Thiết bị lưu trữ

Chia sẻ: Nguyen Vu | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

114
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

NGUYÊN LÝ LƯU TRỮ THÔNG TIN TRÊN ĐĨA TỪ THIẾT BỊ ĐĨA TỪ MỀM THIẾT BỊ ĐĨA TỪ CỨNG TỔ CHỨC LƯU TRỮ THÔNG TIN TRÊN ĐĨA TỪ GIAO DIỆN ATA/IDE GIAO DIỆN SATA LẮP ĐẶT VÀ BẢO TRÌ Ổ ĐĨA CỨNG

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết bị lưu trữ

Chương 6 THIẾT BỊ LƯU TRỮ NỘI DUNG  Thiết bị đĩa từ  Thiết bị băng từ  Thiết bị đĩa quang  Thiết bị Flash Memory © 2006 iTD 1
I. THIẾT BỊ ĐĨA TỪ  NGUYÊN LÝ LƯU TRỮ THÔNG TIN TRÊN ĐĨA TỪ  THIẾT BỊ ĐĨA TỪ MỀM  THIẾT BỊ ĐĨA TỪ CỨNG  TỔ CHỨC LƯU TRỮ THÔNG TIN TRÊN ĐĨA TỪ  GIAO DIỆN ATA/IDE  GIAO DIỆN SATA  LẮP ĐẶT VÀ BẢO TRÌ Ổ ĐĨA CỨNG 2
1. NGUYÊN LÝ LƯU TRỮ THÔNG TIN TRÊN ĐĨA TỪ Công nghệ lưu trữ từ tính truyền thống. Băng từ • Dùng từ trường để từ hoá lớp vật liệu Đĩa từ mềm từ Đĩa từ cứng • Nguyên lý cảm ứng điện từ.  Dòng điện  dây dẫn  từ trường  Sự phân cực các chất từ tính.  Đổi chiều dòng điện  đảo ngược chiều phân cực của từ trường  Từ trường biến thiên  có dòng điện cảm ứng  Chiều phân cực của từ trường thay đổi  chiều dòng điện cũng thay đổi. 3
NGUYÊN LÝ LƯU TRỮ THÔNG TIN TRÊN ĐĨA TỪ Thiết bị lưu trữ kiểu đĩa từ gồm:  Đầu từ ghi/đọc  Ghi và đọc các thông tin trên lớp vật liệu từ.  Lõi từ chữ U + cuộn dây.  Đĩa từ  Platter (Mylar)= nhôm or thủy tinh kim loại (plastic)  Lớp vật liệu từ tính.  Phần tử từ (mới) có cực theo hướng ngẫu nhiên 4
NGUYÊN LÝ LƯU TRỮ THÔNG TIN TRÊN ĐĨA TỪ  Quá trình ghi thông tin:  Dòng điện được điều khiển  từ trường trên đầu từ.  Đường sức từ trường  định hướng phân cực các phần tử từ tính  Tạo từ thông trên 1 vùng xác định  Chiều dòng điện thay đổi  đảo chiều từ thông  Ghi nhận đảo chiều từ thông tại các điểm chiều phân cực thay đổi, để ghi dữ liệu lên đĩa.  bit được ghi trên một vùng  ô bit (bit cell).  Mạch logic: dùng các xung (-) và (+) ứng với các đảo chiều từ thông  phân định các vùng và mã hoá dữ liệu trên đĩa  Quá trình đọc:  Thông tin trong đĩa  điều khiển cho từ trường biến thiên  dòng điện để  mạch logic của ổ đĩa.  Mỗi đảo chiều từ thông sẽ được ghi nhận và được giải mã thành các bit thông tin nhị phân đã ghi : 5
NGUYÊN LÝ LƯU TRỮ THÔNG TIN TRÊN ĐĨA TỪ  Các phương pháp mã hóa thông tin:  Tối ưu hoá sự phân bố của các đảo chiều từ thông, làm cho đĩa được ghi/đọc tối ưu nhất.  P.pháp mã hóa  Định thời lượng (timing): đảm bảo độ tin cậy của dữ liệu,  Bit-1 được ghi nhận bằng một đảo chiều từ thông.  Bit-0 thì không có đảo chiều từ thông trong một số timing.  Đồng bộ bằng các tín hiệu đồng hồ trong quá trình truyền dữ liệu.  Mã hóa dùng cho đĩa từ mềm là FM, MFM, GCR  mật độ ghi dữ liệu: SD, DD, HD.  Mã hóa dùng cho đĩa cứng MFM  RLL  Các định dạng RLL: RLL2,7, RLL3,9, hay RLL1,7 để đạt được độ tin cậy dữ liệu cao hơn 6
2. THIẾT BỊ ĐĨA TỪ MỀM  Sinh viên tự đọc tài liệu  Đĩa từ mềm  Cấu tạo ổ đĩa mềm  Lắp đặt, bảo trì ổ đĩa mềm Lắp đặt Bảo trì  Một số lỗi đĩa và ổ đĩa mềm Floppy(s) disk failure (40) Đèn ổ đĩa mềm sáng liên tục Khai báo sai loại ổ đĩa Không đọc được đĩa Không ghi được đĩa 7
3. THIẾT BỊ ĐĨA TỪ CỨNG Cấu tạo của ổ đĩa cứng  Bộ khung  Đĩa từ  Đầu từ ghi /đọc  Cơ cấu truyền động đầu từ  Motor trục quay  Mạch điện tử ổ đĩa 8
Cấu tạo của ổ đĩa cứng Cần mang đầu từ Đĩa từ 1-11 platter, gắn trên 1 trục Platter = nhôm / thuỷ tinh KL Vật liệu từ: mấp mô ít, lớp bảo vệ Chân không ~ 10-3, lọc bụi > 1 µinch. Bộ khung: 3.5", 2.5” /1,8" Cơ cấu truyền động đầu từ: “lắc” Đầ u t ừ  Đầu từ Flying • Khi quay Đầu từ cách mặt đĩa ~ 3÷ 10  Đầu từ ferit • To, n μinch. ặng  Không quay nhanh, mật độ dữ liệu thấp  Đầu từ TF • Nhỏ, nhẹ và bền hơn  Dịch chuyển sát bề mặt đĩa hơn (3μinch) • TF (Thin Film) sản xuất theo công nghệ vi mạch 9
 Vị trí hãm đầu từ Đĩa từ Motor trục quay • RPM = Const: 3600, 7200... Vgóc = Const • Hãm động (dynamic braking) Mạch điện tử ổ đĩa • ROM: Lưu trình điều khiển • Cache đĩa: Tăng tốc độ thực thi 10
Một số thông số của ổ đĩa cứng  Thời gian trễ (latency):  t = thời gian quay ½ vòng nửa vòng.  Ví dụ, 3600 rpm ~ 8.3ms, 7200 rpm ~ 4.2ms  Tốc độ truyền (data transfer rate): yếu tố  Cấu trúc của hệ thống, mạch logic điều khiển,  Chuẩn giao tiếp và bản thân ổ đĩa.  Tốc độ truyền max (MB/s) = (Spt x 512 byte x Rpm)/60 / 106  Ví dụ: HDD 40Gb/7200 rpm, Spt = 480 (số sector vật lý trung bình),  Tốc độ truyền max: = 29.5 MB/s  Hệ số đan xen (Interleave Factor)  Logic: sector sắp xếp liên tiếp nhau  Vật lý: sector sắp xếp xen kẽ nhau  Hệ số đan xen n=6-3 11
4. TỔ CHỨC LƯU TRỮ T.TIN TRÊN ĐĨA TỪ  Tổ chức lưu trữ thông tin trên đĩa từ mức vật lý  Tổ chức lưu trữ thông tin trên đĩa từ mức logic Tổ chức lưu trữ thông tin trên đĩa từ ở mức vật lý  Quá trình định dạng cấp thấp (Low Level Format).  Mặt đĩa (Side)  Đánh số: 0, 1, 2, ... từ trên xuống dưới. Track n  Mỗi mặt đĩa dùng riêng một đầu từ, Sector 1  Số đầu từ = Số mặt đĩa, đánh số: H0÷ (n-  Rãnh đĩa (Track) 1)  Là các vòng tròn đồng tâm cách đều. Track 0  Đánh số thứ tự từ ngoài vào trong.  Mật độ rãnh: tpi (track/inch). (đĩa mềm là 96 tpi, mỗi mặt: 80 rãnh, đĩa cứng số rãnh quy chuẩn/ 1 mặt có thể tới 1024) 12
TỔ CHỨC LƯU TRỮ T.TIN TRÊN ĐĨA TỪ MỨC VẬT LÝ Cylinder  Trụ (Cylinder) Side  Các rãnh có cùng thứ tự trên các mặt đĩa 0  Số thứ tự của rãnh cũng là số thứ tự của Side trụ Side 1 2  Đánh số là C0-(n-1) Side  Cung (Sector) Side 3 4  Mỗi rãnh chia thành các cung (sector) Side  Mỗi sector chứa 512 byte dữ liệu 5  Sector trên 1 rãnh đánh số thứ tự từ 1÷ n , ngược chiều kim đồng hồ  Số sector/track được ký hiệu và được đánh số là S1-n  Số sector / rãnh tuỳ thuộc vào loại đĩa từ.  Đĩa mềm một rãnh có 8÷ 36 spt.  Đĩa cứng, để tương thích với BIOS, các trình thông dịch đưa ra số spt quy chuẩn tối đa là 63 spt. Dung lượng đĩa = (C x H x S) x 512 Byte 13
TỔ CHỨC LƯU TRỮ T.TIN TRÊN ĐĨA TỪ MỨC VẬT LÝ  Kỹ thuật ghi theo vùng (Zoned Recording) Phân chia rãnh thành các cung với số lượng đều nhau trên tất cả các rãnh từ ngoài vào trong chỉ thích hợp cho các đĩa từ có dung lượng nhỏ.  gây lãng phí. Kỹ thuật ghi theo vùng:  Chia các Cylinder thành các vùng (zone), trong mỗi vùng số sector/track là như nhau.  Giữa các vùng tính từ tâm đĩa ra số sector/track sẽ tăng dần.  Các ổ đĩa cứng thường có 10 vùng rãnh trở lên.  Cho phép tăng dung lượng ghi thông tin lên đĩa.  Tạo ra khác biệt về tốc độ truyền giữa các vùng với nhau do tốc độ quay là cố định. 14
Tổ chức lưu trữ thông tin ở mức logic  BIOS dùng các sector vật lý đánh số bởi (CHS).  Không thích hợp cho việc quản lý và sử dụng  HĐH dùng sector logic, là cách đánh địa chỉ sector tuyến tính.  Sector logic  Đánh số tuần tự từ 0  sector vật lý cuối cùng (VD: đĩa mềm 1.44Mb sector được đánh số từ 0-2879).  Cluster  Cluster (đơn vị cấp phát- Allocation unit)  Tập hợp của một hoặc nhiều sector liền nhau  Là đơn vị lưu trữ nhỏ nhất mà HĐH dùng khi cấp phát cho 1 file.  Kích thước được ấn định khi fdisk dựa trên dung lượng partition  Các Cluster được đánh số thứ tự bắt đầu từ 2 hết volume 1 Cluster = n Sector 15
Tổ chức lưu trữ thông tin ở mức logic PHÂN KHU (PARTITION)  Ổ cứng vật lý có thể chia 1 hay thành nhiều phân khu (partition)  Cho phép cài đặt HĐH và file system riêng biệt trong cùng một ổ cứng vật lý.  Master Boot Record – MBR  Địa chỉ: Side 0, Track 0, Sector 1  Chương trình đọc cung khởi động  Bảng phân khu (Partition Table) - chứa thông tin về cách phân chia ổ đĩa cứng thành các phân khu: lối vào, vị trí, kích thước  3 loại phân khu:  Partition gồm: Boot Sector FAT #1  Primary DOS Partition FAT #2  Extended DOS Partition Root Directory  Non - DOS Partition Data Area Tạo các partition  định dạng đĩa (từ Cluster 2) 16
Cung khởi động (Boot Sector)  Boot sector: 512 Byte nằm ở sector 0 của một ổ logic.  FD sector 0 có địa chỉ vật lý: Side 0, Track 0, Sector 1.  HD sector 0 (ổ logic đầu) có địa chỉ vật lý: Side 1,Track 0,Sector 1.  Chứa các thông tin:  Chương trình khởi động (Bootstrap)  Nơi bắt đầu và kết thúc mỗi phần đĩa  Số sector trong một Cluster  2 byte chữ ký AA55h kết thúc Boot sector.  Khi khởi động, nạp vào địa chỉ 0000h: 7C00h. ??? Mất thông tin trong Boot Sector 17
Bảng định vị file (File Allocation Table - FAT)  Gồm FAT #1 và #2, nội dung giống nhau. STT Bảng FAT  Quản lý các cluster  Chuỗi danh sách các lối vào cluster của file 0  Chứa các lối vào (entry): chứa thông tin về trạng 1 thái của cluster có số thứ tự tương ứng. 2 (F) FF7  Kích thước entry: 12, 16 hoặc 32 bit, tuỳ thuộc 3 (0) 004 vào dung lượng ổ File system. 4 (0) 005  0 & 1  dạng tổ chức của đĩa. 5 (F) FFF  Số còn lại đúng = số lượng các cluster. 6 (0) 000 7 (0) 000 8 (0) 000 FAT 32 Khả năng lưu 9 (0) 000 FAT 16 trữ ? FAT 12 Tốc độ ? ? Start Cluster 18
Thư mục gốc (Root Directory)  Là danh sách:  Tiếp theo bảng FAT #2.  Các lối vào Directory Entry, mỗi lối kích thước 32 byte.  Kích thước xác định (sau khi format)  Cấu trúc Entry  Start Cluster Tên Cluster K. thước Mở rộng Thuộc tính Dự trữ Thời gian Ngày File, Dir đầu File 8 byte 3 1 10 2 2 2 4 Vùng dữ liệu (Data Area) Sự phân mảnh ?  Tập hợp các cluster: từ Cluster 2,  Vùng đĩa lớn nhất dành cho NSD Defragment 19
FAT và cluster STT FAT Data STT lối vào Area lối vào 0 1 2 (F) FF7 Hỏng 2 3 (0) 004 Đầu tiên 3 Root Directory 4 (0) 005 Chứa tệp 4 5 (F) FFF Cuối cùng 5 6 (0) 000 Rỗng 6 7 (0) 000 Rỗng 7 8 (0) 000 Rỗng 8 9 (0) 000 Rỗng 9 20