Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 5: Bộ nhớ ngoài - Hoàng Xuân Dậu

Điện thoại/E-mail: dau@ekabiz.vn Bộ môn: Khoa học máy tính - Khoa CNTT1 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Giảng viên: TS. Hoàng Xuân Dậu CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 2BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Học kỳ/Năm biên soạn: Học kỳ 2 năm học 2009-2010 NỘI DUNG  Đĩa từ  FDD HDD  Đĩa quang  CD  DVD  RAID NAS BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 3BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 SAN 5.1 Đĩa từ - Giới thiệu  Đặc điểm của đĩa từ:  Là thiết bị lưu trữ kiểu ổn định (không tin vẫn tồn tại khi không có nguồn nuôi);  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 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 4BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 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. BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 5BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.1 Đĩa từ - Giới thiệu Đĩa mềm 51/2 inches và ổ đĩa mềm (1,2MB) BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 6BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.1 Đĩa từ - Giới thiệu Đĩa mềm 3½ inches và ổ đĩa mềm (1,44MB) BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 7BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.1 Đĩa từ - Giới thiệu – Đĩa cứng BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 8BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 9BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.1 Đĩa từ - Giới thiệu – Đĩa cứng BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 10BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.2 Đĩa cứng – Cấu tạo BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 11BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 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. BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 12BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1  Mỗi đĩa có thể lưu thông 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): BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 13BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1  Rãnh là các đường tròn 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: BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 14BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1  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 quá 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. BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 15BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1  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 thông 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 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 16BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 /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: BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 17BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1  Băng thông: 16 bít  Thông lượng: 16, 33, 66, 100 and 133MB/s. 5.2 Đĩa cứng – Giao diện ghép nối ATA Đầu cắm IDE Khe cắm IDE BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 18BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Cáp IDE BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 19BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.2 Đĩa cứng – Giao diện ghép nối ATA BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 20BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 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: BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 21BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1  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 Đầu cắm Đầu cắm BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 22BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 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, BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 23BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 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 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 24BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 Hệ thống khe cắm ổ cứng SCSI trên máy chủ BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 25BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 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. BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 26BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.2 Đĩa cứng – Bảng phân khu  Bảng phân khu (Partition Table) lưu thông tin về các phân khu đĩa cứng;  Bảng phân khu gồm nhiều bản ghi, mỗi bản ghi chứa thông tin về một phân khu:  Phân khu có thuộc loại tích cực (active) ?  Số mặt trụ (C), đầu từ (H) và cung (S) điểm bắt đầu phân khu;  Số mặt trụ (C), đầu từ (H) và cung (S) điểm kết thúc phân khu; Kiểu định dạng phân khu (FAT, NTFS, EXT); Kích thước của phân khu tính theo số cung. BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 27BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.2 Đĩa cứng – Cung khởi động  Cung khởi động (boot sector) là một cung đặc biệt trên đĩa:  Ở vị trí cung số 1 của ổ đĩa logic;  Chứa chương trình mồi khởi động (Bootstrap loader) có nhiệm vụ kích hoạt việc nạp hệ điều hành từ đĩa vào bộ nhớ.  Quá trình khởi động máy:  Bật nguồn;  Đọc thông tin trong ROM-BIOS, tự kiểm tra cấu hình (self test): kiểm tra các thiết bị & tình trạng sẵn sàng làm việc;  Nạp và thực hiện chương trình mồi khởi động;  Nạp các thành phần khởi động của hệ điều hành; BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 28BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1  Nạp nhân hệ điều hành;  Nạp giao diện người dùng hệ điều hành sẵn sàng. 5.2 Đĩa cứng – Hệ thống file  Hệ thống file (file system) là một dạng bảng danh mục (directory) để lưu trữ và quản lý các files;  Các files thường được lưu trữ trong các thư mục (folders); các thư mục được tổ chức theo mô hình cây;  Hệ thống file được thiết kế theo các phiên bản của hệ điều hành:  FAT (DOS, Windows 3.x, Windows 95, 98, ME)  NTFS (Windows NT, 2000, XP, 2003, Vista, 7) BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 29BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1  Ext2, Ext3 (Unix, Linux)  MFS (Macintosh FS)/HFS (Hierarchical FS) (Mac OS) 5.2 Đĩa cứng – Thư mục gốc  Thư mục gốc (Root directory) là thư mục ở mức thấp nhất trong hệ thống cây thư mục của ổ đĩa logic;  Thư mục gốc là điểm bắt đầu khi hệ thống tìm kiếm và truy nhập file;  Thư mục gốc không có thư mục BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 30BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 mẹ, như các thư mục khác;  Thư mục gốc có thể chứa các thư mục con và các file. 5.3 Đĩa quang – Giới thiệu  Các đĩa quang hoạt động dựa trên nguyên lý quang học:  Đĩa được chế tạo bằng plastic;  Một mặt đĩa được tráng một lớp nhôm mỏng để phản xạ tia laser;  Mặt đĩa được “khắc” rãnh và mức lõm của rãnh được sử dụng để biểu diễn các bit thông tin;  Quá trình chế tạo đĩa CD-ROM & DVD-ROM:  Tạo bản CD/DVD chủ chứa thông tin ở dạng “âm bản”;  Dùng bản CD/DVD chủ để “in” thông tin lên các CD/DVD trắng. BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 31BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.3 Đĩa quang – Giới thiệu BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 32BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 33BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.3 Đĩa quang – Nguyên lý đọc CD-ROM Laser Diode Sensor Output signal Beam spitter Rotation mirror CD - ROM BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 34BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.3 Đĩa quang – Nguyên lý đọc CD-ROM  Tia laser từ điốt phát laser đi qua bộ tách tia đến gương quay;  Gương quay được điều khiển bởi tín hiệu đọc, lái tia laser đến vị trí cần đọc trên mặt đĩa;  Tia phản xạ từ mặt đĩa phản ánh mức lồi lõm trên mặt đĩa quay trở lại gương quay;  Gương quay chuyển tia phản xạ về bộ tách tia và sau đó đến bộ cảm biến quang điện;  Bộ cảm biến quang điện chuyển đổi tia laser phản xạ thành tín hiệu điện đầu ra. Cường độ của tia laser được biểu diễn BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 35BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 thành mức tín hiệu ra. 5.3 Đĩa quang – Các loại đĩa quang CD (Compact Disk): Đĩa nén  CD-ROM (Read Only CD): Đĩa CD chỉ đọc  CD-R (Recordable CD) : Đĩa CD có thể ghi 1 lần  CD-RW (Rewritable CD) : Đĩa CD có thể ghi lại (nhiều lần) DVD (Digital Video Disk) : Đĩa video  DVD-ROM (Read Only DVD) : Đĩa DVD chỉ đọc DVD-R (Recordable DVD) : Đĩa có thể ghi 1 lần  DVD-RW (Rewritable DVD) : Đĩa có thể ghi lại (nhiều lần) BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 36BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1  HD-DVD (High-density DVD) : Đĩa DVD mật độ cao  Blu-ray DVD (Ultra-high density DVD) : Đĩa DVD mật độ siêu cao. 5.3 Đĩa quang – Đĩa CD  Dung lượng tối đa của CD là 700MB hoặc 80 phút nếu lưu âm thanh;  Sử dụng tia laser hồng ngoại với bước sóng 780 nm; Tốc độ truyền thông tin:  Tốc độ cơ sở: 150KB/s  Tốc độ thực: hệ số nhân x tốc độ cơ sở • 4 x = 4 x 150KB/s = 600 KB/s • 50 x = 50 x 150 = 7500 KB/s BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 37BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.3 Đĩa quang – Đĩa CD-R Đĩa CD-R tương tự như đĩa CD; Điểm khác biệt giữa CD và CD- R:  Có thêm một lớp gọi là “organic dye” (tạm dịch là lớp hữu cơ) nằm giữa lớp plastic và lớp phản xạ;  Tia laser đã được điều chế được sử dụng để “đốt” lớp hữu cơ tạo thành các mức lồi lõm khác nhau trên lớp này để lưu thông tin; Đĩa CD-R chỉ ghi được 1 lần. BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 38BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.3 Đĩa quang – Đĩa CD-R BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 39BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.3 Đĩa quang – Đĩa CD-RW  Đĩa CD-RW tương tự CD-R;  Điểm khác biệt giữa CD-R và CD-RW:  Lớp hữu cơ của CD-R được thay bằng một lớp bán kim loại đặt trong chân không;  Lớp bán kim loại có thể được “đốt” lại khoảng 1000 lần (theo lý thuyết). 5.3 Đĩa quang – Đĩa DVD  Dung lượng tối đa của đĩa DVD là 4,7GB với đĩa một mặt và 8,5GB với đĩa 2 mặt; BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 40BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1  Sử dụng tia laser hồng ngoại có bước sóng 650nm; Tốc độ truyền dữ liệu:  Tốc độ cơ sở: 1350KB/s  Tốc độ thực: hệ số nhân x tốc độ cơ sở • 4 x = 4 x 1350KB/s = 540 KB/s • 16 x = 16 x 1350KB/s = 21600 KB/s BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 41BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.3 Đĩa quang – Mật độ đĩa DVD so với CD BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 42BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.3 Đĩa quang – Mật độ đĩa DVD so với CD BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 43BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.3 Đĩa quang – DVD-R, RW, HD và Blu-ray DVD  DVD-R tương tự CD-R, nhưng sử dụng tia laser bước sóng ngắn hơn (650nm).  DVD-RW tương tự CD-RW, nhưng sử dụng tia laser bước sóng ngắn hơn (650nm).  HD DVD (High-Definition DVD) do Toshiba phát minh:  Sử dụng tia laser xanh với bước sóng ngắn hơn Dung lượng: 15GB một lớp, 30GB hai lớp Dừng sản xuất từ tháng 2.2008.  Đĩa Blu-ray: Do Sony phát minh  Sử dụng tia laser với bước sóng 405nm  25GB một lớp, 50GB hai lớp BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 44BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.3 Đĩa quang – Cấu trúc đĩa DVD-R BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 45BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 46BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.3 Đĩa quang – Cấu trúc đĩa DVD-RW BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 47BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.4 RAID – Giới thiệu  RAID (Redundant Array of Independent Disks) là một công nghệ tạo các thiết bị lưu trữ tiên tiến trên cơ sở đĩa cứng, nhằm các mục đích:  Tốc độ cao (High performance / speed)  Tính tin cậy cao (High reliability)  Dung lượng lớn (Large volume)  RAID:  Một mảng của các đĩa cứng;  Các đĩa cứng theo chuẩn SATA và SCSI mới hỗ trợ tạo RAID. BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 48BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.4 RAID – Các kỹ thuật RAID Hai kỹ thuật chính được sử dụng trong RAID:  Tạo lát đĩa (Disk Stripping): • Ghi: Dữ liệu được chia thành các khối, mỗi khối được ghi đồng thời vào một đĩa độc lập; • Đọc: Các khối dữ liệu được đọc đồng thời ở các đĩa độc lập, và được ghép lại tạo dữ liệu hoàn chỉnh. tốc độ truy nhập được cải thiện.  Soi gương đĩa (Disk Mirroring): • Ghi: Dữ liệu được chia thành các khối, mỗi khối được ghi đồng thời vào nhiều đĩa độc lập; • Tại mọi thời điểm ta luôn có nhiều hơn 1 bản sao của dữ liệu. Tính tin cậy được cải thiện. BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI www.ptit.edu.vn GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 49BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1 5.4 RAID – Disk Stripping Kỹ thuật Disk stripping