Kiến trúc máy tính và hệ điều hành

Kiến trúc máy tính Hệ điều hành Giảng viên: Vũ Thị Thúy Hà Nhóm lớp: 04 Thành viên: • Bùi Quang Phi Long – B19DCPT145 • Trương Cơng Hịa – B19 DCPT090 • Phạm Thúy Lệ - B19DCPT135 • Lê Hải Yến – B19DCPT253 • Bùi Thị Mai – B19DCPT154 • Trần Đức Cường – B10DCPT025 • Ngơ Hương Linh – B19DCPT139 Phụ lục 01 Đĩa cứng 02 Đĩa quang 03 RAID 01 Đĩa cứng ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ Cấu tạo Các chuẩn ghép nối Bảng phân khu Thư mục gốc Hệ thống File Đĩa cứng (Hard Disk Drive: HDD) • • Là thiết bị lưu trữ liệu điện tử cách sử dụng công cụ từ hóa bề mặt đĩa hình trịn phủ vật liệu từ tính Những đĩa hình trịn thường làm nhơm thủy tinh gốm có kích thước xác định, bề mặt phủ lớp mỏng (0,5-0,7μm) vật liệu từ tính Hiện nay, ổ đĩa cứng thường có dung lượng lớn, từ vài chục gigabyte đến hàng ngàn gigabyte thiết bị lưu trữ chủ yếu hệ thống máy tính Cấu tạo đĩa cứng Đĩa cứng gồm thành phần chính: ● ● ● ● ● Các thành phần đĩa cứng Các đĩa từ (Disks) Các đầu từ đọc/ghi (Heads) Các rãnh (Tracks) Các mặt trụ (Cylinders) Các cung (Sectors) Các đĩa từ (disks): Một ổ đĩa cứng gồm nhiều đĩa lắp đồng trục ● Các đĩa thường phẳng chế tạo nhôm thuỷ tinh với lớp bột từ mỏng (khoảng 10-20nm) phủ bề mặt đĩa để lưu thông tin ● Hiện vật liệu thường dùng hợp kim coban ● Đĩa lưu trữ thông tin mặt (side), đánh số mặt mặt ● Các đầu từ đọc/ghi (heads): Mỗi đầu từ đĩa cứng thường có kích thước nhỏ, sử dụng để đọc ghi thông tin lên đĩa ● Khoảng cách đầu từ bề mặt đĩa nhỏ, không tiếp xúc mà “bay” mặt đĩa ● Số lượng đầu từ ổ đĩa phụ thuộc vào thiết kế dung lượng đĩa thường khác nhau: 4, 8, 12, 16, 24, 32, 64 ● Các rãnh (tracks): ● ● ● Có dạng đường trịn đồng tâm mặt đĩa để lưu thông tin Các rãnh đánh số từ theo trật tự từ phía ngồi đĩa vào tâm Mỗi mặt đĩa chứa hàng ngàn rãnh Mặt trụ (Cylinder): ● Là tập hợp rãnh mặt đĩa khác nằm vị trí đầu từ Cung (Sector): ● ● Là phần rãnh bề mặt đĩa đơn vị lưu trữ nhỏ quản lý đĩa Kích thước thơng dụng cung 512 bytes Nguyên lý đọc CD ❖ Hoạt động dựa nguyên lý quang học: sử dụng ánh sáng để đọc ghi thông tin đĩa Nguyên lý đọc CD Bước Bước Tia laser từ diot qua tách tia đến gương quay Gương quay điều khiển tín hiệu đọc, lái tia laser đến vị trí cần đọc mặt đĩa Bước Bước Tia phản xạ từ mặt đĩa phản ánh mức lồi lõm mặt đĩa quay trở lại gương quay Gương quay chuyển tia phản xạ tách tia sau đến cảm biến quang điện Bước Bộ cảm biến quang điện chuyển đổi tia laser phản xạ thành tín hiệu đầu Cường độ tia laser biểu diễn thành mức tín hiệu Các loại đĩa quang Đĩa CD Đĩa CD đọc ghi sẵn nội dung từ sản xuất đọc q trình sử dụng Đĩa CD ghi lần ghi lần người sử dụng Đĩa CD ghi lại cho phép xóa thơng tin ghi ghi lại nhiều lần Đĩa DVD Đĩa DVD đọc thường sử dụng để lưu phim ảnh phần mềm có dung lượng lớn Đĩa DVD ghi lần ghi lần người sử dụng Đĩa DVD ghi cho phép xóa thơng tin ghi lại nhiều lần Đĩa DVD mật độ cao loại đĩa DVD có dung lượng siêu cao, khoảng 15GB, 25GB/một lớp 03 RAID Khái niệm: RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks) hình thức ghép nhiều ổ đĩa cứng vật lý thành hệ thống ổ đĩa cứng có chức gia tăng tốc độ đọc/ghi liệu nhằm tăng thêm an toàn liệu chứa hệ thống đĩa kết hợp hai yếu tố 2.Mục đích: ✓ Hiệu năng, tốc độ cao( high performance/speed) ✓ Độ tin cậy cao (high reliability) ✓ Dung lượng lớn (large capacit Các đĩa cứng theo chuẩn SATA SCSI hỗ trợ tạo RAID Dữ liệu phân tán đĩa vật lý Đĩa dư thừa sử dụng để lưu trưc thông tin parity => Đảm bảo khôi phục liệu Kỹ thuật tạo RAID RAID – disk mirroring RAID – disk stripping RAID Controller RAID Controller Computer Computer A1 A2 B1 B2 C1 C2 ➔ Cải thiện tốc độ truy cập A B B C C 45 44 ❖ Disk stripping ▪ Dữ liệu chia thành khối khối ghi đồng thời vào đĩa độc lập ▪ Sau đó, khối liệu đọc từ HDD cách đồng thời A ❖ Disk mirroring : ▪ Dữ liệu chia thành khối khối ghi vào số đĩa ▪ Tại thời điểm bất kì, ln có nhiều liệu ➔ Tăng độ tin cậy tăng Một số loại RAID thơng dụng ❑ RAID ❖ Đặc điểm: • • • Dựa kĩ thuật disk stripping (đọc/ ghi song song) Dữ liệu phân bố đĩa mảng Tối thiểu cần HDD ❖ Ưu điểm: • Tốc độ nhanh • Đáp ứng tốt hệ thống nhu cầu I/O cao • Dung lượng tổng tất đĩa ❖ Nhược điểm • Độ tin cậy đĩa Một số loại RAID thông dụng ❑ RAID RAID – disk mirroring ❖ Đặc điểm: Dựa kỹ thuật disk mirroring(nhiều bản) Tính dư thừa có cách lưa tất liệu Tối thiểu cần HDD Dữ liệu phân mảnh (data stripping) RAID mảnh logic ánh xạ tới đĩa vật lý khác => Mỗi đĩa mảng có liệu (mirror) • • • • ❖ Ưu điểm: • Độ tin cậy cao ❖ Nhược điểm • Dung lượng thực ½ tổng số đĩa • Chi phí cao RAID Controller Computer A A B B C C Disk Disk RAID - Disk mirroring 51 Một số loại RAID thông dụng ❑ RAID 10 ❖ Đặc điểm: • Dựa kĩ thuật disk stripping stripping • Tối thiểu cần HDD ❖ Ưu điểm: • Nhanh so với đĩa • Tin cậy so với đĩa RAID 10 – disk stripping & mirroring Mirroring Stripping RAID Controller Computer Stripping A1 A2 A1 A2 B1 B2 B1 B2 C1 C2 C1 C2 ❖ Nhược điểm • Dung lượng ½ dung lượng tổng số đĩa 55 Một số loại RAID thơng dụng ❑ RAID ❖ • • • • • • Đặc điểm: Các mảnh (strip) nhỏ, thường byte word) Các mã sửa sai tính ứng với bit đĩa liệu tương ứng Thường sử dụng mã Hamming Cần đĩa RAID1 tốn Số lượng đĩa dư thừa tỉ lệ thuận với log số lượng đĩa liệu) Yêu cầu đọc: liệu mã sửa sai gửi tới điều khiển Một số loại RAID thông dụng ❑ RAID ❖ • • • Đặc điểm: Cấu trúc tương tự RAID2 Chỉ cần đĩa dư thừa Bit chẵn lẻ đơn giản tính cho tập bit vị trí đĩa Một số loại RAID thông dụng ❑ RAID ❖ Đặc điểm: • • • • Sử dụng kỹ thuật truy cập độc lập Mỗi đĩa thành viên hoạt động độc lập => yêu cầu I/O riêng biệt đáp ứng song song Vẫn sử dụng data stripping mảnh lớn Các mảnh parity theo bit tính theo mảnh tương ứng đĩa lưu vào strip tương ứng đĩa parity Một số loại RAID thông dụng ❑ RAID ❖ Đặc điểm: • Tổ chức tương tự RAID • Phân bố mảnh parity tất đĩa ❑ RAID ❖ Đặc điểm: • Hai mã parity tính lưu block riêng biệt đĩa khác Thanks for watching! ... liệu từ tính Hiện nay, ổ đĩa cứng thường có dung lượng lớn, từ vài chục gigabyte đến hàng ngàn gigabyte thiết bị lưu trữ chủ yếu hệ thống máy tính 1 Cấu tạo đĩa cứng Đĩa cứng gồm thành phần... SATA: ✓ Thế hệ 1: 1.5 Gb/s ✓ Thế hệ 2: 3.0 Gb/s ✓ Thế hệ 3: Gb/s Chuẩn ghép nối SCSI ● ● SCSI tập chuẩn để kết nối vật lý vận chuyển liệu máy tính thiết bị ngoại vi, thường sử dụng máy chủ Mọi... stripping ▪ Dữ liệu chia thành khối khối ghi đồng thời vào đĩa độc lập ▪ Sau đó, khối liệu đọc từ HDD cách đồng thời A ❖ Disk mirroring : ▪ Dữ liệu chia thành khối khối ghi vào số đĩa ▪ Tại thời