Giáo trình Cấu trúc máy tính - Chương 6: Đĩa cứng

Chương 6
Đĩa cứng
Nội dung chính của chương
ƒ Các công nghệ đĩa cứng
ƒ Cấu tạo vật lý của đĩa cứng
ƒ Cấu tạo logic của đĩa cứng
ƒ Cài đặt đĩa cứng như thế nào?
Công nghệ đĩa cứng
ƒ Đĩa cứng đọc/ghi dữ liệu như thế nào?
ƒ Đĩa cứng giao tiếp với hệ thống như thế nào?
Các kiểu giao tiếp của đĩa cứng
ƒ 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
ƒ Các chuẩn giao tiếp khác: ANSI, SCSI
Chuẩn EIDE
ƒ Xác định cách thức giao tiếp giữa đĩa cứng và 
một số thiết bị khác với hệ thống
ƒ 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
ƒ 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
ƒ SCSI
• Phổ biến thứ hai (sau EIDE)
• Hay dùng ở các Server (Máy chủ trong mạng)
ƒ IEEE 1394 (FireWire và i.Link)
• Truyền số liệu nối tiếp
• Các ứng dụng multimedia và giải trí gia đình
ƒ 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
ƒ Nhiều đĩa được xếp 
chồng
ƒ Các đầu từ riêng
ƒ Cần có mạch điều khiển 
đĩa cứng
Một ổ cứng có 4 đĩa
Công nghệ IDE
ƒ Nhiều đĩa cứng sử dụng công nghệ này
ƒ 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
ƒ Các công nghệ cũMFM 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
ƒ Công nghệ IDE sử dụng kỹ thuật Ghi bit theo 
vùng (Zone Bit Recording)
Track và Sector
Định dạng cấp thấp
ƒ Quá trình ghi các dấu hiệu của các track và các
sector lên đĩa tại xưởng sản xuất
ƒ 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
ƒ 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
ƒ Mode CHS (cylinder, head, sector) hay Mode thông 
thường được dùng với các ổ nhỏ hơn 528 MB
ƒ Large mode hay ECHS (extended CHS) dùng cho 
các ổ giữa 504 MB và 8.4 GB
ƒ LBA (logical block addressing) mode dùng cho các ổ
đĩa lớn hơn 504 MB
ƒ OS và phần mềm có thể bỏ qua BIOS bằng cách dùng 
các trình điều khiển thiết bị
Cấu tạo logic của đĩa cứng
ƒ Làm thế nào để có thể lưu trữ các file lên đĩa 
cứng?
ƒ Đĩa cứng phải được định dạng cấp thấp
ƒ Một hệ thống file phải được cài đặt
ƒ Các file cần cho việc khởi động PC cần phải 
được copy vào thư mục gốc
Các công việc cần thiết để ghi file
ƒ Định dạng cấp thấp
ƒ Chia phần ổ đĩa
ƒ Định dạng cấp cao
Phần và ổ đĩa logic
MBR là nội dung của MasterBoot
Sector
Partition và ổ đĩa logic
ƒ Partition Table rộng 64 byte nằm trong 
MasterBoot Sector 
ƒ 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
ƒ FAT16
ƒ Virtual File Allocation (VFAT)
ƒ FAT32
ƒ NTFS (New Technology file system)
Bao nhiêu ổ đĩa logic?
ƒ 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
ƒ 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?
ƒ Lần đầu tiên cài đặt đĩa cứng
ƒ Ổ đĩa cứng hiện thời bị lỗi
ƒ Nếu nghi ngờ ổ đĩa cứng đã bị nhiễm virus mà 
không khắc phục được bằng các chương trình 
quét và diệt virus
ƒ Cài đặt một hệ điều hành mới
Định dạng cấp cao
ƒ 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?
1. Đặt jumper;gắn đĩa cứng vào bên trong hộp hệ thống; 
nối cáp nguồn và cáp dữ liệu
2. Chạy chương trình setup của BIOS để khai báo ổ đĩa 
cứng đó.
3. Dùng Fdisk để chia phần ổ đĩa cứng, chia các phần 
thành các ổ đĩa logic
4. Dùng Format để định dạng cấp cao cho các ổ đĩa
logic
5. 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
ƒ Giả sử có 3 ổ đĩa logic:
• Format C:/S
• Format D:
• Format E:
Tóm tắt chương
ƒ Cấu tạo logic của đĩa cứng
ƒ Cấu tạo vật lý của đĩa cứng
ƒ Cách thức làm việc với ổ cứng
ƒ Cài đặt ổ đĩa cứng như thế nào