(Tiểu luận) đồ án cá nhân đề tài ổ đĩa cứng (hard disk)

GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỒ ÁN CÁ NHÂN ĐỀ TÀI: Ổ ĐĨA CỨNG (HARD DISK) Giảng viên : Ths NGUYỄN PHÚC MINH TÚ Sinh viên thực hiện: PHẠM NGỌC THỊNH Lớp : DTE-IT-102-Q Mã sinh viên :29211158905 Đà Nẵng, tháng 12/2022 GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q Ổ ĐĨA CỨNG ( HARD DISK) GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q HÌNH 1.Ổ đĩa cứng 2.5-inch SATA 500 GB GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q I.Tổng quan Ổ đĩa cứng (hay gọi Ổ cứng) thường biết đến phận máy tính với việc lưu trữ liệu cho dù chúng xuất muộn so với máy tính Với phát triển nhanh chóng cơng nghệ, ổ đĩa cứng có kích thước ngày nhỏ đi, dung lượng ngày tăng lên Trong khứ, thiết kế ổ đĩa cứng dành cho máy tính,nhưng ngày nay, ổ đĩa cứng sử dụng thiết bị điện tử khác máy nghe nhạc kĩ thuật số, máy ảnh số, điện thoại di động thông minh (SmartPhone), máy quay phim kĩ thuật số, thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân.v.v Không tuân theo thiết kế ban đầu, ổ đĩa cứng có bước tiến cơng nghệ nhằm giúp lưu trữ truy xuất liệu nhanh hơn, ví dụ: xuất ổ đĩa cứng lai giúp cho hệ điều hành hoạt động tối ưu hơn, giảm thời gian khởi động hệ thống, tiết kiệm lượng; thay đổi phương thức ghi liệu đĩa từ làm cho dung lượng ổ đĩa cứng tăng lên đáng kể II.Lịch sử phát triển 2.1) Năm 1955 Ổ cứng giới có IBM 350 Disk File chế tạo Reynold Johnson mắt năm 1955 máy tính IBM 305 Ổ cứng có tới 50 đĩa kích thước 24" với tổng dung lượng triệu ký tự Một đầu từ dùng để truy nhập tất đĩa khiến cho tốc độ truy nhập trung bình thấp HÌNH 2.Một phần đuợc tháo rời IBM GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q 2.2)Năm 1961 Thiết bị lưu trữ liệu IBM 1301 mắt năm 1961 bắt đầu sử dụng đầu từ cho mặt đĩa Ổ đĩa có phận lưu trữ tháo lắp ổ IBM 1311 Ổ sử dụng đĩa IBM 1316 có dung lượng triệu ký tự HÌNH 3.Một ổ đĩa cứng IBM trước GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q 2.3)Năm 1973 IBM giới thiệu hệ thống đĩa 3340 "Winchester", ổ đĩa sử dụng kĩ thuật lắp ráp đóng hộp (sealed head/disk assembly - HDA) Kĩ sư trưởng dự án/chủ nhiệm dự án Kenneth Haughton đặt tên theo "súng trường Winchester" 30-30 sau thành viên nhóm gọi "30-30" trục quay 30 MB ổ đĩa cứng Hầu hết ổ đĩa đại ngày sử dụng công nghệ này, tên "Winchester" trở nên phổ biến nói ổ đĩa cứng dần biến thập niên 1990 Trong thời gian dài, ổ đĩa cứng có kích thước lớn cồng kềnh, thích hợp với môi trường bảo vệ trung tâm liệu văn phòng lớn mơi trường cơng nghiệp khắc nghiệt (vì mong manh), hay văn phịng nhỏ nhà riêng (vì kích cỡ khổ lượng điện tiêu thụ) Trước thập niên 1980, hầu hết ổ đĩa cứng có đĩa cỡ 8" (20 cm) 14-inch (35 cm), cần giá thiết bị diện tích sàn đáng kể (tiêu biểu ổ đĩa cứng lớn có đĩa tháo lắp được, thường gọi "máy giặt"), nhiều trường hợp cần tới điện cao áp chí điện ba pha cho mơ tơ lớn chúng dùng Vì lý đó, ổ đĩa cứng khơng dùng phổ biến máy vi tính đến tận năm 1980, Seagate Technology cho đời ổ đĩa ST-506 - ổ đĩa 5,25" có dung lượng MB Có thực tế cấu hình xuất xưởng, máy IBM PC (IBM 5150) khơng trang bị ổ đĩa cứng 2.4)Thập niên 1990 Đa số ổ đĩa cứng cho máy vi tính đầu thập kỷ 1980 không bán trực tiếp cho người dùng cuối nhà sản xuất mà OEM phần thiết bị lớn (như Corvus Disk System Apple ProFile) Chiếc IBM PC/XT bán có ổ đĩa cứng lắp xu hướng tự cài đặt nâng cấp bắt đầu xuất Các công ty chế tạo ổ đĩa cứng bắt đầu tiếp thị với người dùng cuối bên cạnh OEM đến thập niên 1990, ổ đĩa cứng bắt đầu xuất cửa hàng bán lẻ Ổ đĩa lắp ngày sử dụng nhiều PC ổ đĩa lắp tiếp tục phổ biến máy Macintosh hãng Apple tảng khác Mỗi máy Mac sản xuất giữa năm 1986 1998 có cổng SCSI phía sau khiến cho việc lắp đặt thêm phần cứng trở nên dễ dàng; tương tự vậy, "toaster" (máy nướng bánh) Mac khơng có chỗ cho ổ đĩa cứng (hay Mac Plus khơng có chỗ lắp ổ đĩa cứng), đời nên ổ SCSI lắp ngồi hiểu Các ổ đĩa SCSI lắp phổ biến máy vi tính cổ loạt Apple II Commodore 64, sử dụng rộng rãi máy chủ tận ngày Sự xuất vào cuối thập niên 1990 chuẩn giao tiếp USB FireWire khiến cho ổ đĩa cứng lắp trở nên phổ biến người dùng thông thường đặc biệt cần di chuyển khối lượng lớn liệu hai địa điểm Vì thế, phần lớn ổ đĩa cứng sản xuất có trở thành lõi vỏ lắp ngồi 2.5)Ngày Dung lượng ổ đĩa cứng tăng trưởng theo hàm mũ với thời gian Đối với máy PC hệ đầu, ổ đĩa dung lượng 20 megabyte coi lớn Cuối thập niên 1990 có ổ đĩa cứng với dung lượng gigabyte Vào thời điểm đầu năm 2005, ổ đĩa cứng có dung lượng khiêm tốn Document continues below Discover more Công nghệ phần from: mềm CMU-SE 100 Trường Đại Học… 22 documents Go to course Teamwork Assignment Công nghệ phần mềm None Teamwork Assignment Công nghệ phần mềm None Teamwork 2 Assignment Công nghệ phần mềm None Giới thiệu watafall Công nghệ phần mềm None TRẮC-NGHIỆM 10 aaaa GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q Cơng nghệ phần mềm None Waterfall-1 - có cho máy tính để bàn cịn sản xuất có dung lượng lên tới 40 gigabyte ổ đĩa lắp dung lượng lớn lên tới nửa terabyte (500 GB), ổ đĩa lắp đạt xấp xỉ datdeptrai terabyte Cùng với lịch sử phát triển PC, họ ổ đĩa cứng lớn MFM, RLL, ESDI, SCSI, IDE EIDE, SATA Ổ đĩa MFM đòi hỏi mạch điều khiển phải tương thích với Cơng nghệ phần điện ổ đĩa cứng hay nói cách khác ổ đĩa mạch điều khiền phải tương None phần thích RLL (Run Length Limited) phương pháp mã hóa bit mềm đĩa giúp làm tăng mật độ bit Phần lớn ổ đĩa RLL cần phải tương thích với điều khiển làm việc với ESDI giao diện phát triển Maxtor làm tăng tốc trao đổi thông tin PC đĩa cứng SCSI (tên cũ SASI dành cho Shugart (sic) Associates), viết tắt cho Small Computer System Interface, đối thủ cạnh tranh ban đầu ESDI Khi giá linh kiện điện tử giảm (do nhu cầu tăng lên) chi tiết điện tử trước đặt cạc điều khiển đặt lên ổ đĩa cứng Cải tiến gọi ổ đĩa cứng tích hợp linh kiện điện tử (Integrated Drive Electronics hay IDE) Các nhà sản xuất IDE mong muốn tốc độ IDE tiếp cận tới tốc độ SCSI Các ổ đĩa IDE chậm khơng có nhớ đệm lớn ổ đĩa SCSI khơng có khả ghi trực tiếp lên RAM Các công ty chế tạo IDE cố gắng khắc phục khoảng cách tốc độ phương pháp đánh địa logic khối (Logical Block Addressing - LBA) Các ổ đĩa gọi EIDE Cùng lúc với đời EIDE, nhà sản xuất SCSI tiếp tục cải tiến tốc độ SCSI Những cải tiến đồng thời khiến cho giá thành giao tiếp SCSI cao thêm Để vừa nâng cao hiệu suất EIDE vừa không làm tăng chi phí cho linh kiện điện tử khơng có cách khác phải thay giao diện kiểu "song song" kiểu "nối tiếp", kết đời giao diện SATA Tuy nhiên, hiệu suất làm việc ổ đĩa cứng SATA hệ đầu ổ đĩa PATA khơng có khác biệt đáng kể HÌNH Bên ổ đĩa cứng GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q III.Cấu tạo Ổ đĩa cứng gồm thành phần, phận liệt kê giải thích sơ sau: HÌNH CÁC THÀNH PHẦN CỦA Ổ ĐĨA GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q 3.1.1)Cụm đĩa: Bao gồm toàn đĩa, trục quay động    Đĩa từ Trục quay: truyền chuyển động đĩa từ Động cơ: Được gắn đồng trục với trục quay đĩa 3.1.2)Cụm đầu đọc  Đầu đọc (head): Đầu đọc/ghi liệu  Cần di chuyển đầu đọc (head arm actuator arm) 3.1.3)Cụm mạch điện  Mạch điều khiển: có nhiệm vụ điều khiển động đồng trục, điều khiển di chuyển cần di chuyển đầu đọc để đảm bảo đến vị trí bề mặt đĩa   Mạch xử lý liệu: dùng để xử lý liệu đọc/ghi ổ đĩa cứng Bộ nhớ đệm (cache buffer): nơi tạm lưu liệu trình đọc/ghi liệu Dữ liệu nhớ đệm ổ đĩa cứng ngừng cấp điện Đầu cắm nguồn cung cấp điện cho ổ đĩa cứng    Đầu kết nối giao tiếp với máy tính Các cầu đấu thiết đặt (tạm dịch từ jumper) thiết đặt chế độ làm việc ổ đĩa cứng: Lựa chọn chế độ làm việc ổ đĩa cứng (SATA 150 SATA 300) hay thứ tự kênh giao tiếp IDE (master hay slave tự lựa chọn), lựa chọn thông số làm việc khác 3.1.4)Vỏ đĩa cứng:     Vỏ ổ đĩa cứng gồm phần: Phần đế chứa linh kiện gắn nó, phần nắp đậy lại để bảo vệ linh kiện bên Vỏ ổ đĩa cứng có chức nhằm định vị linh kiện đảm bảo độ kín khít để khơng cho phép bụi lọt vào bên ổ đĩa cứng Ngồi ra, vỏ đĩa cứng cịn có tác dụng chịu đựng va chạm (ở mức độ thấp) để bảo vệ ổ đĩa cứng Do đầu từ chuyển động sát mặt đĩa nên có bụi lọt vào ổ đĩa cứng làm xước bề mặt, lớp từ hư hỏng phần (xuất khối hư hỏng (bad block)) Thành phần bên ổ đĩa cứng khơng khí có độ cao, để đảm bảo áp suất cân mơi trường bên bên ngồi, vỏ bảo vệ có hệ lỗ thống đảm bảo cản bụi cân áp suất 3.1.5)Đĩa từ  Đĩa từ (platter): Đĩa thường cấu tạo nhôm thủy tinh, bề mặt phủ lớp vật liệu từ tính nơi chứa liệu Tuỳ theo hãng sản xuất mà đĩa sử dụng hai mặt Số lượng đĩa nhiều một, phụ thuộc vào dung lượng công nghệ hãng sản xuất khác Mỗi đĩa từ sử dụng hai mặt, đĩa cứng có nhiều đĩa từ, chúng gắn song song, quay đồng trục, tốc độ với hoạt động GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q  S.M.A.R.T không nên hiểu từ "smart" chúng không làm cải thiện đến tốc độ làm việc truyền liệu ổ đĩa cứng Người sử dụng bật (enable) tắt (disable) chức BIOS (tuy nhiên BIOS hãng hỗ trợ việc can thiệp này) 5.2)Ổ cứng lai Ổ cứng lai (hybrid hard disk drive) ổ đĩa cứng thông thường gắn thêm phần nhớ flash bo mạch ổ đĩa cứng Cụm nhớ hoạt động khác với chế làm việc nhớ đệm (cache) ổ đĩa cứng: Dữ liệu chứa chúng không bị mất điện Trong trình làm việc ổ cứng lai, vai trò phần nhớ flash sau:  Lưu trữ trung gian liệu trước ghi vào đĩa cứng, máy tính đưa liệu đến mức định (tuỳ loại ổ cứng lai) ổ đĩa cứng tiến hành ghi liệu vào đĩa từ, điều giúp vận hành ổ đĩa cứng tối hiệu tiết kiệm điện nhờ việc thường xuyên hoạt động  Giúp tăng tốc độ giao tiếp với máy tính: Việc đọc liệu từ nhớ flash nhanh so với việc đọc liệu đĩa từ  Giúp hệ điều hành khởi động nhanh nhờ việc lưu tập tin khởi động hệ thống lên vùng nhớ flash  Kết hợp với nhớ đệm ổ đĩa cứng tạo thành hệ thống hoạt động hiệu Những ổ cứng lai sản xuất thường sử dụng nhớ flash với dung lượng khiêm tốn 256 MB chịu áp lực vấn đề giá thành sản xuất Do sử dụng dung lượng nhỏ nên chưa cải thiện nhiều đến việc giảm thời gian khởi động hệ điều hành, dẫn đến nhiều người sử dụng chưa cảm thấy hài lòng với chúng Tuy nhiên người sử dụng thường khó nhận hiệu chúng thực tác vụ thông thường việc tiết kiệm lượng chúng Hiện (2007) ổ cứng lai có giá thành đắt (khoảng 300 USD cho dung lượng 32 GB) nên chúng sử dụng số loại máy tính xách tay cao cấp Trong tương lai, ổ cứng lai tích hợp đến vài GB dung lượng nhớ flash khiến so sánh chúng với ổ cứng truyền thống trở lên khác biệt VI.Thơng số đặc tính 6.1)Dung lượng  Dung lượng ổ đĩa cứng (Disk capacity) thông số thường người sử dụng nghĩ đến đầu tiên, sở cho việc so sánh, đầu tư nâng cấp Người sử dụng mong muốn sở hữu ổ đĩa cứng có dung lượng lớn theo tầm chi phí họ mà khơng tính đến thơng số khác  Dung lượng ổ đĩa cứng tính bằng: (số byte/sector) × (số sector/track) × (số cylinder) × (số đầu đọc/ghi) 13 GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q   Dung lượng ổ đĩa cứng tính theo đơn vị dung lượng thơng thường: byte, kB MB, GB, TB Theo thói quen thời kỳ mà người ta sử dụng đơn vị nào, thời điểm năm 2007 người người ta thường sử dụng GB Ngày dung lượng ổ đĩa cứng đạt tầm đơn vị TB nên tương lai – theo thói quen, người ta tính theo TB Đa số hãng sản xuất tính dung lượng theo cách có lợi (theo cách tính GB = 1000 MB mà thực phải GB = 1024 MB) nên dung lượng mà hệ điều hành (hoặc phần mềm kiểm tra) nhận ổ đĩa cứng thường thấp so với dung lượng ghi nhãn đĩa (ví dụ ổ đĩa cứng 40 GB thường đạt khoảng 37-38 GB) 6.2)Tốc độ quay ổ đĩa cứng Tốc độ quay đĩa cứng thường ký hiệu rpm (viết tắt từ tiếng Anh: revolutions per minute) số vòng quay phút Tốc độ quay cao ổ làm việc nhanh chúng thực đọc/ghi nhanh hơn, thời gian tìm kiếm thấp 14 GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q Các tốc độ quay thông dụng thường là:      3.600 rpm: Tốc độ ổ đĩa cứng đĩa hệ trước 4.200 rpm: Thường sử dụng với máy tính xách tay mức giá trung bình thấp thời điểm 2007 5.400 rpm: Thông dụng với ổ đĩa cứng 3,5" sản xuất cách 2-3 năm; với ổ đĩa cứng 2,5" cho máy tính xách tay chuyển sang tốc độ 5.400 rpm để đáp ứng nhu cầu đọc/ghi liệu nhanh 7.200 rpm: Thông dụng với ổ đĩa cứng sản xuất thời gian (2007) 10.000 rpm, 15.000 rpm: Thường sử dụng cho ổ đĩa cứng máy tính cá nhân cao cấp, máy trạm máy chủ có sử dụng giao tiếp SCSI 6.3)Các thông số thời gian ổ đĩa cứng 6.3.1)Thời gian tìm kiếm trung bình Thời gian tìm kiếm trung bình (Average Seek Time) khoảng thời gian trung bình (theo mili giây: ms) mà đầu đọc di chuyển từ cylinder đến cylinder khác ngẫu nhiên (ở vị trí xa chúng) Thời gian tìm kiếm trung bình cung cấp nhà sản xuất họ tiến hành hàng loạt việc thử việc đọc/ghi vị trí khác chia cho số lần thực để có kết thơng số cuối Thông số thấp tốt Thời gian tìm kiếm trung bình khơng kiểm tra phần mềm phần mềm không can thiệp sâu đến hoạt động ổ đĩa cứng 6.3.2)Thời gian truy cập ngẫu nhiên Thời gian truy cập ngẫu nhiên (Random Access Time): Là khoảng thời gian trung bình để đĩa cứng tìm kiếm liệu ngẫu nhiên Tính mili giây (ms) Đây tham số quan trọng chúng ảnh hưởng đến hiệu làm việc hệ thống, người sử dụng nên quan tâm đến chúng lựa chọn ổ đĩa cứng Thông số thấp tốt Tham số: Các ổ đĩa cứng sản xuất gần (2007) có thời gian truy cập ngẫu nhiên khoảng: đến 15 ms 6.3.3)Thời gian làm việc tin cậy Thời gian làm việc tin cậy MTBF: (Mean Time Between Failures) tính theo (hay hiểu cách đơn tuổi thọ ổ đĩa cứng) Đây khoảng thời gian mà nhà sản xuất dự tính ổ đĩa cứng hoạt động ổn định mà sau thời gian ổ đĩa cứng xuất lỗi (và không đảm bảo tin cậy) Một số nhà sản xuất công bố ổ đĩa cứng họ hoạt động với tốc độ 10.000 rpm với tham số: MTBF lên tới triệu giờ, với ổ đĩa cứng hoạt động tốc độ 15.000 rpm có giá trị MTBF đến 1,4 triệu thơng số kết tính tốn lý thuyết Hãy hình dung số năm mà hoạt động tin cậy (khi chia thơng số MTBF cho (24 giờ/ngày × 365 ngày/năm) thấy dài lịch sử hãng sản xuất ổ đĩa cứng nào, người sử dụng khơng cần quan tâm đến thông số 15 GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q 6.4)Bộ nhớ đệm    Bộ nhớ đệm (cache buffer) ổ đĩa cứng giống RAM máy tính, chúng có nhiệm vụ lưu tạm liệu trình làm việc ổ đĩa cứng Độ lớn nhớ đệm có ảnh hưởng đáng kể tới hiệu suất hoạt động ổ đĩa cứng việc đọc/ghi không xảy tức thời (do phụ thuộc vào di chuyển đầu đọc/ghi, liệu truyền tới đi) đặt tạm nhớ đệm Đơn vị thường tính KB MB Trong thời điểm năm 2007, dung lượng nhớ đệm thường MB cho loại ổ đĩa cứng dung lượng đến khoảng 160 GB, với ổ đĩa cứng dụng lượng lớn chúng thường sử dụng nhớ đệm đến 16 MB cao Bộ nhớ đệm lớn tốt, hiệu chung ổ đĩa cứng chững lại giá trị nhớ đệm định mà từ nhớ đệm tăng lên hiệu không tăng đáng kể Hệ điều hành lấy phần nhớ hệ thống (RAM) để tạo nhớ đệm lưu trữ liệu lấy từ ổ đĩa cứng nhằm tối ưu việc xử lý liệu thường xuyên phải truy cập, cách dùng riêng hệ điều hành mà chúng không ảnh hưởng đến cách hoạt động hiệu suất vốn có loại ổ đĩa cứng Có nhiều phần mềm cho phép tinh chỉnh thông số hệ điều hành tuỳ thuộc vào dư thừa RAM hệ thống 6.5)Chuẩn giao tiếp Các chuẩn giao tiếp ổ đĩa cứng Giao tiếp (viết tắt) Tên tiếng Anh đầy đủ Tốc độ truyền liệu SCSI Small Computer System Interface Nhiều loại, xem thêm Ultra160 SCSI 160 MBps Ultra320 SCSI 320 MBps ATA Advanced Technology Attachment 16 Max = 133 MBps GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q SATA Serial ATA 150 150 MBps SATA II Serial ATA 300 300 MBps SATA Serial ATA 600 600 MBps Có nhiều chuẩn giao tiếp khác ổ đĩa cứng với hệ thống phần cứng, đa dạng phần xuất phát từ yêu cầu tốc độ đọc/ghi liệu khác hệ thống máy tính, phần cịn lại ổ giao tiếp nhanh có giá thành cao nhiều so với chuẩn thông dụng Trước đây, chuẩn ATA SATA hệ sử dụng phổ biến máy tính cá nhân thơng thường chuẩn SCSI Fibre Channel có tốc độ cao sử dụng chủ yếu nhiều máy chủ máy trạm Gần đây, chuẩn SATA hệ với tốc độ giao tiếp cao sử dụng rộng rãi máy tính cá nhân sử dụng hệ chipset Bảng so sánh chuẩn ATA thường sử dụng nhiều với ổ đĩa cứng thời gian gần Chuẩn Standar d Phát triển (năm ) Công Loại bố bỏ (năm (năm ) ) Chế độ PI O Chế độ DM A ATA-1 1988 1994 02 ATA-2 1993 1996 1999 2001 04 02 17 Chế độ UDM A Paralle l Speed (MBps ) Serial Speed (MBps ) Đặc tính 8,33 Hỗ trợ lên tới 136.9GB; BIOS issues not addressed 16,67 Chế độ PIO nhanh hơn; CHS/LBA BIOS translation defined up to 8.4GB; PC-Card GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q ATA-3 ATA-4 ATA-5 ATA-6 1995 1996 1998 2000 ATA-7 2001 ATA-8 2004 1997 1998 2000 2002 2004 2002 04 04 04 04 02 02 02 02 02 04 05 16,67 SMART; improved signal integrity; LBA support mandatory; eliminated singleword DMA modes 33,33 Có chế độ UDMA; ATAPI Packet Interface; BIOS h ỗ trợ tới 136.9GB 66,67 Chế độ UDMA nhanh hơn; dây cáp 80 chân tự động phát 100 Chế độ UDMA với tốc độ 100MBps; extended drive and BIOS support up to 144PB 04 02 06 133 150 Chế độ UDMA với tốc độ 133MBps; chuẩn SATA 04 02 06 133 150 Phiên phụ SMART = Self-Monitoring, Analysis, and Reporting Technology (tạm dịch: Công nghệ tự động giám sát, phân tích báo cáo) ATAPI = AT Attachment Packet Interface MB = Megabyte; triệu byte GB = Gigabyte; tỉ byte PB = Petabyte; triệu tỉ byte CHS = Cylinder, Head, Sector LBA = Logical block address (tạm dịch: địa khối) PIO = Programmed I/O 18 GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q DMA = direct memory access UDMA = Ultra DMA SATA = Serial ATA 6.6)Tốc độ truyền liệu Tốc độ chuẩn giao tiếp khơng có nghĩa ổ đĩa cứng đáp ứng theo tốc độ nó, đa phần tốc độ truyền liệu chuẩn giao tiếp thấp so với thiết kế chúng gặp rào cản vấn đề công nghệ chế tạo Các thông số sau ảnh hưởng đến tốc độ truyền liệu ổ đĩa cứng:  Tốc độ quay đĩa từ  Số lượng đĩa từ ổ đĩa cứng: nhiều đĩa từ số lượng đầu đọc lớn, khả đọc/ghi đồng thời đầu từ mặt đĩa nhiều lượng liệu đọc/ghi lớn  Cơng nghệ chế tạo: Mật độ sít chặt track công nghệ ghi liệu bề mặt đĩa (phương từ song song vng góc với bề mặt đĩa): dẫn đến tốc độ đọc/ghi cao  Dung lượng nhớ đệm: Ảnh hưởng đến tốc độ truyền liệu tức thời thời điểm Bảng so sánh tốc độ vùng ổ cứng khác giúp nhận số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ truyền liệu ổ đĩa cứng 19 GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q Ổ đĩa cứng Ultra-ATA/100 Hitachi (IBM) Deskstar 120GXP Vùng Sectors/Track Tốc độ quay (vòng/phút) Tốc độ truyền liệu (MB/giây) Vùng 928 7.200 57,02 Vùng 448 7.200 27,53 Trung bình 688 7.200 42,27 Ổ đĩa cứng Maxtor DiamondMax D540X-4G120J6 120GB ATA Vùng 896 5.400 41,29 Vùng 448 5.400 20,64 Trung bình 672 5.400 30,97 20 GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q Như ta thấy tốc độ truyền liệu thực mức trung bình 42,27 MBps ổ đĩa có giao tiếp Ultra-ATA/100 (với tốc độ thiết kế truyền liệu 100 MBps) gần 1/2 so với tốc độ giao tiếp 6.7)Kích thước Kích thước ổ đĩa cứng chuẩn hố số kích thước để đảm bảo thay lắp ráp vừa với máy tính Kích thước ổ đĩa cứng thường tính theo inch (") Kích thước vỏ ngồi loại ổ đĩa cứng: KÍCH THƯỚC VỎ CÁC Loại Ổ CỨNG CAO RỘNG DÀI THỂ TÍCH Loại 5,25 Dùng máy tính hệ trước 3,25" (82,6mm) 5,75" (146,0mm) 8" (203,2mm) 149,5 ci (2449,9 cc) 1,63" (41,3mm) 5,75" (146,0mm) 8" (203,2mm) 74,8 ci (1224,9 cc) Loại 3,5" Thường sử dụng máy tính cá nhân, máy trạm, máy chủ 1,63" 4" (101,6mm) 5,75" (146,0mm) 21 37,4 ci (612,5 cc) GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q (41,3mm) 1,00" (25,4mm) 4" (101,6mm) 5,75" (146,0mm) 23,0 ci (376,9 cc) Loại 2,5" Thường sử dụng máy tính xách tay 19,0mm (0,75") 70,0mm (2,76") 100,0mm (3,94") 133,0 cc (8,1 ci) 17,0mm (0,67") -nt- -nt- 119,0 cc (7,3 ci) 12,7mm (0,50") -nt- -nt- 88,9 cc (5,4 ci) 12,5mm (0,49") -nt- -nt- 87,5 cc (5,3 ci) 9,5mm (0,37") -nt- -nt- 66,5 cc (4,1 ci) 8,5mm (0,33") -nt- -nt- 59,5 cc (3,6 ci) Loại 1,8" nhỏ dùng thiết bị kỹ thuật số cá nhân 9,5mm (0,37") 70,0mm (2,76") 60,0mm (2,36") 39,9 cc (2,4 ci) 7,0mm (0,28") -nt- -nt- 29,4 cc (1,8 ci) 22 GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q Loại 1,8" PC Card 8,0mm (0,31") 54,0mm (2,13") 78,5mm (3,09") 33,9 cc (2,1 ci) 5,0mm (0,20") -nt- -nt- 21,2 cc (1,3 ci) Loại 1,0" Micro Device 5,0mm (0,20") 42,8mm (1,69") 36,4mm (1,43") 23 7,8 cc (0,5 ci) GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q 6.8)Sự sử dụng điện  Đa số ổ đĩa cứng máy tính cá nhân sử dụng hai loại điện áp nguồn: Vdc 12 Vdc (DC dc: Loại điện áp chiều) Các ổ đĩa cứng cho máy tính xách tay sử dụng loại điện áp nguồn Vdc Các ổ đĩa cứng gắn thiết bị số cầm tay khác sử dụng nguồn có mức điện áp thấp với công suất thấp  Điện cung cấp cho ổ đĩa cứng phần lớn phục vụ cho động quay ổ đĩa, phần lại nhỏ cung cấp cho bo mạch ổ đĩa cứng Tuỳ loại động mà chúng sử dụng điện áp 12V Vdc (thông qua định mức tiêu thụ dịng điện mức điện áp này) Trên ổ đĩa cứng ghi rõ thơng số dịng điện tiêu thụ loại điện áp sử dụng để đảm bảo cho người sử dụng tính tốn cơng suất chung Ổ đĩa cứng thường tiêu thụ điện lớn thời điểm khởi động hệ thống (hoặc thời điểm đĩa cứng bắt đầu hoạt động trở lại sau tạm nghỉ để tiết kiệm điện năng) khởi động động đồng trục quay đĩa từ, giống động điện thơng thường, dịng điện tiêu thụ đỉnh cực đại giai đoạn gấp lần cơng suất tiêu thụ bình thường Ổ cứng thông thường lấy điện trực tiếp từ nguồn máy tính, với ổ đĩa cứng ngồi sử dụng cung cấp điện riêng kèm theo chúng dùng nguồn điện cung cấp qua cổng giao tiếp USB   VII.Thiết đặt chế độ hoạt động đĩa cứng 7.1)Thiết đặt phần cứng thông qua cầu đấu Cầu đấu (tạm dịch từ jumper) phận nhỏ ổ đĩa cứng, chúng có tác dụng thiết đặt chế độ làm việc ổ đĩa cứng 7.1.1)Thiết đặt kênh Lựa chọn kênh cable IDE: Các ổ đĩa cứng theo chuẩn giao tiếp ATA thường sử dụng hai kênh (trên cáp truyền liệu), chúng đặt kênh (Master) kênh phụ (Slave) Việc thiết lập đơn giản cần cắm cầu đấu vào vị trí chúng chân cắm Về vị trí, chúng ln hướng dẫn phần nhãn viết tắt cạnh cầu đấu sau: MA (hoặc M): Master, SL (hoặc S): Slave; CS (hoặc C): Cable select (tự động lựa chọn theo cáp truyền liệu) Để giúp ổ đĩa cứng hoạt động tốt hơn, nên chọn ổ đĩa cứng chứa phân vùng có cài hệ điều hành làm kênh chính, ổ đĩa cứng vật lý có tính dùng phụ, dùng cho lưu trữ tập tin không truy cập thường xuyên nên đặt ổ phụ (slave) 7.1.2)Thiết đặt chuẩn giao tiếp Một số ổ đĩa cứng sử dụng giao tiếp SATA hệ thứ (300 MBps) hoạt động phù hợp với bo mạch chủ hỗ trợ giao tiếp SATA hệ (150 MBps) cách đổi cầu đấu thiết đặt Hướng dẫn cách đổi ghi nhãn đĩa tìm thấy phần hướng dẫn website hãng sản xuất 24 GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q 7.2)Thiết đặt phần mềm Thiết đặt phần mềm cài đặt, phân hoạch ổ đĩa cứng giúp cho ổ đĩa cứng làm việc Trong phạm vi viết Ổ đĩa cứng, mục trình bày tóm lược VIII.Ứng dụng    Ổ đĩa cứng sử dụng chủ yếu máy tính như: máy tính cá nhân, máy tính xách tay, máy chủ, máy trạm… Với thiết bị lưu trữ liệu chuyên dụng như: thiết bị lưu liệu tự động thiết bị lưu liệu dùng cho văn phòng/cá nhân bán thị trường sử dụng ổ đĩa cứng Khi ổ đĩa cứng có dung lượng ngày lớn, chi phí tính theo GB liệu rẻ khiến chúng hồn tồn thay hệ thống lưu liệu dự phòng trước như: băng từ (mà ưu điểm bật chúng chi phí cho GB thấp) Ngày nay, số hãng sản xuất ổ đĩa cứng chế tạo đĩa cứng nhỏ Các ổ đĩa cứng nhỏ sử dụng thiết bị kỹ thuật số hỗ trợ cá nhân, thiết bị cầm tay, điện thoại di động, máy ảnh số, máy nghe nhạc cá nhân, tai nghe không dây, máy quay phim kỹ thuật số (thay cho băng từ đĩa quang với ưu tốc độ ghi soạn thảo hiệu ứng tức thời) Những thiết bị gia dụng xuất đáp ứng nhu cầu người sử dụng ổ đĩa cứng như: Thiết bị ghi lại chương trình ti vi cho phép người sử dụng khơng bỏ sót kênh u thích chúng ghi lại kênh thứ hai người sử dụng xem kênh thứ nhất, đặt lịch trình ghi lại vắng nhà IX.Một số thông tin ghi Nhiều người sử dụng thường gọi ổ C, ổ D…nhưng thực chất chúng phân vùng (partition) ổ đĩa cứng để tiện cho việc phân chia khu vực lưu trữ liệu theo mục đích riêng Cách hiểu nhiều sử dụng viết thống, nhiên viết cẩn thận, người truyền đạt thường sử dụng từ "ổ vật lý" để nói đến tồn khối ổ đĩa cứng, nhằm tránh hiểu nhầm đến "ổ luận lý"  Một số người sử dụng làm mát ổ đĩa cứng cách gắn quạt làm mát thổi trực tiếp vào bo mạch chúng (thổi từ lên, có số nơi lại bán sẵn vỉ làm mát kiểu này), điều hồn tồn khơng cần thiết bo mạch ổ đĩa thường không tiêu thụ công suất lớn khiến linh kiện chúng nóng lên bo mạch làm mát hấp thụ nhiệt từ đĩa từ, động ổ đĩa cứng Mặt khác điều làm cho bo mạch chứa nhiều bụi sau thời gian làm việc, chúng trở thành mơi trường dẫn điện thời tiết trở nên ẩm thấp Cách tốt để tản nhiệt ổ đĩa cứng thổi khơng khí vào chúng từ phía phía ngang Một số vỏ máy tính thiết kế quạt làm mát thổi song song với ổ đĩa cứng lấy gió từ phía mặt trước thùng máy 25 GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q  Trong trình làm việc, hệ điều hành phần mềm kiểm tra đĩa cứng, chúng đọc ghi liệu vị trí không thành công vài lần, chúng đánh dấu "khối hư hỏng" vào nhằm tránh ghi liệu vào vị trí Nhiều trường hợp lý khác mà hệ điều hành đánh dấu sai X.Các hãng sản xuất Có nhiều hãng, cơng ty sản xuất ổ đĩa cứng, kể đến số thương hiệu sau (sắp xếp ngẫu nhiên không theo quy luật): IBM, Seagate, Hitachi, Western Digital MỤC LỤC I.Tổng quan II.Lịch sử phát triển 2.1) Năm 1955 2.2)Năm 1961 2.3)Năm 1973 2.4)Thập niên 1990 2.5)Ngày III.Cấu tạo 3.1.1)Cụm đĩa: Bao gồm toàn đĩa, trục quay động 3.1.2)Cụm đầu đọc 3.1.3)Cụm mạch điện 3.1.4)Vỏ đĩa cứng: 3.1.5)Đĩa từ 3.1.6)Track 3.7)Cylinder 3.2)Trục quay 3.3)Đầu đọc/ghi 10 3.4)Cần di chuyển đầu đọc/ghi 10 IV)Nguyên lý hoạt động 10 4.1)Giao tiếp với máy tính 10 4.2)Đọc ghi liệu bề mặt đĩa .11 v.Các công nghệ sử dụng ổ đĩa cứng 11 5.1)S.M.A.R.T 11 26 GV NGUYỄN PHÚC MINH TÚ :DTE-IT-102-Q 5.2)Ổ cứng lai 12 VI.Thơng số đặc tính .12 6.1)Dung lượng 12 6.3)Các thông số thời gian ổ đĩa cứng 14 6.4)Bộ nhớ đệm .15 6.5)Chuẩn giao tiếp .15 6.6)Tốc độ truyền liệu 19 6.7)Kích thước 20 6.8)Sự sử dụng điện 23 VII.Thiết đặt chế độ hoạt động đĩa cứng 23 7.1)Thiết đặt phần cứng thông qua cầu đấu 23 7.2)Thiết đặt phần mềm 24 VIII.Ứng dụng 24 IX.Một số thông tin ghi 24 X.Các hãng sản xuất .25 TÀI LIỆU THAM KHẢO https://vi.wikipedia.org/wiki/%E1%BB%94_%C4%91%C4%A9a_c %E1%BB%A9ng#C%E1%BA%A5u_t%E1%BA%A1o TRUY CẬP :NGÀY 30/11/2023 27