Bộ nhớ ngoài
Là các thiết bị lưu trữ không mất dữ liệu khi tắt nguồn. Có 2 dạng công nghệ lưu trữ là lưu trữ từ và lưu trữ quang. 1. Công nghệ từ có: ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng, ổ đĩa nén,
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bộ nhớ ngoài
- Bộ nhớ ngoài
Là các thiết bị lưu trữ không mất dữ liệu khi
tắt nguồn. Có 2 dạng công nghệ lưu trữ là
lưu trữ từ và lưu trữ quang.
1. Công nghệ từ có: ổ đĩa mềm, ổ đĩa cứng,
ổ đĩa nén, USB, ổ đĩa di động, thẻ nhớ,
băng từ….
2. Công nghệ quang có : đĩa CD, DVD, Blue
Ray, HDVD…
- Đĩa cứng-HardDisk Driver
C ấ u t ạo :
1. Bộ khung bảo vệ
2. Các đĩa phẳng
3. Các đầu từ đọc/ghi
4. Motor quay đĩa
5. Mạch tích hợp
- Đĩa cứng-HardDisk Driver
- Đĩa cứng-HardDisk Driver
- Đĩa cứng-HardDisk Driver
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
vỏ plastic. Vật liệu vỏ cụ thể phụ thuộc vào yếu
tố hình dạng (form factor) tức là kích thước của ổ
cứng.
- Đĩa cứng-HardDisk Driver
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.
- Đĩa cứng-HardDisk Driver
3. Các đầu đọc ghi
Trước kia các đầu đọc/ghi của ổ đĩa cứng thường được chế tạo
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 lớn 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.
- Đĩa cứng-HardDisk Driver
4. Bộ dịch chuyển đầu từ:
Nhiều loại đĩa cứng sử dụng môtơ 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 vị 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.
- Đĩa cứng-HardDisk Driver
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.
Kỹ thuật Hãm động (dynamic braking) sẽ sử dụng năng
lượng của xung điện thế ngược đó để làm dừng đĩa lại.
- Đĩa cứng-HardDisk Driver
6. 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.
- Mạch ghép nối trong ổ
cứng
Mạch ghép nối là gì?
Thông thường các máy tính sử dụng kết nối PATA (Parallel Advanced Technology
Attachment) hoặc SATA (Serial ATA) trong ổ cứng. Thậm chí bạn có thể sử dụng đồng
thời cả hai kết nối này vì hầu hết các bo mạch chủ hiện đại bây giờ đều đưa ra cả hai
kiểu giao diện. Chúng ta đang ở thời kỳ chuyển giao giữa PATA và SATA nên sắp xếp
như vậy rất hợp lý. Giao diện PATA vẫn còn cần thiết trong các kết nối của ổ quang
trong (internal optical drive) với máy tính. Sự song song trong PATA nghĩa là dữ li ệu đ ược
gửi song song xuống các dòng đa dữ liệu. SATA gửi dữ liệu theo kiểu hàng loạt qua lại
giữa các cặp dây xoắn đơn.
Ổ PATA (thông thường được gọi là ổ IDE) được phát triển với nhiều tốc độ khác nhau.
Mạch ghép nối ATA nguyên bản của những năm 80 hỗ trợ tốc độ truyền tải lớn nhất là
8,3 MB/giây, một tốc độ rất nhanh thời bấy giờ. ATA-2 nâng thông lượng tối đa lên mức
16,6 MB/giây. Lần lượt sau đó là Ultra ATA với các tốc độ 33 MB/giây, 66 MB/giây, 100
MB/giây. Và đến 133 MB/giây của Ultra DMA-33 (Direct Memory Access – Truy c ập bộ
nhớ trực tiếp) qua Ultra DMA-133 hay Ultra ATA-33 qua Ultra ATA-133. Sau đó đại đa số
sử dụng Ultra ATA-66 hoặc hơn.
Một ổ ATA điển hình sử dụng cable có độ rộng 2 inch, 40 hoặc 80 (sợi), mặc dù một số
cáp 40 chân có dạng vòng. Các ổ của máy để bàn chủ yếu sử dụng bộ kết nối 40 chân,
các cáp mở rộng 80 là để phân tách một cách vật lý các sợi dữ liệu nhằm tránh hi ện
tượng nhiễu xuyên âm ở ATA-100 và ATA-133. Notebook với ổ 2,5 inch sử dụng bộ kết
nối 44 chân, ổ 1,8 inch sử dụng bộ kết nối 50 chân.
- ATA & SATA
Với tốc độ 133 MB/giây, mạch ghép nối ATA dần không
xử lý được các thách thức về mặt kỹ thuật. Mạch SATA
ra đời đã giải quyết các vấn đề của ATA. Hiện tại SATA
có hai tốc độ chính: 150MBps và 300MBps và hai phiên
bản mới 1,5 gigabit/giây (gbps) SATA và 3 gbps SATA .
Nhưng thuật toán của các phiên bản mới này khá mờ
nhạt: 3gbps được chia thành 8 (tổng số bit trong một
byte) trở thành 375 MBps (không phải là 300MBps).
Nguyên nhân do tốc độ gbps là tốc độ tín hiệu; 300MBps
là tốc độ truyền tải dữ liệu lớn nhất. Và đến nay tốc độ
mạch nối vẫn chưa được nhân đôi thêm lần nữa. Tốc độ
truyền tải dữ liệu của ổ đơn SATA thường được duy trì
ở mức 150MBps. Nếu sử dụng chế độ RAID, cung cấp
dữ liệu từ hai hay nhiều ổ vào đường ống dẫn thì sẽ sử
dụng được băng thông lớn hơn từ giao diện 300MBps.
- ATA & SATA
Ổ SATA có cáp gọn và bộ kết nối nhỏ hơn ổ ATA. Điều đó cho phép có
nhiều kết nối hơn trong bảng mạch chính và nhiều dòng khí bên trong hộp
máy. SATA còn đơn giản hoá phần cài đặt bằng cách sử dụng cấu trúc
mạng point-to-point (điểm tới điểm), cho phép sử dụng một kết nối cho
mỗi cổng và cáp. Cấu trúc này cải tiến hơn nhiều so với các jumper và kết
nối master/slave của ổ PATA, trong cấu trúc của ổ PATA một cáp được
dùng để kết nối 2 ổ. Không giống như PATA, SATA phù hợp với các ổ
ngoài gắn trực tiếp, cho phép sử dụng cáp dài 2m trong một giao diện, góp
phần cải tiến tốc độ hơn nhanh đáng kể so với USB 2.0 và FireWire.
External SATA có bộ kết nối hơi khác hơn một chút, tốc độ được cải
thiện, được thiết kế để khoá tại một chỗ, nhiều lỗi được sửa chữa và tính
tương thích hoàn chỉnh.
Một giao diện kết nối khác khá phổ biến trước đây, nhưng hiện không còn
được nói tới nhiều là SCSI (for Small Computer System Interface). Tại thời
kỳ phát triển, SCSI là phương tiện lưu trữ chương trình thực thi ổ cứng để
bàn khá nhanh. Nhưng SATA đã dần thay thế SCSI.
Ổ cứng trong tương lai
- HDD 2.5 USB suport power
- HDD 5TB
- Tổ chức thông tin trên HDD
Thông tin chi tiết
Dung lượng = Số mặt trục x Số đầu từ
x Số cung x 512 bytes
( Volume
= Cyln x Head x Sec x 512 bytes )
Ví dụ :
500 GB ~190700 x 16 x 320 x 512
- Optical Disc
Không giống như các đĩa cứng được ghi dữ liệu lên bề mặt bằng từ, đĩa
quang (theo đúng như ý nghĩa của tên gọi) sử dụng các tính chất quang học để
lưu trữ dữ liệu. Khái niệm track trên đĩa quang cũng giống như ổ đĩa cứng,
mỗi track là một vòng tròn, tuy nhiên ở đĩa quang các track là các vòng tròn hở
nối tiếp nhau.
Trên đĩa quang có các rãnh theo hình xoắn chôn ốc từ trong ra ngoài (không
giống như các track đồng tâm ở ổ đĩa cứng) chứa các chấm (dot) sáng (có khả
năng phản xạ tia sáng đến) và tối (không phải xạ hoặc phản xạ yếu đối với
tia sáng chiếu vào), tia ánh sáng (thường là tia lade (laser) có công suất thấp)
đọc các chấm và chuyển sang tín hiệu nhị phân.
Tia sáng khi chiếu vào bề mặt đĩa quang nếu gặp một điểm sáng, tia sáng sẽ
được phản xạ ngược lạ nguồn phát sáng, khi gặp một điểm tối, tia lade
không phản xạ ngược lại bởi điểm tối đã hấp thụ tia sáng (chuyển hoá chúng
thành nhiệt năng nên đĩa quang thường nóng lên khi làm việc).
Tại ổ đĩa quang, trên đường chiếu của tia sáng có hệ lăng kính để phản xạ tia
sáng truyền ngược lại (khi chiếu vào điểm sáng) để không chuyển tia sáng
này về nguồn phát, mà đổi hướng chúng đến một bộ cảm biến để nhận tín
hiệu (thường là các điốt cảm quang).
Tín hiệu nhận được dạng nhị phân, tương ứng với điểm sáng và tối sẽ cho
kết quả 0 và 1.
- Cấu tạo và thông số
Đĩa quang có nhiều loại khác nhau (CD, DVD,...), ghi dữ
liệu một mặt đĩa hoặc ghi cả ở hai mặt dĩa, do đó chúng
có cấu tạo rất khác nhau. Ở các loại đĩa quang khác nhau,
xem cụ thể cấu tạo của chúng tại từng bài cụ thể.
Cấu tạo
Một cách chung nhất, đĩa quang có cấu tạo gồm:
Lớp nhãn đĩa (chỉ có ở loại đĩa quang một mặt)
Lớp phủ chống xước (chỉ có ở loại đĩa quang một mặt).
Lớp bảo vệ tia tử ngoại.
Lớp chứa dữ liệu.
Lớp polycarbonat trong suốt (phía bề mặt làm việc)
Đối với loại đĩa quang ghi dữ liệu ở cả hai mặt, các lớp
được bố trí đối xứng nhau để đảm bảo ghi dữ liệu ở cả
hai mặt đĩa.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
