứon và tương đối năng làm hạn chế
số rãnh có thể có trên mặt đĩa mà hệ thống chuyển dịch đầu từ phải khắc
phục.
Hiện nay, các thiết kế đầu từ đã loại bỏ các kiểu quấn dây cổ điển mà
dùng loại đầu từ màng mỏng. Nó được chế tạo giống như vi mạch dùng
công nghệ quang hóa. Do kích thước nhỏ và nhẹ nên độ rộng của rãnh
ghi cũng nhỏ hơn và thời gian dịch chuyển đầu tư nhanh hơn.
Trong cấu trúc tổng thể, các đầu đọc/ghi này được gắn vào các cánh tay
kim loại dài điều khiển bằng các môtơ. Các vi mạch tiền khuếch đại của
đầu từ thường được gắn trên tấm vi mạch in nhỏ nằm trong bộ dịch
chuyển đầu từ. Toàn bộ cấu trúc này được bọc kín trong hộp đĩa. Hộp
được đậy kín bằng nắp kim loại có gioăng lót.
4. Bộ dịch chuyển đầu từ:
Nhiều loại đĩa cứng sử dụng môtơ [I]cuộn dây di động (voice coil motor)
còn gọi là môtơ cuộn dây quay (rotary coil) hoặc servo để điều khiển
chuyển động của đầu từ. Các môtơ servo có kích thước nhỏ, nhẹ rất thích
hợp với ổ cứng nhỏ gọn và có thời gian truy cập nhanh.
Thách thức lớn nhất trong việc điều khiển đầu tư là giữ cho được nó đúng
ngay tâm rãnh mong muốn. Nói cách khác là các nhiễu loại khí động học,
các hiệu ứng nhiệt trên đĩa từ và các biến thiên của dòng điều khiển môtơ
servo có thể gây nên sai số trong việc điều định vịi đầu từ. Vị trí của đầu
từ phải luôn luôn được kiểm tra và điều chỉnh kịp thời để đảm bảo vị trí
rãnh thật chính xác. Quá trình hiệu chỉnh đầu từ theo rãnh gọi là phương
pháp servo đầu tư. Cần có thông tin để so sánh vị trí thực và vị trí mong
muốn của đầu tư.
Thông tin servo dành riêng (Dedicated servo information) được ghi trên
mặt đĩa từ dự trữ.
Thông tin servo nhúng (Embedded servo information) lại được mã hoá
thành các chùm dữ liệu ngắn đặt trên từng sector
Hệ thống servo sử dụng sự lệch pha của các xuung tín hiệu của các rãnh

kế cận để xác định đầu từ có được đặt đúng giữa rãnh hay không.[/I]
5. Môtơ trục quay
Một trong những yếu tố xác định chất lượng của ổ cứng là tốc độ mà đĩa
từ lướt qua dưới đầu đọc/ghi. Đĩa từ lướt qua đầu từ với tốc độ khá cao
(ít nhất là 3600 vòng/phút). Môtơ trục (spindle môtơ) có chức năng làm
quay các đĩa từ. Môtơ trục là loại môtơ không có chỗi quét, chiều cao
thấp, dùng điện một chiều, tương tự như môtơ trong ổ đĩa mềm. Khi
môtơ được cấp điện, một từ trường được tạo ra trong các cuốn dây môtơ.
Khi điện cắt, năng lượng từ trường lưu trữ trong các cuộn dây môtơ được
giải phóng dưới dạng xung điện thế ngược. [I]Kỹ thuật Hãm động
(dynamic braking) sẽ sử dụng năng lượng của xung điện thế ngược đó để
làm dừng đĩa lại.[/I]
Các mạch điện tử của ổ cứng
Nhìn thẳng vào ổ cứng bộ phận đầu tiên mà chúng ta thấy chính là bo
mạch điều khiển. Ổ đĩa cứng được điều khiển bởi các mạch điẹn tử tương
đối phức tạp. Mạch điện tử được gắn dưới bộ khung và chứa hoàn toàn
các mạch cần thiết để truyền tải các tín hiệu điều khiển và dữ liệu với bộ
giao diện vật lý riêng, điều khiển đầu đọc/ghi, thực hiện đọc/ghi theo yêu
cầu và để quay các đĩa từ. Mỗi một chức năng kể trên phải được thực
hiện hoàn hảo với độ chính xác cao. Bo mạch điều khiển này bao gồm bộ
chip controller, chip input/output IO, bộ nhớ đệm cho ổ cứng (HDD
cache), một ổ cắm nguồn 5+ 5- 12- 12+, và chân cắm chuẩn IDE 39/40
chân. Đối với các thế hệ ổ cứng trước đây bộ nhớ đệm rất thấp chỉ có từ
512kb trở xuống còn với các thế hệ ổ cứng hiện đại sau này thì số lượng
cache rất cao từ 1Mb trở lên. Trong bo mạch của ổ cứng thì motor , chip
controller và bộ nhớ đệm đóng vai trò rất quan trọng. Bộ nhớ đệm càng
cao thì tốc độ truy xuất dữ liệu trên ổ cứng sẽ nhanh hơn rất nhiều và
vấn đề sai sót dữ liệu cũng rất thấp. Tương tự , tốc độ quay của motor và
khả năng điều khiển của bộ controller cũng không kém phần quan trọng,
nếu tốc độ của ổ cứng (rpm - revolution per minute - số vòng trên phút)

càng cao thì tốc độ truy xuất dữ liệu sẽ càng nhanh.
Các khái niệm của ổ cứng:
Rãnh (track)
Cung từ (Sector)
Xi lanh (Cylinder)
.....
-Track (rãnh) :
Có thể coi mỗi mặt đĩa cứng là một trường hai chiều: cao và rộng. Theo
kiểu hình học này thì dữ liệu được ghi vào các vòng tròn đồng tâm, phân
bố từ trục quay ra tới rìa đĩa. Mỗi vòng trong đồng tâm trên đĩa gọi là
track. Thông thường,mỗi đĩa có từ 312 đến 2048 rãnh. Track là một tập
hợp bao gồm một số sector nhất định nhưng dung lượng từng track khác
nhau có độ lớn từ trong ra ngoài (Track 0>track 1 >track 2 >…>track
N>track N+1)
Sector (cung từ): Mỗi track là một vòng tròn dữ liệu có tâm là tâm của
trục quay đĩa từ. Một track chia thành rất nhiều cung, người ta gọi các
cung này là sector (cung từ). Sector là vùng vật lý chứa dữ liệu nhỏ nhất
trong ổ cứng kể cả khi đọc và ghi. Thông thường thì 1 sector chứa được
512 byte dữ liệu (US Windows). Mỗi track đều chia thành một lượng
sector nhất định. Tuy nhiên, vì các track bên ngoài bao giờ cũng lớn hơn
các track phía trong (gần trục) cho nên càng vào sâu các track phía trong
thì dung lượng mà 1 sector có thể chứa được càng thấp.
Cấu trúc của sector :
-Sector header (thông tin cơ bản) : lưu trữ các thông tin về vị trí đầu
đọc , cylinder, và số thứ tự vật lý của sector. Nó cũng đảm nhận luôn
nhiệm vụ xác định sector có sử dụng được hay không hoặc sector nào sẽ
lưu dữ liệu thay cho sector này. Thông tin cuối cùng mà sector header
cung cấp chính là giá trị của việc kiểm tra lỗi dữ liệu tuần hoàn (hay còn
gọi là lỗi chẵn lẽ CRC), giá trị này giúp cho các chương trình xác định
được sector header có chính xác hay không.

-Góc rỗng (GAP) : đối với một sector sự có mặt của góc rỗng là rất cần
thiết. Góc rỗng cung cấp cho đầu đọc/ghi một khoảng thời gian nhất định
để nó có thể chuyển từ việc đọc dữ liệu trên sector sang ghi dữ liệu. Khi
đọc dữ liệu, đầu từ sẽ bỏ qua góc rỗng.
-Dữ liệu: Thông thường khi ta format đĩa cứng duới nền Windows hoặc
DOS thì một sector có thể chứa được 512 byte dữ liệu. Phần cuối cùng
của vùng dữ liệu này chứa thông tin về mã sửa lỗi (ECCs), dùng cho việc
phát hiện và sửa lỗi.
- Góc rỗng mở rộng (Inter-GAP): Có gì khác nhau giữa “Góc rỗng” và
“Góc rỗng mở rộng” (GAP và Inter-GAP) ? Góc rỗng cung cấp cho đầu từ
một khoảng thời gian nhất định đễ đầu từ chuyển đổi từ việc “đọc dữ liệu
” sang “ghi dữ liệu” trên cùng 1 sector. Còn Góc rỗng mở rộng thì cung
cấp cho đầu đọc 1 khoản thời gian nhất định để đầu đọc có thể chuyển từ
việc “ghi trên 1 sector này” sang “đọc sang sector kết tiếp”. Tương tự
như Gócrỗng, khi đọc dữ liệu đầu đọc bỏ qua Góc rỗng mở rộng.
-Cylinder bao gồm những track có chung một tâm và đồng trục nằm trên
những mặt đĩa từ.
-Số sector trên một track: khi sản xuất ra đĩa cứng nhà sản xuất luôn ghi
rõ ràng những thông số liên quan đến ổ cứng trong đó có phần số sector
trên một track (sector per track). Những ổ cứng hiện đại ngày nay sử
dụng rất nhiều kích cỡ khác nhau trên từng track. Ổ cứng ghi và đọc theo
nguyên tắc từ ngoài vào trong trên mặt đĩa từ. Các track nằm ngoài cùng
thì bao giờ cũng có nhiều không gian cho sector hơn là các track nằm sâu
ở bên trong (gần tâm đĩa từ). Do đó những phần dữ liệu nằm trên sector
và track đầu tiên của ổ cứng bao giờ cũng được truy xuất nhanh nhất.
Đầu đọc (head) và motor trợ động (servo-motor): Trên mỗi mặt đĩa từ
của ổ cứng thì đều có một đầu đọc (head) riêng biệt những đầu đọc này
có vai trò đọc/ghi dữ liệu lên bề mặt đĩa từ. Trước đây những loại ổ cứng
cũ đều sử dụng loại motor dịch chuyển (step-motor) để di chuyển đầu
đọc. Loại motor này làm tốn rất nhiều thời gian và rất mau hư vì thế

ngày nay người ta không còn sản xuất những loại ổ cứng như thế mà
thay vào đó là những loại ổ cứng được thiết kế “motor trợ động” (servo-
motor) có cấu trúc đơn giản hơn motor dịch chuyển rất nhiều và thời gian
dịch chuyển nhanh đồng thời rất ít bị hư hại. Motor trợ động đóng một
vai trò rất quan trọng trong việc đọc ghi của đầu đọc. Tốc độ của motor
trợ động phải đồng bộ với tốc độ của motor chính (motor quay đĩa từ)
nếu không sẽ không thể đọc chính xác được dữ liệu. Cấu trúc motor trợ
động khá đơn giản nó không như một motor thông thường mà chỉ đơn
thuần là một bộ phận chuyển động có giới hạn trong một góc quay nhất
định. Motor trợ động chỉ là một bộ khung có quấn cuộn cảm phát sinh lực
từ để chuyển động và một nam châm có lực hút rất mạnh được gắn vào
khung điều khiển của đầu đọc. Ở trạng thái binh thường không hoạt động
motor trợ động sẽ tự động đưa đầu đọc vào khoang trống, một khoảng
không trống có khung bảo vệ bên ngoài các đĩa từ, để tránh rủi ro tối đa
cho các đầu đọc cực nhỏ được gắn trên cần đọc. Bên trong ổ cứng là một
môi trường chân không hoàn toàn và chống ẩm. Giữa đầu đọc và mặt đĩa
từ có một khoảng không gian cực nhỏ có thể nói là siêu nhỏ. Ở đây tôi
cũng xin khẳng định lại là “ở giữa mặt đĩa từ và đầu đọc là một khoảng
không gian siêu nhỏ trong môi trường chân không bên trong ổ cứng” chứ
không phải là “giữa ổ cứng và đầu đọc có một lớp đệm không khí hoặc
lớp đệm từ trường” như một số bài báo và sách đã đề cập đến. Tốc độ
motor quay đĩa từ rất cao khi quay sẽ tạo ra gió nếu như ta mở nắp đậy
ổ cứng ra, nếu có không khí bên trong ổ cứng thì khi đĩa từ quay với tốc
độ cao như thế sẽ tạo gió làm rung và có thể thổi bay luôn cả những đầu
đọc đồng thời trong không khí có rất nhiều bụi bẩn trong khi đó mặt đĩa
từ phải luôn luôn sạch bóng. Do đó bên trong ổ cứng phải là môi trường
chân không. Ổ cứng là một thiết bị lưu trữ dữ liệu bằng từ tính, đầu từ
đọc và ghi bằng từ tính và mặt đĩa từ cũng có độ nhạy từ rất cao như thế
thì không thể nào ở giữa đầu đọc và đĩa từ lại có thêm một lớp đệm từ
trường như là “xe lửa cao tốc” được.

Tốc độ quay của motor chính (motor quay đĩa từ) : Thông thường thì các
loại đĩa cứng hiện nay có tốc độ quay từ 5200rpm đến 7200rpm. Không
chỉ có thế trên thị trường hiện nay đã có những loại ổ cứng chuyên dụng
“đụng nóc” với khả năng có tốc độ đến 10000rpm. Tốc độ quay giữ một
vai trò thiết yếu đến tốc độ truy xuất dữ liệu của ổ cứng, quay càng
nhanh thì đọc và ghi càng nhanh nhưng như thế cũng đồng nghĩa là ổ
cứng sẽ kêu to hơn và mau nóng hơn. Khi ổ cứng nóng lên (có nghĩa là
đĩa từ cũng sẽ nóng lên theo) sẽ làm cho lực từ bị hao hụt và “nhiễu” lúc
đó dữ liệu đọc và ghi sẽ có rất nhiều vấn đề. Với những loại ỗ cứng có tốc
độ cao như thế này thì các nhà sản xuất luôn khuyến cáo người tiêu dùng
nên trang bị thêm quạt giải nhiệt để kéo dài tuổi thọ và dữ liệu của ổ
cứng. Nhờ có tốc độ cao như thế mà các ổ cứng thế hệ sau này đều có
khả năng đọc hết tất cả mọi sector trên cùng một track chỉ bằng một
vòng quay. Tốc độ của motor quay đĩa từ luôn luôn là một hằng số , nếu
nó bị thay đổi có nghĩa là ổ cứng đó không thể sử được nữa.
Thời gian tìm, thời gian chuyển đầu đọc và thời gian chuyển cylinder:
Cách tổ chức dữ liệu trên ổ cứng là cách tổ chức dữ liệu có tính liên tục
do đó khi bộ controller phát lệnh seek (tìm kiếm) thì bộ controller sẽ chờ
đầu đọc một khoảng thời gian nhất định để đầu đọc tìm ra đúng
track,sector. Thời gian đó gọi là thời gian dùng để xác định vị trí (tìm
kiếm ra sector,track). Tuy nhiên đối với một số ổ cứng (đặc biệt là chuẩn
SCSI ) đôi khi thực thi lệnh seek không chính xác. Bộ controller của
những ỗ đĩa này chỉ đưa đầu đọc đến sector hoặc track gần đến vị trí xác
định hoặc sẽ không di chuyển đầu đọc mà chỉ để yên ở đó. Vì “cách lưu
trữ dữ liệu của ổ cứng có tính liên tục” nên thời gian để đầu đọc chuyển
từ sector này sang sector kế tiếp hoặc từ track này sang track kết tiếp sẽ
rất nhanh và ngược lại nếu đang đọc ở sector 1 track 0 sang sector 13
track 3 thì sẽ mất rất nhiều thời gian ! Chính vì điều này mà thời gian tìm
một file trên một ổ cứng có dung lượng càng nhỏ thì càng nhanh và
ngược lại. Thời gian chuyển cylinder là thời gian để đầu đọc chuyển từ

track này sang track khác. Thời gian được tính theo đơn vị mili-giây (ms).
Thời gian tìm sector trên 1 track xác định (Rotational latency) hay còn gọi
là “góc trễ quay”: khi đầu đọc đã tìm được track xác định, bộ controller
tiếp tục thực hiện việc tìm sector trên track này. Lúc này đầu đọc sẽ
không di chuyển nữa mà sẽ đứng yên trong lúc đó đĩa từ quay liên tục
cho đến khi nào đầu đọc xác định được vị trí sector mà nó cần tìm. Thời
gian để làm công vịêc này gọi là “Thời gian tìm sector trên 1 track xác
định“ - Rotational latency. Tốc độ của ổ cứng càng nhanh thì thời gian tìm
sector trên 1 track càng ít. Thời gian trung bình mà đầu đọc tìm ra sector
chính xác trên 1 track là 4ms(7200rpm) đến 6ms(5400rpm)
Thời gian truy cập dữ liệu (Data Access time) : Thời gian truy cập dữ liệu
là tổng thời gian tìm kiếm, chuyển đầu đọc và tìm sector trên 1 track xác
định. Nói như thế là vì đầu tiên bộ controller phải xác định vị trí để đưa
đầu đọc đến vị trí trên cylinder cần tìm. Sau đó khi dữ liệu đã được đọc
hoặc ghi thì cần thêm thời gian để chuyển đầu đọc để tìm ra track và cuối
cùng sau khi xác định được track thì phải tốn thêm một ít thời gian cho
việc tìm ra đúng sector trên track đó.
Đây chì là 1 phần nhỏ trong "cấu trúc vật lý HDD" tôi sẽ post tiếp
sau..các lão thông cảm cho tôi tí
This post has been edited by DuongMedia: Feb 9 2004, 02:35 AM

Feb 13 2004, 01:58 PM
Post #3
littlefox
Group: HVA Moderator
Posts: 783
Joined: 2-January 04
Member No.: 56098
Cluster (chỉ dành riêng cho FATx File System): là đơn vị lưu trữ cơ
bản được chỉ định của đĩa từ. Cluster bao gồm 1 hoặc nhiều sector.

Không gian lưu trữ của ổ cứng được xác định dựa trên những
cluster, cho dù đó là một file (hoặc một phần của file) chỉ chiếm
dụng một phần hoặc toàn bộ không gian của cluster thì điều đó cũng
được coi là đã sử dụng một phần không gian của ổ cứng. Hiếm khi
nào dung lượng của một file vừa bằng tổng dung lượng một số
cluster. Nói như thế là vì thông thường cluster cuối cùng lưu trữ một
phần dữ liệu của file thường chứa luôn cả những không gian trống
không dùng đến mà người ta vẫn thường gọi là “không gian rỗng” ở
phần cuối của cluster. Ta thử làm một phép tính đơn giản để minh
hoạ vấn đề này:
Cho 1 cluster = 4 KB; ta có 1 file test.txt dung lượng 14 KB như vậy
khi ta lưu file test.txt xuống đĩa cứng file này sẽ được tách thành 4
cluster lần lượt là :
Cluster 1 -> 4KB đầu tiên
Cluster 2 -> 4KB tiếp theo
Cluster 3 -> 4KB tiếp theo
Cluster 4 (cluster cuối cùng) ->lưu trữ 2KB còn lại và 2KB bị bỏ
trống
2KB bỏ trống này không thuộc về bất cứ file nào, không lưu bất cứ
dữ liệu nào vì cluster 4 đã được chỉ định thuộc về file test.txt do đó
đây là một khoảng không gian rỗng hay nói khác đi “chúng ta đã phí
phạm một khoảng không gian trên ổ cứng” - đây chính là một trong
những điểm khác nhau và tiến bộ giữa các thế hệ FAT File System
mà chúng tôi sẽ nói đến trong phần hệ thống file của OS ở phần sau.
Mặc dù thế nhưng rõ ràng cái mà người ta nhận được từ cluster là
rất đáng kể, nó làm tăng hiệu năng làm việc của ổ cứng và giúp hệ
điều hành quản lý file tốt hơn nhiều so với việc bắt hệ điều hành và
ổ cứng phải làm việc ở cấp độ sector.
Lost cluster: thông thường khi các bạn dùng các chương trình sửa ổ
cứng nhất là scandisk/ndd (chạy trên FATx File System) đôi khi bạn

nhận được thông báo “Lost cluster found! Fix it ?” Thật ra trong quá
trong ổ cứng đọc và ghi dữ liệu, hệ điều hành có vai trò mở file/tạo
file (open/assign file) sau đó tiếp tục phát lệnh để ổ cứng ghi từng
phần dữ liệu vào từng cluster được chỉ định rồi cuối cùng ra lệnh
đóng file (close file). Tuy nhiên đôi khi có một số trường hợp khi ổ
cứng đang ghi dữ liệu vào các cluster đã được chỉ định nhưng bất
ngờ bị mất điện hoặc kết thúc quá trình ghi dữ liệu nhưng lại không
thực hiện quá trình đóng file, cho nên những cluster này sẽ được
công nhận là “đã được sử dụng” nhưng lại không thuộc về bất cứ
một file nào. Trong trường hợp này các chương trình sửa đĩa sẽ ghi
các thông tin mà các các cluster này lưu trữ ra từng file một để
backup lại các dữ liệu có giá trị bị mất.
Chain (chỉ dành riêng cho FATx File System): không phải lúc nào dữ
liệu của một file cũng được ghi trên nhưng cluster liên tiếp nhau
(1,2,3,4…n). Do đó nếu như cluster kế tiếp đã được chỉ định là đã sử
dụng thì OS sẽ cố gắng tìm đến cluster kế tiếp hoặc kế tiếp nữa cho
đến khi tìm ra cluster trống để ghi dữ liệu vào. Việc dữ liệu của một
file (hoặc từng phần) được ghi rải rác mà không có sự liên tục trên
những cluster thì được gọi là “một chuỗi các cluster” (chain) và việc
OS dịnh dạng trên bảng FAT cũng được gọi là “định dạng một chuỗi
FAT”. Lost chain cũng tương tự như lost cluster chỉ khác là nguyên
cả một chuỗi cluster bị khai báo nhầm là đã được sử dụng.
Bộ đệm ổ cứng (HDD Cache): Hiện nay tuy các nhà sản xuất đang
ngày càng một nâng cao tốc độ của ổ cứng nhưng chắc chắn là tốc
độ truy xuất dữ liệu của ổ cứng sẽ không bao giờ có thể nhanh bằng
RAM (Random Access Memory - bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên). Để
giảm bớt phần nào khoảng cách đó, các nhà sản xuất phần cứng và
phần mềm đã tạo ra bộ đệm ổ cứng (disk cache). Bộ đệm của ổ
cứng sử dụng một phần của RAM để lưu trữ những thông tin thường
xuyên được các ứng dụng truy nhập. Chính việc lưu trữ những thông

tin này trên RAM, bộ đệm đã giúp tốc độ truy xuất dữ liệu nhanh
hơn và giúp kéo dài tuổi thọ của ổ cứng. Nguyên tắc hoạt động của