Bài giảng "Kiến trúc máy tính - Chương 5: Bộ nhớ ngoài" cung cấp cho người học các kiến thức: Đĩa từ, đĩa quang, thẻ nhớ, băng từ, hệ thống đĩa dự phòng RAID. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 5 - Phạm Hoàng Sơn
- KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
(TH152)
• Chương 1: Tổng quan về kiến trúc máy tính
• Chương 2: Biểu diễn thông tin trong máy tính
• Chương 3: Bộ xử lý trung tâm
• Chương 4: Bộ nhớ bán dẫn (bộ nhớ trong)
• Chương 5: Bộ nhớ ngoài
• Chương 6: Nhập xuất
Phạm Hoàng Sơn 1
- Nội dung
• Đĩa từ
• Đĩa Quang
• Thẻ nhớ
• Băng từ
• Hệ thống đĩa dự phòng RAID
Phạm Hoàng Sơn 2
- Đĩa từ
• Công dụng:
– Lưu trữ dài hạn các tập tin, hệ điều hành.
– Thiết lập một cấp bộ nhớ bên dưới bộ nhớ
trong để làm bộ nhớ ảo lúc chạy chương
trình.
Phạm Hoàng Sơn 3
- Đĩa từ
• Cấu tạo
Phạm Hoàng Sơn 4
- Đĩa từ
• Cấu tạo trên 1 mặt đĩa
– Rãnh: đường tròn đồng tâm trên mặt đĩa, mỗi mặt có khoảng
10.000 đến 30.000 rãnh.
– Cung: nằm trên rãnh, là nơi chứa thông tin. Mỗi rãnh có khoảng
64 đến 800 cung
Phạm Hoàng Sơn 5
- Đĩa từ
• Vận hành
– Để đọc hoặc ghi thông tin vào một cung, đĩa
từ dùng một đầu đọc/ghi di động áp vào mỗi
mặt của mỗi lớp đĩa.
– Các đầu đọc/ghi này được gắn chặt vào một
thanh làm cho chúng cùng di chuyển trên một
đường bán kính của mỗi lớp đĩa
– tất cả các đầu này đều ở trên những rãnh
có cùng bán kính của các lớp đĩa
Phạm Hoàng Sơn 6
- Đĩa từ
• Các đặc tính
– Đầu từ cố định hay đầu từ di động
–Đĩa cố định hay thay đổi
– Một mặt hay hai mặt
– Một đĩa hay nhiều đĩa
– C ơ chế đầu từ
• Tiếp xúc (đĩa mềm)
• Không tiếp xúc
Phạm Hoàng Sơn 7
- Đĩa từ
Phạm Hoàng Sơn 8
- Đĩa quang
• Công dụng:
– Lưu trữ phim ảnh, tài liệu
– Một số loại đĩa quang thông dụng:
• CD (Compact Disk)
• CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory)
• CD-R (CD-Recordable)
• CD-RW (CD-Rewritable)
• DVD (Digital Video Disk - Digital Versatile Disk)
• DVD-R (DVD-Recordable)
• DVD-RW (DVD-Rewritable)
Phạm Hoàng Sơn 9
- Đĩa quang
• Cấu tạo:
– Có các lỗ được khắc theo một track hình
xoắn ốc
– Track bắt đầu từ phía trong và kết thúc ở phía
ngoài theo một đường khép kín các rìa đĩa
5mm
– Mỗi lỗ là 1 tín hiệu
– Đọc/ghi dữ liệu bằng tia laser
Phạm Hoàng Sơn 10
- Đĩa quang
• Vận hành:
– Bộ phận tiếp nhận ánh sáng sẽ nhận biết
được những điểm mà tại đó tia laser bị phản
xạ mạnh hay biến mất do các vết khắc (pit)
trên bề mặt đĩa
– Khi các nguồn sáng được thu nhận, bộ vi xử
lý sẽ dịch các mẫu sáng thành các bit dữ liệu
hay âm thanh
Phạm Hoàng Sơn 11
- Các loại thẻ nhớ
• Hiện nay, thẻ nhớ là một trong những
công nghệ mới nhất được dùng làm thiết
bị lưu trữ
• Thẻ nhớ flash là một dạng bộ nhớ bán dẫn
EEPROM(công nghệ dùng để chế tạo các
chip BIOS trên các vỉ mạch chính)
• Được lắp qua cổng USB hoặc qua khe
card riêng
Phạm Hoàng Sơn 12
- Băng từ
• Băng từ có cùng công nghệ với các đĩa từ
nhưng khác đĩa từ hai điểm:
– Việc thâm nhập vào đĩa từ là ngẫu nhiên còn
việc thâm nhập vào băng từ là tuần tự.
– Đĩa từ có dung lượng hạn chế còn băng từ
gồm có nhiều cuộn băng có thể lấy ra khỏi
máy đọc băng nên dung lượng của băng từ là
rất lớn (hàng trăm GB)
Phạm Hoàng Sơn 13
- Hệ thống đĩa dự phòng RAID
• RAID - Redundant Array of Independent Disks
• Cơ chế RAID có các đặc tính sau:
– RAID là một tập hợp các ổ đĩa cứng (vật lý) được
thiết lập theo một kỹ thuật mà hệ điều hành chỉ “nhìn
thấy” một ổ đĩa (logic) duy nhất.
– Với cơ chế đọc/ghi thông tin diễn ra trên nhiều đĩa
(ghi đan chéo hay soi gương).
– Trong mảng đĩa có lưu các thông tin kiểm tra lỗi dữ
liệu. Do đó, dữ liệu có thể được phục hồi nếu có một
đĩa trong mảng đĩa bị hư hỏng
Phạm Hoàng Sơn 14
- Hệ thống đĩa dự phòng RAID
• RAID 0
– Ổ đĩa logic có được (mà hệ điều hành nhận
biết) có dung dượng bằng tổng dung lượng
của các ổ đĩa thành viên
– Dữ liệu được ghi phân tán trên tất cả các đĩa
trong mảng
– Kỹ thuật này không có cơ chế an toàn dữ liệu
Phạm Hoàng Sơn 15
- Hệ thống đĩa dự phòng RAID
• RAID 1 (Mirror - Đĩa gương)
– Dùng 2 đĩa. Khi thông tin được viết vào một
đĩa, thì nó cũng được viết vào đĩa gương và
như vậy luôn có một bản sao của thông tin
– Dung lượng còn lại 50%
– Cung cấp cơ chế an toàn dữ liệu, dễ dàng
phục hồi khi có sự cố
Phạm Hoàng Sơn 16
- Hệ thống đĩa dự phòng RAID
• RAID 2
– Dùng kỹ thuật truy cập đĩa song song, tất cả
các đĩa thành viên trong RAID đều được đọc
khi có một yêu cầu từ ngoại vi
– Với một thao tác ghi dữ liệu lên một đĩa, tất cả
các đĩa dữ liệu và đĩa sửa lỗi đều được truy
cập để tiến hành thao tác ghi
Phạm Hoàng Sơn 17
- Hệ thống đĩa dự phòng RAID
• RAID 3
– Dùng kỹ thuật ghi song song
– Số lượng đĩa tối thiểu là 3 đĩa có các thông số
kỹ thuật giống nhau
– Chỉ một đĩa trong mảng được dùng để lưu
các thông tin kiểm tra lỗi (parity bit)
– Dung lượng còn lại = (n-1)/n, với n là số
lượng đĩa
Phạm Hoàng Sơn 18
- Hệ thống đĩa dự phòng RAID
• RAID 4
– từ RAID 4 đến RAID 6 dùng kỹ thuật truy cập
các đĩa trong mảng độc lập.
– Trong một mảng truy cập độc lập, mỗi đĩa
thành viên được truy xuất độc lập, do đó
mảng có thể đáp ứng được các yêu cầu song
song của ngoại vi
– Sử dụng 1 đĩa chứa các bit kiểm tra, các đĩa
còn lại chứa dữ liệu
Phạm Hoàng Sơn 19
- Hệ thống đĩa dự phòng RAID
• RAID 5
– Dữ liệu được ghi từng khối trên các đĩa thành
viên
– Các bit chẵn lẻ được ghi trải đều lên trên tất
cả các ổ đĩa trong mảng
– Hệ thống vẫn hoạt động khi có đĩa hư
– Hiệu suất sử dụng đĩa cho cách thiết lập này
là n-1/n
Phạm Hoàng Sơn 20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
