tiểu luận các nguyên tắc sáng tạo ứng dụng trong qúa trình phát triển ổ đĩa lưu trữ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP CAO HỌC KHÓA 22 CHUYÊN NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH Bài tiểu luận Môn : Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học  tài : CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO ỨNG DỤNG TRONG QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN Ổ ĐĨA LƯU TRỮ Giáo viên hướng dẫn : GS.TSKH Hoàng Kiếm Học viên : Huỳnh Duy Khoa Mã học viên : 1211031 MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU 1. Gii thiu các nguyên tc sáng tc s dng 1 1.1. Nguyên tc phân nh 1 1.2. Nguyên tc tách khi 1 1.3. Nguyên tc kt hp 1 1.4. Nguyên tc cha trong 1 1.5. Nguyên tc d phòng 1 1.6. Nguyên tc trung gian 1 1.7. Nguyên tc 2 1.8. Nguyên tt nhanh 2 2. S phát ca Hard Disk Drive (HDD) 2 2.1. Tng quan 2 2.2. Lch s phát trin 3 2.2.1. IBM 350 Disk File 3 2.2.2. IBM 1301 3 2.2.3. IBM 1311 4 2.2.1. H thng IBM 3330 5 2.2.2. H thng IBM 2305 6 2.2.3. IBM 3340 Winchester 7 2.2.4. ST-506 7 2.2.5.  8 2.2.6.  cng IDE và SATA 8 2.2.7.  cng hin ti và t 10 2.3. Kt lun 11 Tài liu tham kho 12 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1 : IBM 350 Disk File 3 Hình 2 : IBM 1301 4 Hình 3 : IBM 1311 5 Hình 4 : H th IBM 2305 6 Hình 5 : ST-506 [1] 8 Hình 6 : HSS SCSI [1] 8 Hình 7 : WD 4TB HDD 10 MỞ ĐẦU Ngày nay, vi s phát trin không ngng ca công ngh, vi ng ln d liu không còn là v na. Rt d  s hu mt chic  cng nh gn vi  vi t truy xu bn cao.  c thành t  i tri qua mt quá trình phát trii không ngng, nhm hoàn thin và gim chi phí xung mc thp nh có th  di trà. y, quá trình phát tri nào ? Chúng ta hãy vn dng các nguyên tc sáng t phân tích, gii thích, làm rõ thêm quá trình phát trin trên. . 1 1. Giới thiệu các nguyên tắc sáng tạo được sử dụng 1.1. Nguyên tắc phân nhỏ ng thành các phc lp ng tr nên tháo lc  phân nh ng 1.2. Nguyên tắc tách khỏi Tách phn phn phc li tách phn duy nhn thin thing 1.3. Nguyên tắc kết hợp Kt hng nht hong dùng cho các hong k cn Kt hp v mt thi gian các hong nht hoc k cn 1.4. Nguyên tắc chứa trong Mng khác và bn thân nó li chng th  Mng chuyng xuyên sung khác. 1.5. Nguyên tắc dự phòng  tin cy không ln cng bng cách chun b các pn báo ng, ng cu, an toàn. 1.6. Nguyên tắc trung gian S dng trung gian, chuyn tip 2 1.7. Nguyên tắc đảo ngược u cc li (ví d không làm nóng mà làm lng). Làm phn chuyng cng (hay mng yên c li phng yên thành chuyng. 1.8. Nguyên tắc vượt nhanh t qua nhn có hi hoc nguy him vi vn tc ln  c hiu ng cn thit. 2. Sự phát của Hard Disk Drive (HDD) 2.1. Tổng quan  ng HDD (Hard Disk Drive) là thit b   d liu trên b mt các t vt liu t tính.  ng là loi b nh  (non-g không b mt d liu khi ngng cung cp ngun n. Ma các nhà sn xut trong vic ch t d liu là mt ng dng ca Nguyên tắc tách khỏi, do nhu cầu muốn tách các thành phần dữ liệu quan trọng, cần thiết lưu lại riêng khi máy tính tắt nguồn. Nhu cu v mt thit b  ln và c y sinh ra  ng ( cng) vào nhng u ca thp k   ln ly ma s phát trin ca máy tính. Hin nay  cng là mt thit b chun trong các loi máy tính. Không ch tuân theo các thit k u,  c tin công ngh nh và truy xut d li Ví d các   u hành hong tm thi gian khng ca h thng, tit king, s c ghi d liu  ng mi  . 3 2.2. Lịch sử phát triển 2.2.1. IBM 350 Disk File 6, u tiên trên th gic ch to bi Reynold Johnson ra m cng nàycó ti 50 tc 24" vi tng là 5 triu kí t. Mu t c dùng  truy nhp tt c các tn cho t truy nhp trung bình khá thp [1] [2]. T quay cng là 1200 vòng/phút, t l track/inch là 20, t l d liu ghi là 100 bits/inch. Khong cách trung bình gia n b mt là 800 micro- inch.  cu tiên vi kích c 24" là rt ln, khó di chuyn, không có tính tin dng. Hình 1 : IBM 350 Disk File (Ngun : http://quantrimang.edu.vn/phan-cung/kien-thuc-phan-cung/tong-quan-va- lich-su-phat-trien-hdd.htm) 2.2.2. IBM 1301 t b  d liu IBM 1301 ra mu s dng mi u t cho mt m [1] [2]. T quay cng là 1800 vòng/phút, t l track/inch là 50, t l d liu ghi là 520 bits/inch. Khong cách trung bình gia head 4 n b mt là 250 micro-inch (gim nhiu so vi 800 micro-inch ca IBM 350), vì th hi tính theo din tích b mn [3]. Hình 2 : IBM 1301 (Ngun : http://quantrimang.edu.vn/phan-cung/kien-thuc-phan-cung/tong-quan-va- lich-su-phat-trien-hdd.htm)  y có s ng dng ca Nguyên tắc kết hợp, thay vì lúc trước một đĩa chỉ ghi được một mắt và cần đầu từ cho một đĩa thì bây giờ tích hợp hai mặt đĩa đều ghi được và sử dụng cả hai đầu từ để ghi dữ liệu được lên hai mặt đĩa. Khi tích hợp được như vậy thì kích thước của ổ đĩa sẽ giảm đi rất nhiều và tốc độ truy xuất cũng tăng lên (do có 2 đầu ghi). 2.2.3. IBM 1311 1962, IBM gii thiu các pack  cng có th di chuyc g vi ng kích m14 inch, to thành mt ch, có th  c 2 triu ký t cho mi pack. 5 Hình 3 : IBM 1311 (Ngun : http://www.computerhistory.org/timeline/?year=1962) T quay cng là 1500 vòng/phút, t l track/inch là 50, t l d liu ghi là 1025 bits/inch. Khong cách trung bình gia n b mt là 150 micro-inch (gim so vi 250 micro-inch ca IBM 1301) [1] [4]c c gi k vì khong không gian gia phu và phn c git na [4].  là  u tiên có b ph tháo lp c [2]. Nguyên tắc phân nhỏ và Nguyên tắc tách khỏi đối tượng c s dng. Tách các thành phần giao tiếp dính liền với máy ra ngoài, giảm khoảng cách để làm cho đĩa cứng trở nên nhỏ hơn, hiệu năng lưu trữ cao hơn. 2.2.1. H thng IBM 3330 R,  th  cao, ng ln. Mi h thng con 3330 có th cha 2 cho ti 16  y dung n n 1,6 t byte ( 1.6GB), t truy xut trung bình 30ms,  tr trung bình là 8.4ms, t truy xut 806Kb/s, m ca a " Control Unit Retry" giúp 3330 khc phc rt nhiu li mà không cn c phc li ca máy tính. Mt khác, mch khc phc li có th dò tìm và sa cha các li ghi lên n 11 bits trong mt track [5]. [...]... phiến đĩa t êm vào ổ cứng, hoặc giảm kíc t ước phiến đĩa Trong tương lai, cần có một sự cải tiến chẳng hạng bằng các t ay đổi cách sắp xếp phiến đĩa theo thứ tự khác (Nguyên tắc đảo ngược), hoặc thay thế kiến trúc hiện tại của đĩa cứng (Ví dụ n ư là không sử dụng phiến đĩa nữa mà dùng hình hài khác, hoặc dùng một dạng k ác n ư dây cuốn chẳng hạn, tiết kiếm k ông gian ơn) 2.3 Kết luận Việc áp dụng các nguyên. .. Nguyên tắc chưa trong đã được ứng dụng ở đây Hệ thống đã tíc hợp hai ổ 2305 vào lại với nhau nhằm tăng d ng lượng lư trữ và tốc độ truy xuất của dữ liệu Thành phần được chứa trong là hai ổ con 2305, được điều khiển thông qua bộ điều khiển lư trữ 2380 Đây chính là Nguyên tắc trung gian Thay vì giao tiếp trực tiếp với từng ổ đĩa, máy tính thông qua bộ điều khiển này, để quan lý toàn bộ các đĩa con, tạo. .. tương t íc với phần điện trên ổ đĩa cứng hay nói cách khác là ổ đĩa và mạch điều khiền phải tương t íc RLL (R n Lengt Limited) là một p ương p áp mã hóa bit trên các tấm đĩa giúp làm tăng mật độ bit Phần lớn các ổ đĩa RLL cần phải tương t íc với bộ điều khiển mà nó làm việc ESDI là một giao diện được phát triển bởi Ma tor làm tăng tốc trao đổi thông tin giữa PC và đĩa cứng [1] Khi giá linh kiện điện... thời điểm đầ năm 2005, ổ đĩa cứng có d ng lượng khiêm tốn nhất cho máy tín để bàn còn được sản xuất có d ng lượng lên tới 40 gigabyte còn ổ đĩa lắp trong 8 có d ng lượng lớn nhất lên tới một nửa terabyte (500 GB), và những ổ đĩalắp ngoài đạt xấp xỉ một terabyte [1] Cùng với lịch sử phát triển của PC, các họ ổ đĩa cứng lớn là MFM, RLL, ESDI, SCSI, IDE và EIDE, và mới nhất là SATA Ổ đĩa MFM đòi ỏi mạc điều... o các linh kiện điện tử, không có cách nào khác là phải thay giao diện kiể “song song” (PATA) bằng kiể “nối tiếp“, và kết quả là sự ra đời của giao diện SATA Tuy nhiên, hiệu suất làm việc của các ổ đĩa cứng SATA thế hệ đầu và các ổ đĩa PATA không có sự khác biệt đáng kể Hiện nay, ổ đĩa cứng giao diện SATA là thông dụng ơn cả trên toàn thế giới 9 Ở đây, để cái tiến tốc độ, thay vì đưa dữ liệu từ ổ cứng... kiện điện tử giảm (do nhu cầ tăng lên) các c i tiết điện tử trước kia đặt trên card điều khiển đã được tíc ợp lên trên c ín ổ đĩa cứng Cải tiến này được gọi là ổ đĩa cứng tích hợp linh kiện điện tử (IntegratedDrive Electronics hay IDE) Ở đây, Nguyên tắc kết hợp được sử dụng Các link kiện, các bộ điều khiển đều được tính hợp lên board mạch điểu khiển chung của ổ cứng Các nhà sản xuất IDE mong muốn tốc độ... lần lượt xuất hiện các ổ nhanh ơn với tốc độ truy xuất rất cao (Năm 2003, Ultra-640 SCSI tốc độ 640MB/s, tốc độ quay của ổ cứng là 15000 vòng/phút) Hình 6 : HSS SCSI [1] 2.2.6 Ổ cứng IDE và SATA Ngày nay, d ng lượng ổ đĩa cứng tăng trưởng t eo àm mũ với thời gian Đối với những máy PC thế hệ đầu, ổ đĩa d ng lượng 20 megabyte được coi là lớn Cuối thập niên 1990 đã có n ững ổ đĩa cứng với d ng lượng trên...Phần cải tiến này đã ứng dụng Nguyên tắc chứa trong, hệ thống lưu trữ chứa nhiều ổ con, mỗi ổ con là một thành phần lưu trữ nhỏ hơn Ngoài ra, còn có Nguyên tắc dự phòng, bằng cách thiết kế bộ điều khiển khắc phục lỗi và mạch khắc phục lỗi ghi của dữ liệu để đảm bảo an toàn dữ liệu, cảnh báo khi có... tốc độ của IDE tiếp cận tới tốc độ của SCSI Các ổ đĩa E c ậm ơn do k ông có bộ nhớ đệm (Cache) lớn n ư các ổ đĩa không có khả năng g i trực tiếp lên RAM Các công ty chế tạo và E đã cố gắng khắc phục khoảng cách tốc độ này bằng p ương p áp đán địa chỉ logic khối (Logical Block Addressing – LBA) Các ổ đĩa này đượcgọi là EIDE Cùng lúc với sự ra đời của EIDE, các nhà sản xuất đã tiếp tục cải tiến tốc độ... Winchester Năm 1973, BM giới thiệu hệ thống đĩa 3340 “Winc ester”, ổ đĩa đầu tiên sử dụng kĩ t ật lắp ráp đóng ộp (sealed head/disk assembly – án/chủ nhiệm dự án Kennet A) Kĩ sư trưởng dự a g ton đặt tên t eo “súng trườngWinc ester” 30-30 sau khi một thành viên trong nhóm gọi nó là “30-30” vì các trục quay 30 MB của ổ đĩa cứng Trong một thời gian dài, ổ đĩa cứng có kíc t ước lớn và cồng kềnh, thích hợp . KHOA HỌC MÁY TÍNH Bài tiểu luận Môn : Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học  tài : CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO ỨNG DỤNG TRONG QÚA TRÌNH PHÁT TRIỂN Ổ ĐĨA LƯU TRỮ Giáo viên hướng. hãy vn dng các nguyên tc sáng t phân tích, gii thích, làm rõ thêm quá trình phát trin trên. . 1 1. Giới thiệu các nguyên tắc sáng tạo được sử dụng 1.1. Nguyên tắc phân nhỏ. sa cha các li ghi lên n 11 bits trong mt track [5]. 6 Phn ci ting dng Nguyên tắc chứa trong, hệ thống lưu trữ chứa nhiều ổ con, mỗi ổ con là một thành phần lưu trữ nhỏ