Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương IV: Đĩa cứng

Chương 6 
Đĩa cứng 
Nội dung chính của chương 
Các công nghệ đĩa cứng 
Cấu tạo vật lý của đĩa cứng 
Cấu tạo logic của đĩa cứng 
Cài đặt đĩa cứng như thế nào ? 
Công nghệ đĩa cứng 
Đĩa cứng đọc / ghi dữ liệu như thế nào ? 
Đĩa cứng giao tiếp với hệ thống như thế nào ? 
Các kiểu giao tiếp của đĩa cứng 
EIDE (Enhanced Integrated Device Electronics) interface standard 
Đa số đĩa cứng sử dụng giao tiếp này 
Giao tiếp cũng được sử dụng cho nhiều thiết bị khác : CD-ROM 
 Phương pháp tổ chức các track, các sector trên đĩa khá phức tạp 
Các chuẩn giao tiếp khác : ANSI, SCSI 
Chuẩn EIDE 
Xác định cách thức giao tiếp giữa đĩa cứng và một số thiết bị khác với hệ thống 
Các thiết bị khác có thể sử dụng EIDE nếu chúng tuân theo ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) 
Chuẩn giao tiếp ANSI  
Chuẩn EIDE 
Hỗ trợ 2 kết nối IDE: Primary và Secondary 
Mỗi kết nối có thể hỗ trợ 2 thiết bị IDE 
Các cấu hình khả dĩ : 
Primary IDE channel, master device 
Primary IDE channel, slave device 
Secondary IDE channel, master device 
Secondary IDE channel, slave device 
Bo mạch hệ thống có 2 kết nối IDE 
Các chuẩn giao tiếp khác 
SCSI 
Phổ biến thứ hai ( sau EIDE) 
Hay dùng ở các Server ( Máy chủ trong mạng ) 
IEEE 1394 (FireWire và i.Link) 
Truyền số liệu nối tiếp 
Các ứng dụng multimedia và giải trí gia đình 
Fibre Channel 
Các hệ thống cao cấp có nhiều đĩa cứng 
Nhanh hơn SCSI nhưng rất đắt 
Đĩa cứng theo chuẩn IEEE 1394 
Hoạt động của đĩa cứng 
Nhiều đĩa được xếp chồng 
Các đầu từ riêng 
Cần có mạch điều khiển đĩa cứng 
Một ổ cứng có 4 đĩa 
Công nghệ IDE 
Nhiều đĩa cứng sử dụng công nghệ này 
Số lượng sector khác nhau với các cylinder khác nhau : Các cylinder càng xa tâm có số lượng sector càng lớn ( Ghi bit theo vùng ) 
Một PC với 1 ổ cứng IDE 
Track ( Cylinder) và Sector  trên ổ cứng IDE 
Các công nghệ cũ MFM và RLL sử dụng phương pháp ghi track và sector đơn giản : 
 Số lượng sector trên track được xác định theo khả năng của track trong cùng 
Công nghệ IDE sử dụng kỹ thuật Ghi bit theo vùng (Zone Bit Recording) 
Track và Sector 
Định dạng cấp thấp 
Quá trình ghi các dấu hiệu của các track và các sector lên đĩa tại xưởng sản xuất 
OS thực hiện định dạng cấp cao bằng cách thực hiện phần còn lại của quá trình định dạng (tạo ra boot sector, FAT, và root directory) 
Các nhà sản xuất đĩa cứng 
Thông tin với  BIOS của đĩa cứng 
Với ổ đĩa IDE, BIOS hệ thống và OS thông tin với BIOS của bộ điều khiển đĩa cứng; BIOS của bộ điều khiển đĩa cứng thao tác trực tiếp với dữ liệu trên đĩa cứng 
Điều chỉnh tổ chức của ổ đĩa cứng 
Mode CHS (cylinder, head, sector) hay Mode th ông thường được dùng với các ổ nhỏ hơn 528 MB 
Large mode hay ECHS (extended CHS) d ùng cho các ổ giữa 504 MB v à 8.4 GB 
LBA (logical block addressing) mode dùng cho các ổ đĩa lớn hơn 504 MB 
OS và phần mềm có thể bỏ qua BIOS bằng cách dùng các trình điều khiển thiết bị 
Cấu tạo logic của đĩa cứng 
Làm thế nào để có thể lưu trữ các file lên đĩa cứng? 
Đĩa cứng phải được định dạng cấp thấp 
Một hệ thống file phải được cài đặt 
Các file cần cho việc khởi động PC cần phải được copy vào thư mục gốc 
Các công việc cần thiết để ghi file 
Định dạng cấp thấp 
Chia phần ổ đĩa 
Định dạng cấp cao 
Phần và ổ đĩa logic 
 MBR là nội dung của MasterBoot Sector 
Partition và ổ đĩa logic 
Partition Table rộng 64 byte nằm trong MasterBoot Sector 
Active partition (Partition tích cực) 
Partition trên 1 đĩa cứng chứa OS 
Chỉ có một ổ đĩa logic 
Luôn là Partition đầu tiên trên một ổ cứng 
Ổ cứng có 3 ổ đĩa logic  
Các hệ thống file 
FAT16 
Virtual File Allocation (VFAT) 
FAT32 
NTFS (New Technology file system) 
Bao nhiêu ổ đĩa logic? 
Dùng nhiều ổ đĩa logic để khai thác tối đa không gian lưu trữ của đĩa cứng và rút ngắn thời gian truy cập 
Ổ đĩa càng lớn thì kích thước của cluster càng lớn, và do vậy dung lượng bị lãng phí càng lớn 
Có thể dùng Fdisk , Diskpart, hoặc Disk Management để chia phần và tạo ra các ổ đĩa logic trên một đĩa cứng 
Kích thước cluster của ổ đĩa logic  
Chia phần đĩa cứng khi nào? 
Lần đầu tiên cài đặt đĩa cứng 
Ổ đĩa cứng hiện thời bị lỗi 
Nếu nghi ngờ ổ đĩa cứng đã bị nhiễm virus mà không khắc phục được bằng các chương trình quét và diệt virus 
Cài đặt một hệ điều hành mới 
Định dạng cấp cao 
OS thực hiện việc định dạng cấp cao: 
Boot sector (chứa Booorecord) 
FAT 
Root directory (Thư mục gốc) 
Khuôn dạng củaBoot Record 
Disk Type và Descriptor Byte 
Cài đặt một đĩa cứng như thế nào? 
Đặt jumper;gắn đĩa cứng vào bên trong hộp hệ thống; nối cáp nguồn và cáp dữ liệu 
Chạy chương trình setup của BIOS để khai báo ổ đĩa cứng đó. 
Dùng Fdisk để chia phần ổ đĩa cứng, chia các phần thành các ổ đĩa logic 
Dùng Format để định dạng cấp cao cho các ổ đĩa logic 
Cài đặt hệ điều hành và các phần mềm khác 
Lắp đặt ổ đĩa cứng  
Đặt jumper  
Đặt jumper  
Đặt jumper 
Gắn ổ cứng  
Gắn ổ cứng  
Nối cáp dữ liệu 
Gắn ổ cứng  
Nối cáp nguồn  
Nối cáp dữ liệu ở phía bo mạch hệ thống  
Khai báo ổ đĩa cứng 
Khai báo ổ đĩa cứng 
Khai báo ổ đĩa cứng 
Khai báo ổ đĩa cứng 
Dùng FDISK để chia phần ổ đĩa cứng  
Dùng FDISK để chia phần ổ đĩa cứng  
Dùng FDISK để chia phần ổ đĩa cứng  
Định dạng các ổ đĩa logic 
Giả sử có 3 ổ đĩa logic: 
Format C:/S 
Format D: 
Format E: 
Tóm tắt chương 
Cấu tạo logic của đĩa cứng 
Cấu tạo vật lý của đĩa cứng 
 Cách thức làm việc với ổ cứng 
Cài đặt ổ đĩa cứng như thế nào