Cấu trúc máy tính phkkhanh chuong3 ppt

CHƢƠNG 3: BỘ NHỚ Phân loại Một số khái niệm Tổ chức nhớ Bộ nhớ Bộ nhớ 8:11 AM Chƣơng Phân loại • Bộ nhớ ngồi Bộ nhớ quang: CD, DVD, … Bộ nhớ từ Đĩa cứng: ATA, SATA, … Đĩa mềm • Bộ nhớ ROM (Read Only Memory) ROM PROM (Programmable ROM) EPROM (Erasable PROM) EEPROM (Electrically EPROM) RAM 8:11 AM (Random Access Memory) Flash ROM Chƣơng Phân loại RAM SRAM (Static RAM) DRAM (Dynamic RAM) FPM DRAM (Fast Page Mode) EDO DRAM (Extended Data Out) BEDO DRAM (Burst EDO) SDRAM (Synchronous) DDR SDRAM (Double Data Rate) DDR2 SDRAM PRAM (Phase RAM) 8:11 AM Chƣơng 3 Một số khái niệm thuật ngữ Dung lƣợng : khả lƣu trữ Tốc độ Bộ nhớ : số bit truyền/s Bộ nhớ : tần số xung clock Giao tiếp SIMM (Single In-Line Memory Module) DIMM (Dual In-Line Memory Module) SO DIMM (Small Outline DIMM) RIMM (Rambus In-Line Memory Module) 8:11 AM Chƣơng Một số khái niệm thuật ngữ PC100, PC133 : tần số xung clock PC1600, PC2100 : tần số xung clock hệ thống DDR SDRAM PC100 -> 100 x x byte = 1600 -> PC1600 PC133 -> 133 x x byte = 2128 -> PC2100 CAS latency : thời gian trễ giải mã cho nhớ 8:11 AM Chƣơng Tổ chức nhớ Bộ nhớ 2KB A0  A6 Đệm ngõ vào Giải mã hàng A7  A10 Ma trận nhớ mạch giải mã cột Đệm ngõ 8:11 AM Chƣơng Tổ chức nhớ Memory Cell (Word logic) Word vật lý Memory Array Giải mã hàng Giải mã cột 8:11 AM Chƣơng Tổ chức nhớ Bộ nhớ 64K x 16 giải mã bƣớc với 10 bit giải mã hàng: Số bit giải mã cột : bit Tổng số word logic : 216 Kích thƣớc word logic : 16 bit Tổng số word vật lý : 210 Số lƣợng word logic / word vật lý : 26 Kích thƣớc word vật lý 8:11 AM : 16 x 26 Chƣơng Bộ nhớ Sơ đồ cấu tạo DRAM DRAM Tiền nạp (precharge) Điều khiển Ma trận nhớ Địa Đệm địa Dữ liệu vào Giải mã hàng Khuếch đại nhạy Đệm liệu Đệm liệu Dữ liệu Giải mã cột 8:11 AM Chƣơng Bộ nhớ DRAM Bit line Word line + Cấu tạo tế bào nhớ DRAM 8:11 AM Chƣơng 10 VDD Mạch tiền nạp (precharge) Bộ nhớ + Tế bào nhớ DRAM + Giải mã hàng Sơ đồ nguyên lý DRAM Khuếch đại nhạy (sense amplifier) Bit line Bit line VDD Đệm ngõ vào 8:11 AM Đệm ngõ Chƣơng Giải mã cột 11 Bộ nhớ DRAM tchu kỳ tRAS tPR tCAS Địa Dữ liệu Giản đồ thời gian đọc DRAM 8:11 AM Chƣơng 12 VDD Mạch tiền nạp (precharge) Bộ nhớ SRAM 2 Tế bào nhớ Giải mã hàng Khuếch đại nhạy (sense amplifier) Sơ đồ nguyên lý SRAM Bit line VDD Bit line Đệm ngõ Đệm ngõ vào 8:11 AM Giải mã cột Chƣơng 13 Bộ nhớ VCC ROM Lƣu trữ diode Hàng VD 1 8:11 AM Chƣơng Cột 14 Bộ nhớ PROM VCC Lƣu trữ diode mắc nối tiếp với cầu chì Hàng Cột 8:11 AM Chƣơng 15 Bộ nhớ EPROM Lƣu trữ FET có cấu trúc FAMOST (Floating gate Avalanche injection MOS Transistor) VCC Floating gate: khơng có điện tích FET dẫn 8:11 AM Chƣơng 16 Bộ nhớ EPROM Lƣu trữ FET có cấu trúc FAMOST (Floating gate Avalanche injection MOS Transistor) VCC Floating gate: có điện tích FET khơng dẫn floating gate có điện tích 8:11 AM Chƣơng 17 Chƣơng 18 Bộ nhớ Đĩa mềm 8:11 AM Bộ nhớ Đĩa mềm – Bảo vệ chống ghi – Trục quay – Bảo vệ mặt đĩa – Lớp nhựa bảo vệ – Vòng giấy – Lớp từ lƣu trữ liệu – Sector (512 byte):   Cluster: 2, 4, sector – Side: hay – Track:  … 8:11 AM Chƣơng 19 Bộ nhớ Đĩa mềm Dung lƣợng đĩa mềm = số track  số sector/track  số side  512 byte Đĩa mềm có 80 track, side, 18 sector / track: Dung lƣợng = 80 x 18 x x 512 = 1440 x 10 = 1440 KB Nhà sản xuất: 1440 KB = 1.44 MB Hệ điều hành: 1440 KB = 1440 / 1024 = 1.4 MB 8:11 AM Chƣơng 20 10 Byte Ý nghĩa Phân vùng có khởi động (=80h) hay không (=00h) - 11 12 - 15 Side bắt đầu Sector bắt đầu (bit 0-5, bit 6-7 dùng cho cylinder) Cylinder bắt đầu Loại phân vùng Side kết thúc Sector kết thúc Cylinder kết thúc Sector logic Tổng số sector Phân vùng 00 00 41 97 07 0F FF 2C 90 42 - 06 00 A0 3E 06 00 Phân vùng 00 00 C1 2D 05 0F FF 92 30 81 - 0C 00 A0 91 01 00 Phân vùng 00 00 C1 93 01 0F FF A6 D0 12 - 0E 00 C0 4E 00 00 8:11 AM Chƣơng 41 Bộ nhớ Hệ thống file FAT (File Allocation Table File System) Cấu trúc hệ thống file FAT Partition Boot Sector 8:11 AM FAT1 FAT2 Folder gốc (Root folder) Chƣơng Folder file khác 42 21 Bộ nhớ Sector khởi động phân vùng (PBS) Byte 0–2 – 10 11 – 12 13 14 – 15 16 17 – 18 19 – 20 21 22 – 23 Ý nghĩa Lệnh nhảy Nhà sản xuất Số byte / sector Số sector / cluster Số thứ tự sector dành riêng Số lượng FAT (thường 2) Số lượng điểm vào gốc Tổng số sector ( 16 bit) Môi trường lưu trữ (F8h đĩa cứng) Số sector / FAT (không dùng) 8:11 AM Chƣơng 43 Bộ nhớ Sector khởi động phân vùng (PBS) Byte 24 – 25 Số sector / track Ý nghĩa 26 – 27 28 – 31 32 – 35 36 – 39 40 – 41 Số side Sector logic Tổng số sector ( > 16 bit) Số sector / FAT Cờ mở rộng (bit xác định có cần cập nhật thông tin cho FAT hay không) 42 – 43 Phiên hệ thống file 44 – 47 Cluster folder gốc 48 – 49 Số thứ tự sector chứa thông tin hệ thống file 50 8:11 – 51AMSố thứ tự boot sector Chƣơng 44 22 Bộ nhớ Sector khởi động phân vùng (PBS) Ý nghĩa Byte 52 – 63 Dành riêng 64 65 66 67 – 70 71 – 81 82 – 89 90 – 509 Số thứ tự đĩa vật lý (80h đĩa 1) Không dùng = 28h hay 29h để WinNT nhận dạng Số serial Nhãn đĩa Hệ thống file Mã khởi động 8:11 AM Chƣơng 45 Bộ nhớ Sector khởi động phân vùng (PBS) EB 02 F4 01 80 20 58 00 51 00 00 20 90 00 7A 06 29 46 8:11 AM 4D 00 00 00 FA 41 53 00 86 00 10 54 57 F8 1E 00 30 33 49 00 00 00 15 32 4E 00 00 00 53 20 – – - 34 3F 00 00 59 20 2E 00 00 00 53 20 31 FF 00 00 20 20 Chƣơng 00 00 00 00 20 20 02 3F 02 00 20 08 00 00 00 20 20 00 00 00 20 00 00 00 00 20 46 23 Bộ nhớ Lệnh nhảy Sector dành riêng: 0020h (32) Số sector / cluster: Nhà sản xuất: MSWIN4.1 Số byte / sector: 0200h (512) EB 58 90 4D 53 57 49 4E - 34 2E 31 00 02 08 20 00 Số lƣợng FAT Tổng số sector ( 16 bit) Số sector / track: 003Fh (63) Số side: 00FFh (255) Sector logic: 0000003Fh (63) 02 00 00 00 00 F8 00 00 - 3F 00 FF 00 3F 00 00 00 Tổng số sector: 007A51F4h (8,016,372) Số sector / FAT: 00001E86h (7,814) Cluster folder gốc: 00000002h (2) F4 51 7A 00 86 1E 00 00 – 00 00 00 00 02 00 00 00 8:11 AM Chƣơng 47 Bộ nhớ Sector chứa thông tin hệ thống file: 0001h (1) Số thứ tự boot sector: 0006h (6) Dành riêng 01 00 06 00 00 00 00 00 – 00 00 00 00 00 00 00 00 Số thứ tự đĩa vật lý: Số serial Nhãn đĩa: SYS 80 00 29 FA 10 30 15 53 - 59 53 20 20 20 20 20 20 Hệ thống file: FAT32 20 20 46 41 54 33 32 20 - 20 20 20 20 8:11 AM Chƣơng 48 24 Bộ nhớ EB 02 F4 01 80 20 58 00 51 00 00 20 90 00 7A 06 29 46 4D 00 00 00 FA 41 53 00 86 00 10 54 57 F8 1E 00 30 33 49 00 00 00 15 32 4E 00 00 00 53 20 – – - 34 3F 00 00 59 20 2E 00 00 00 53 20 31 FF 00 00 20 20 00 00 00 00 20 20 02 3F 02 00 20 08 00 00 00 20 20 00 00 00 20 00 00 00 00 20  Số byte / sector: 512 Số byte / cluster: x 512 = 4096 = 4K  Số sector / cluster:  Số lƣợng FAT:  Số sector / track: 63  Sector logic: 63  Số side: 255 8:11 AM Chƣơng Sector vật lý: Cylinder 0, side 1, sector 49 Bộ nhớ EB 02 F4 01 80 20 58 00 51 00 00 20 90 00 7A 06 29 46 4D 00 00 00 FA 41 53 00 86 00 10 54 57 F8 1E 00 30 33 49 00 00 00 15 32 4E 00 00 00 53 20  Tổng số sector: 8,016,372 – – - 34 3F 00 00 59 20 2E 00 00 00 53 20 31 FF 00 00 20 20 00 00 00 00 20 20 02 3F 02 00 20 08 00 00 00 20 20 00 00 00 20 00 00 00 00 20 Dung lƣợng: 8,016,372 * 512 / 10243 = 3.82 GB  Số sector / FAT: 7,814  STT boot sector:  Cluster folder gốc:  Nhãn đĩa: SYS  Sector chứa thông tin hệ thống: 8:11 AM Chƣơng 50 25 Bộ nhớ Sector khởi động phân vùng (PBS) EB 02 21 01 80 20 FE 00 0A 00 00 20 90 00 95 06 29 46 4D 00 00 00 48 41 53 00 30 00 24 54 57 F8 25 00 CC 33 49 00 00 00 6B 32 4E 00 00 00 50 20 8:11 AM – – - 34 3F 00 00 52 20 2E 00 00 00 4F 20 31 FF 00 00 47 20 00 00 00 00 52 20 02 72 02 00 41 08 52 00 00 4D 20 7A 00 00 20 00 00 00 00 20 Chƣơng 51 Bộ nhớ FAT (File Allocation Table) Phần tử Cluster Phần tử Cluster Phần tử Cluster Phần tử Cluster Phần tử n Cluster n 8:11 AM Kích thƣớc phần tử:  12 bit: FAT12  16 bit: FAT16  32 bit: FAT32 Nội dung phần tử (FAT12):  FF8h - FFFh: kết thúc  FF7h: cluster hƣ  000h: cluster trống Khác: cluster dùng (chỉ vị trí cluster kế tiếp) Nội dung phần tử (FAT16):  FFF8h - FFFFh: kết thúc  FFF7h: cluster hƣ  0000h: cluster trống Khác: cluster dùng (chỉ vị trí cluster kế tiếp) Nội dung phần tử (FAT32):  0FFF FFF8h – 0FFF FFFFh: kết thúc  0FFF FFF7h: cluster hƣ  0000 0000h: cluster trống Khác: cluster dùng (chỉ vị trí cluster kế tiếp) Chƣơng 52 26 Bộ nhớ FAT16 File1 File2 File3 8:11 AM Chƣơng FFF8h Cluster 0002h Cluster 0004h Cluster 0001h Cluster FFFFh Cluster 000Eh Cluster FFFFh Cluster 0009h Cluster 000Dh Cluster 000Ch Cluster 000Bh Cluster 10 0008h Cluster 11 0005h Cluster 12 0006h Cluster 13 FFFFh Cluster 14 53 FFF8h Bộ nhớ 0002h 0004h 0001h FAT16 FFFFh 000Eh FFFFh FFF8 0002 0004 0001 FFFF 000E FFFF 000D 000C 000B 0008 0005 0006 FFFF 0009 0009h 000Dh 000Ch 000Bh 0008h F8 FF 02 00 04 00 01 00 – FF FF 0E 00 FF FF 09 00 0D 00 0C 00 0B 00 08 00 – 05 00 06 00 FF FF 0005h 0006h FFFFh 8:11 AM Chƣơng 54 27 FF8 Bộ nhớ 02F 400 000 FAT12 001 FF0 F8 FF 02 00 04 00 01 00 – FF FF 0E 00 FF FF 09 00 0D 00 0C 00 0B 00 08 00 – 05 00 06 00 FF FF EFF 000 FFF 09F FF8 02F 400 000 001 FF0 EFF 000 FFF 09F D00 000 00C 0B0 800 000 005 060 F00 FFF D00 000 00C 0B0 800 … 8:11 AM Chƣơng 55 Bộ nhớ FAT32 F8 FF 02 00 04 00 01 00 – FF FF 0E 00 FF FF 09 00 0D 00 0C 00 0B 00 08 00 – 05 00 06 00 FF FF 00 00 0002FFF8 00010004 000EFFFF 0002FFF8 00010004 000EFFFF 0009FFFF 000C000D 0008000B 00060005 0000FFFF 0009FFFF 000C000D 0008000B 00060005 0000FFFF 8:11 AM Chƣơng 56 28 Bộ nhớ F8 FF 08 00 0C 00 02 00 - 06 00 FF FF 01 00 0E 00 FF FF 0F 00 03 00 0D 00 – 05 00 FF FF 0B 00 07 00 File1: bắt đầu cluster File2: bắt đầu cluster File3: bắt đầu cluster 10 8:11 AM Chƣơng 57 Bộ nhớ entry folder gốc (root folder) Byte 0-10 11 Chức Byte Tên – Mở rộng 18-19 Thuộc tính Chức Ngày truy xuất 8:11 AM 12-13 14-15 16-17 Ngày tạo 20-21 22-23 Thời gian tạo 24-25 26-27 28-31 Cluster bắt đầu (2 byte cao) Thời gian thay đổi thông tin Ngày thay đổi thông tin Cluster bắt đầu (2 byte thấp) Kích thước Chƣơng 58 29 Bộ nhớ ngồi entry folder gốc (root folder) Thuộc tính file / folder D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 - - Archive SubDir Volume System Hidden ReadOnly Back 8:11 AM Chƣơng 59 Bộ nhớ entry folder gốc (root folder) Ngày D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Năm - 1980 Tháng Ngày Back 8:11 AM Chƣơng 60 30 Bộ nhớ entry folder gốc (root folder) Thời gian D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Giờ Phút Giây/2 Back 8:11 AM Chƣơng 61 Thời gian tạo: 6B8Ch  0110 1011 1000 1100b Giờ: 01101b  13h Phút: 011100b  28m Giây/2: 01100b  12  24s  13h28m24s Bộ nhớ Tên – Mở rộng: WINZIP.80 Thuộc tính: 0001 0001b SubDir + Read-Only 57 49 4E 5A 49 50 20 20 – 38 30 20 11 00 0A 8C 6B C9 2A C9 2A 00 00 8D 6B – C9 2A 17 8F 00 00 00 00 Ngày truy xuất thông tin cuối Ngày tạo: 2AC9h  0010 1010 1100 1001 Năm: 0010101b  21  21 + 1980 = 2001 Tháng: 0110b  Ngày: 01001b   09/06/2001 8:11 AM Kích thƣớc Ngày thay đổi thơng tin Thời gian thay đổi thông tin Cluster bắt đầu: 00008F17h (36,631) Chƣơng 62 31 Byte 0-10 11 Chức Byte Tên – Mở rộng 18-19 Thuộc tính Chức Ngày truy xuất D7 - D6 - 12-13 14-15 16-17 Ngày tạo 20-21 22-23 Thời gian tạo 24-25 26-27 28-31 Cluster bắt đầu (2 byte cao) Thời gian thay đổi thông tin Ngày thay đổi thông tin Cluster bắt đầu (2 byte thấp) Kích thước D5 Archive D4 SubDir D3 Volume D2 System D1 D0 Hidden Read-Only D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Năm - 1980 Tháng Ngày D15 D14 D13 D12 D11 D10 D9 D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Giờ Phút Giây/2 41 C3 41 00 54 1F 4F 2E 56 00 45 31 4D 2F 52 00 53 59 8:11 AM 54 31 54 00 54 31 52 0D 4F 00 45 06 49 00 4F 00 52 00 41 30 4C EE 20 6D 4C 6E 53 9C 20 84 – – – – – – 45 C3 20 1F 4A 69 58 2E 20 31 50 30 45 B1 20 AB 47 5C Chƣơng 23 E4 10 00 20 F9 00 C8 00 00 00 40 64 2F 00 00 A5 72 2F 13 00 00 9A 01 6E 15 00 00 9D 00 63 Bộ nhớ NTFS (New Technology File System) Partition Boot Sector 8:11 AM Master File Table System File Chƣơng File area 64 32 NTFS Sector khởi động phân vùng (PBS) Byte 0–2 – 10 11 – 12 13 14 – 15 16 – 18 19 – 20 21 22 – 23 24 – 25 26 – 27 Ý nghĩa Lệnh nhảy Nhà sản xuất Số byte / sector Số sector / cluster Sector dành riêng Luôn Không dùng Môi trường lưu trữ (F8h đĩa cứng) Luôn Số sector / track Số side 8:11 AM Chƣơng 65 NTFS Sector khởi động phân vùng (PBS) Byte 28 – 31 32 – 35 36 – 39 40 – 47 48 – 55 56 – 63 64 – 67 68 – 71 72 – 79 80 – 83 8:11 AM Ý nghĩa Sector logic Không dùng Không dùng Tổng số sector Số cluster vật lý dành cho $MFT Số cluster vật lý dành cho $MFTMirror Số cluster dùng cho File Record Segment Số cluster dành cho khối mục Serial Kiểm tra Chƣơng 66 33 NTFS EB 00 00 04 F6 00 52 00 00 00 00 00 90 00 00 00 00 00 4E 00 00 00 00 00 54 00 80 00 01 46 F8 00 00 00 8:11 AM 53 00 80 00 00 20 00 00 00 00 - 20 3F 4A 54 14 20 00 F5 FF A5 20 FF 7F 07 1B 00 00 00 00 74 02 3F 00 00 C9 Chƣơng 08 00 00 00 1B 00 00 00 00 74 00 00 00 00 1C 67 NTFS MFT (Master File Table) 8:11 AM Chƣơng 68 34 NTFS MFT (Master File Table) 8:11 AM - $MFT - $MFTMirror - $Logfile - $Volume - $AttrDef - Root Dir - $Bitmap - $Boot - $BadClus - $Secure - $Upcase - $Extend - $Quota - $ObjId - $Reparse Chƣơng 69 Chƣơng 70 NTFS MFT Record - Sector - Name - Type - Attributes - Size - Date - 1st cluster - NT attribute 8:11 AM 35 ... Lƣu trữ FET có cấu trúc FAMOST (Floating gate Avalanche injection MOS Transistor) VCC Floating gate: khơng có điện tích FET dẫn 8:11 AM Chƣơng 16 Bộ nhớ EPROM Lƣu trữ FET có cấu trúc FAMOST (Floating... 00 C0 4E 00 00 8:11 AM Chƣơng 41 Bộ nhớ Hệ thống file FAT (File Allocation Table File System) Cấu trúc hệ thống file FAT Partition Boot Sector 8:11 AM FAT1 FAT2 Folder gốc (Root folder) Chƣơng... lƣợng word logic / word vật lý : 26 Kích thƣớc word vật lý 8:11 AM : 16 x 26 Chƣơng Bộ nhớ Sơ đồ cấu tạo DRAM DRAM Tiền nạp (precharge) Điều khiển Ma trận nhớ Địa Đệm địa Dữ liệu vào Giải mã hàng