Bài giảng Kiến trúc máy tính (TS. Hoàng Xuân Dậu) Chương 5

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG

BÀI GIẢNG MƠN

KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGỒI

Giảng viên:
Điện thoại/E-mail:

TS. Hồng Xn Dậu


Bộ mơn:

Khoa học máy tính - Khoa CNTT1


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

Học kỳ/Năm biên soạn: Học kỳ 2 năm học 2009-2010

NỘI DUNG
 Đĩa từ
 FDD HDD

 Đĩa quang
 CD
 DVD

 RAID
NAS
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 2BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

SAN
5.1 Đĩa từ - Giới thiệu
 Đặc điểm của đĩa từ:

 Là thiết bị lưu trữ kiểu ổn định (khơng tin vẫn tồn tại khi khơng có
nguồn ni);
 Là bộ nhớ có dung lượng lớn kiểu khối;
 Sử dụng các đĩa nhựa hoặc đĩa kim loại có phủ lớp bột từ trên bề
mặt để lưu trữ thông tin. Bột từ được sử dụng là oxit sắt hoặc các
hợp kim của sắt.

 Các kiểu đĩa từ:

 Đĩa mềm (FD – Floppy Disk): làm bằng plastic, dung lượng nhỏ,
tốc độ chậm, dễ hỏng; Sử dụng ổ đĩa mềm (FDD – Floppy Disk

www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 3BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

Drive) để đọc ghi đĩa mềm;
 Đĩa cứng (HDD – Hard Disk Drive): đĩa cứng thường làm bằng
kim loại, dung lượng lớn, tốc độ cao; Đĩa cứng thường được gắn
với ổ đĩa trong một hộp kín bảo vệ.

www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 4BỘ MƠN: KHOA HỌC MÁY


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

5.1 Đĩa từ - Giới thiệu

Đĩa mềm 51/2 inches và ổ đĩa mềm
(1,2MB)
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 5BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGỒI

5.1 Đĩa từ - Giới thiệu

Đĩa mềm 3½ inches và ổ đĩa mềm
(1,44MB)
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 6BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

5.1 Đĩa từ - Giới thiệu – Đĩa cứng

www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 7BỘ MƠN: KHOA HỌC MÁY


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGỒI

www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 8BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

5.1 Đĩa từ - Giới thiệu – Đĩa cứng

www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 9BỘ MƠN: KHOA HỌC MÁY


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

5.2 Đĩa cứng – Cấu tạo

www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 10BỘ MƠN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

5.2 Đĩa cứng – Cấu tạo
Đĩa từ (Disks):

 Một ổ đĩa cứng có thể gồm một hoặc nhiều đĩa kim loại

được lắp đồng trục;
 Đĩa thường phẳng và được chế tạo bằng nhôm hoặc
thuỷ tinh;
 Lớp bột từ phủ trên bề mặt đĩa để lưu thông tin thường
rất mỏng. Bề dày khoảng 10-20nm;
• Vật liệu từ thường dùng là oxit sắt ba (Fe2O3) với các đĩa cứng
cũ;
• Hiện nay vật liệu từ thường dùng là hợp kim của côban và sắt.

www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 11BỘ MÔN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGỒI

 Mỗi đĩa có thể lưu thơng tin trên 2 mặt (side): mặt 0 và
mặt 1.

5.2 Đĩa cứng – Cấu tạo
Đầu từ (Heads):
 Được sử dụng để đọc và ghi thông tin lên đĩa;
 Đầu từ không tiếp xúc với bề mặt đĩa mà “bay” trên mặt
đĩa;
 Số lượng đầu từ của mỗi ổ đĩa thường rất khác nhau:

4, 8, 12, 16, 24, 32, 64, …

Rãnh (Tracks):
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 12BỘ MƠN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGỒI

 Rãnh là các đường trịn đồng tâm trên bề mặt đĩa
 Các rãnh được đánh số từ ngoài (0) và trong
 Trên mỗi mặt đĩa 3½ inches có hàng ngàn rãnh.

5.2 Đĩa cứng – Cấu tạo
 Mặt trụ (Cylinders):
 Là một tập các rãnh ở cùng vị trí đầu từ Cung (Sectors):
 Là một phần của rãnh;
 Kích thước thông dụng của cung là 512 bytes; Cung là đơn vị
quản lý nhỏ nhất của đĩa.

 Các tham số của đĩa cứng để tính dung lượng:
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU

MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 13BỘ MƠN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

 Số mặt trụ (C)
 Số đầu từ (H)
 Số lượng cung/rãnh (S)
Dung lượng ổ đĩa cứng: = C x H x S x 512 (bytes)

5.2 Đĩa cứng – Định dạng

Đĩa cứng có thể được định dạng (format) theo 2 mức:
 Định dạng mức thấp (low level format):
• Do BIOS thực hiện
• Là q trình gán địa chỉ cho các cung vật lý
• Một đĩa cứng phải được định dạng mức thấp trước khi đưa vào sử dụng
• Các ổ đĩa cứng hiện đại thường được các nhà sản xuất định dạng mức
thấp.
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 14BỘ MÔN: KHOA HỌC

BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGỒI

 Định dạng mức cao (high level format):
• Do hệ điều hành (OS – Operating System) thực hiện;
• Là quá trình gán địa chỉ cho các cung logic và khởi tạo hệ thống file
• Một đĩa cứng phải được định dạng mức cao trước khi có thể lưu thơng
tin.

5.2 Đĩa cứng – Giao diện ghép nối
Các giao diện thông dụng ghép nối ổ đĩa cứng với máy
tính gồm:
 Parallel ATA (PATA hoặc IDE/EIDE - Integrated Drive Electronics)
– Advanced Technology Attachments
 Serial ATA (SATA)
 SCSI – Small Computer System Interface (phát âm là scuzzy
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 15BỘ MÔN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

/skʌzi/)
 Serial Attached SCSI (SAS)
 iSCSI – Internet SCSI

5.2 Đĩa cứng – Giao diện ghép nối ATA
 ATA/IDE sử dụng cáp dẹt 40 hoặc 80 chân để ghép nối ổ
cứng với bảng mạch chính;
 Mỗi cáp thường hỗ trợ ghép nối với 2 ổ đĩa:
 Ổ đĩa chủ (master)
 Ổ đĩa tớ (slave)

 Tốc độc vận chuyển thông tin:
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 16BỘ MÔN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGỒI

 Băng thơng: 16 bít
 Thơng lượng: 16, 33, 66, 100 and 133MB/s.

5.2 Đĩa cứng – Giao diện ghép nối ATA

Đầu cắm IDE

www.ptit.edu.vn

Khe cắm IDE

GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 17BỘ MƠN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGỒI

Cáp IDE

www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 18BỘ MÔN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGỒI

VIÊN:–TS.

HỒNG XN
DẬU
Trang 19BỘ
KHOA HỌC
5.2 Đĩa GIẢNG
cứng
Giao
diện
ghép
nốiMƠN:
ATA

www.ptit.edu.vn

MÁY TÍNH - KHOA CNTT1


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

IDE HDD jumpers & cài đặt jumpers

5.2 Đĩa cứng – Giao diện ghép nối SATA
 SATA sử dụng cùng tập lệnh mức thấp như ATA nhưng
SATA sử dụng đường truyền tin nối tiếp tốc độ cao qua 2
đôi dây;
 Bộ điều khiển SATA sử dụng chuẩn AHCI (Advanced Host
Controller Interface);
 SATA hỗ trợ nhiều tính năng tiên tiến so với ATA:

 Truyền dữ liệu nhanh và hiệu quả hơn
 Cắm nóng (hot plug)
 Sử dụng ít dây hơn ATA để truyền dữ liệu.

 Tốc độ truyền dữ liệu của SATA:
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 20BỘ MÔN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

 Thế hệ 1: 1.5 Gb/s Thế hệ 2: 3.0 Gb/s
 Thế hệ 3: 6 Gb/s

5.2 Đĩa cứng – Giao diện ghép nối SATA

Khe cắm
www.ptit.edu.vn

Đầu cắm
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Đầu cắm

Trang 21BỘ MƠN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

dữ liệu SATA

dữ liệu SATA

nguồn SATA

5.2 Đĩa cứng – Giao diện ghép nối SCSI
 SCSI là một tập các chuẩn về kết nối vật lý và truyền dữ liệu giữa
máy tính và thiết bị ngoại vi;
 Tất cả các thiết bị SCSI đều kết nối đến bus SCSI theo cùng một
kiểu:
 Có thể kết nối 8-16 thiết bị SCSI đến một bus SCSI.

 Các tính năng tiên tiến của SCSI:
 SCSI cung cấp tốc độ truyền dữ liệu và tính ổn định rất cao;
 Cắm nóng

 Tốc độ truyền dữ liệu: 5, 10, 20, 40MB/s (SCSI cũ) và 160, 320,
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 22BỘ MÔN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

640 MB/s;
 Các ổ cứng SCSI thường rất đắt và được thường được sử dụng
cho các máy chủ và các hệ thống lưu trữ tiên tiến như RAID, NAS
và SAN.

5.2 Đĩa cứng – Giao diện ghép nối SCSI

www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 23BỘ MƠN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

Hệ thống khe cắm ổ cứng SCSI trên máy chủ
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HỒNG XN DẬU

MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 24BỘ MÔN: KHOA HỌC


BÀI GIẢNG MƠN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH

CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI

5.2 Đĩa cứng – Phân khu / phân đoạn
 Một đĩa cứng vật lý có thể được chia thành nhiều phần cho
dễ quản lý. Mỗi phần được gọi là một phân đoạn hay một
phân khu (partition):
 Một phân khu chính (primary partition)
 Một hoặc một số phân khu mở rộng (extended partitions)

 Một phân khu có thể được chia thành một hoặc một số ổ đĩa
logic:
 Phân khu chính chỉ có thể chứa duy nhất một ổ đĩa logic;
 phân khu mở rộng có thể được chia thành một hoặc một số ổ đĩa
logic.
www.ptit.edu.vn

GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
MÁY TÍNH - KHOA CNTT1

Trang 25BỘ MƠN: KHOA HỌC