HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
BÀI GIẢNG MÔN
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
Giảng viên: Điện thoại/E-mail:
TS. Hoàng Xuân Dậu dau@ekabiz.vn
Bộ môn:
Khoa học máy tính - Khoa CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 2BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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 (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
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 3BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 4BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 5BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.1 Đĩa từ - Giới thiệu
Đĩa mềm 3½ inches và ổ đĩa mềm (1,44MB)
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 6BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.1 Đĩa từ - Giới thiệu – Đĩa cứng
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 7BỘ 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 8BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.1 Đĩa từ - Giới thiệu – Đĩa cứng
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 9BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.2 Đĩa cứng – Cấu tạo
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 10BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 11BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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):
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 12BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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:
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 13BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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 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.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 14BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 15BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 16BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 17BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
Cáp IDE
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 18BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
www.ptit.edu.vn
5.2 Đĩa cứng – Giao diện ghép nối ATA
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 19BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 20BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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
Đầu cắm
Đầu cắm
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 21BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 22BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 23BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 24BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN 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 Trang 25BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 26BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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;
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 27BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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)
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 28BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 29BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 30BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.3 Đĩa quang – Giới thiệu
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 31BỘ 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 32BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.3 Đĩa quang – Nguyên lý đọc CD-ROM
Output signal
Sensor
Rotation mirror Laser Diode
Beam spitter
CD - ROM
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 33BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 34BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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)
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 35BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 36BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 37BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.3 Đĩa quang – Đĩa CD-R
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 38BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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;
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 39BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 40BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.3 Đĩa quang – Mật độ đĩa DVD so với CD
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 41BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.3 Đĩa quang – Mật độ đĩa DVD so với CD
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 42BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 43BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.3 Đĩa quang – Cấu trúc đĩa DVD-R
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 44BỘ 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 45BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.3 Đĩa quang – Cấu trúc đĩa DVD-RW
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 46BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 47BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
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.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 48BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.4 RAID – Disk Stripping
RAID Controller
Computer
A1
A2
B1
B2
C1
C2
Disk 1
Disk 2
Kỹ thuật Disk stripping
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 49BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.4 RAID – Disk Mirroring
RAID Controller
Computer
A
A
B
B
C
C
Disk 1
Disk 2
Kỹ thuật Disk mirroring
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 50BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.4 RAID – Các loại RAID
Có nhiều loại RAID. Sau đây là các loại RAID phổ biến
nhất: RAID 0 RAID 1 RAID 10 RAID 2 RAID 3 RAID 4 RAID 5 RAID 6
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 51BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.4 RAID – RAID 0
RAID Controller
Computer
A1
A2
B1
B2
C1
C2
Disk 1
Disk 2
RAID 0 - Disk stripping
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 52BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.4 RAID – RAID 0
Đặc điểm:
Yêu cầu tối thiểu 2 ổ đĩa cứng vật lý
Sử dụng kỹ thuật tạo lát đĩa (disk stripping hoặc parallel
read/write)
Ưu điểm:
Nhanh: tốc độ truy nhập tỷ lệ thuận với số đĩa của RAID
Tăng dung lượng: dung lượng RAID bẳng tổng dung lượng các
đĩa đơn.
Nhược điểm:
Tính an toàn chỉ tương đương một đĩa đơn (tại sao?)
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 53BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.4 RAID – RAID 1
RAID Controller
Computer
A
A
B
B
C
C
Disk 1
Disk 2
RAID 1 - Disk mirroring
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 54BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.4 RAID – RAID 1
Đặc điểm:
Yêu cầu tối thiểu 2 ổ đĩa cứng vật lý
Sử dụng kỹ thuật soi gương đĩa (disk mirroring)
Ưu điểm:
An toàn cao: do tại mỗi thời điểm RAID luôn chứa nhiều bản copy
của dữ liệu ở các đĩa vật lý khác nhau.
Nhược điểm:
Tốc độ tương đương một đĩa đơn.
Dung lượng tương đương một đĩa đơn.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 55BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.4 RAID – RAID 10
Mirroring
Stripping
Stripping
RAID Controller
Computer
A1
A2
A1
A2
B1
B2
B1
B2
C1
C1
C2
C2
Disk 1
Disk 2
Disk 3
Disk 4
RAID 10 - Disk stripping & mirroring
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 56BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.4 RAID – RAID 10
Đặc điểm:
Yêu cầu tối thiểu 4 ổ đĩa cứng vật lý
Sử dụng kỹ thuật tạo lát đĩa (disk stripping) và soi gương đĩa (disk
mirroring)
Ưu điểm:
An toàn cao: do tại mỗi thời điểm RAID luôn chứa nhiều bản copy
của dữ liệu ở các đĩa vật lý khác nhau.
Nhanh: tốc độ truy nhập tỷ lệ với số đĩa của RAID
Nhược điểm:
Dung lượng tăng nhưng chỉ bằng ½ tổng dung lượng các đĩa
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 57BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
đơn. Đắt tiền.
5.5 NAS - Network Attached Storage
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 58BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.5 NAS - Network Attached Storage
NAS là một máy chủ chuyên dùng làm thiết bị lưu trữ;
NAS được kết nối vào mạng (thường là LAN tốc độ cao) và
cung cấp các dịch vụ lưu trữ thông qua mạng;
NAS thường dựa trên nền tảng là một RAID có tốc độ cao,
dung lượng lớn và độ tin cậy rất cao.
NAS có thể cung cấp dịch vụ lưu trữ cho hầu hết các loại
máy chủ có cấu hình phần cứng khác nhau và chạy các hệ điều hành khác nhau.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 59BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.5 NAS - Network Attached Storage
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 60BỘ 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 61BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.6 SAN – Storage Area Network
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 62BỘ 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 63BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.6 SAN – Storage Area Network
SAN là một mạng của các máy chủ chuyên dụng cung cấp
dịch vụ lưu trữ;
SAN thường cung cấp dịch vụ lưu trữ với các đặc điểm:
Tốc độ truy nhập rất cao;
Dung lượng cực lớn;
Độ an toàn rất cao
• An toàn dữ liệu cục bộ
• An toàn dữ liệu với các bản copy được đồng bộ ở khoảng cách xa về địa
lý
SAN thường được tổ chức dưới dạng các hệ thống file phân
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 64BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
tán (Distributed File System).
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 65BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.6 SAN – Một phần của Google SAN
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 66BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.6 SAN – Kiến trúc hệ thống file Google
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 67BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 5 – BỘ NHỚ NGOÀI
5.7 Câu hỏi ôn tập
1. Đĩa cứng: cấu tạo, các chuẩn ghép nối, bảng phân khu, thư
mục gốc và hệ thống file.
2. Đĩa quang: cấu tạo, nguyên lý đọc CD và các loại đĩa
quang.
3. RAID: RAID là gì? các kỹ thuật chính tạo RAID; các cấu
hình RAID 0, 1 và 10.
4. Khái niệm về NAS
5. Khái niệm về SAN.
www.ptit.edu.vn
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU Trang 68BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
