Baitapbuoi3_NgoDinhTung

Họ tên : Ngô Định Tùng Môn : Cơ sở công nghệ thông tin Giảng viên : Trương Việt Phương Buổi 3: Bài tập thiết bị lưu trữ Mô tả hoạt động RAM, HDD, SSD, CD RAID gì? Phân biệt loại RAID Bài làm Câu : - RAM : Tương tự vi xử lí (BVXL), chip nhớ mạch tích hợp (IC) làm từ hàng triệu bóng bán dẫn (transitor) tụ điện Đối với loại nhớ thơng dụng máy vi tính, nhớ truy xuất ngẫu nhiên động (DRAM), bóng bán dẫn tụ điện đôi với để tạo thành tế bào nhớ Tụ điện giữ bit thông tin Bóng bán dẫn hoạt động ngắt để mạch điều khiển chip nhớ đọc thay đổi trạng thái tụ điện Một tụ điện giống thùng nước chứa điện tử Để lưu vào tế bào nhớ, thùng nước đổ đầy điện tử Để lưu 0, thùng nước làm rỗng Tuy nhiên, thùng nước có khuyết điểm có lỗ thủng Trong khoảng vài mili giây, thùng nước đầy trở nên trống rỗng Do đó, để nhớ động làm việc, CPU điều khiển nhớ phải nhanh chóng nạp lại tất tụ điện chứa trước phóng điện Để làm việc này, điều khiển đọc lại nội dung nhớ ghi vào lại Quá trình làm tươi tự động diễn hàng ngàn lần giây Và q trình tạo nên phần "động" cho RAM Ram động phải làm tươi cách liên tục khơng "quên" thứ giữ Mặt hạn chế q trình làm tươi khoảng thời gian để thực điều làm giảm tốc độ nhớ Dram hoạt động cách gửi dòng nạp điện qua cột phù hợp (CAS) để kích hoạt bóng bán dẫn bit cột Khi ghi, hàng chứa trạng thái mà tụ điện mang Khi đọc, khuyếch đại hướng xác định mức nạp điện tụ Nếu 50%, đọc Ngược lại, đọc Một đếm theo dõi trình tự làm tươi dựa hàng truy xuất theo thứ tự Khoảng thời gian để làm tất việc nhỏ, biểu đơn vị nano giây Một chíp nhớ đánh giá 70ns nghĩa 70ns để hồn tất q trình đọc nạp lại điện cho tế bào - HDD : Trên bề mặt đĩa người ta phủ lớp mỏng chất có từ tính, ban đầu hạt từ tính khơng có hướng , chúng bị ảnh hưởng từ trường đầu từ lướt qua , hạt có từ tính xếp thành hạt có hướng Đầu từ ghi – đọc cấu tạo lõi thép nhỏ hình chữ U, cuộn dây quấn lõi thép để đưa dòng điện vào (khi ghi) hay lấy (khi đọc), khe hở gọi khe từ lướt bề mặt đĩa với khoảng cách gần, 1/10 sợi tóc Trong q trình ghi, tín hiệu điện dạng tín hiệu số 0, đưa vào đầu từ ghi lên bề mặt đĩa thành nam châm nhỏ đảo chiều tuỳ theo tín hiệu đưa vào hay Trong trình phát, đầu từ đọc lướt qua bề mặt đĩa dọc theo đường Track ghi tín hiệu, điểm giao nam châm có từ trường biến đổi cảm ứng lên cuộn dây tạo thành xung điện, xung điện yếu đưa vào khuếch lấy tín hiệu 0,1 ban đầu - SSD : Ổ cứng thể rắn hoạt động công nghệ NAND, loại nhớ flash Bộ nhớ flash NAND nhớ khơng bay hơi, có nghĩa khơng cần cấp nguồn liên tục để lưu trữ lưu giữ liệu Loại bỏ đĩa nam châm, SSD bao phủ hàng nghìn tỷ nhớ flash kết nối với lưu trữ liệu Các tế bào flash chứa bóng bán dẫn bật tắt Giống điện tích từ mảnh ổ cứng HDD, điện tích bóng bán dẫn ổ SSD sử dụng để biểu thị 1s 0s hệ nhị phân Hãy coi chip nhớ flash lưới công tắc đèn lớn Việc bật hay tắt công tắc định xem biểu thị số hay số 0, sau máy tính hiểu dịch thành thấy hình - CD : Trong đĩa quay với tốc độ cao súng lazer chiếu lên bề mặt đĩa, tia lazer điều khiển tắt sáng tương ứng với tín hiệu hay đưa vào.Trong đó: ứng với tín hiệu tia lazer tắt, ứng với tín hiệu tia lazer sáng đốt cháy bề mặt đĩa thành điểm làm khả phản xạ Mạch servo điều khiển tốc độ quay đĩa điều khiển cho tia lazer hội tụ đĩa ghi liệu thành đường trắc hình xoắn chơn ốc Đĩa có liệu quay với tốc độ cao, mắt nguyên lí đọc tín hiệu từ đĩa đọc đọc liệu ghi đĩa theo nguyên tắc : sử dụng tia lazer chiếu lên bề mặt đĩa dọc theo đường track có liệu, sau hứng lấy tia phản xạ quay lại đổi chúng thành tín hiệu điện Khi tia lazer chiếu qua điểm bề mặt đĩa bị đốt cháy khơng có tia phản xạ tín hiệu thu Khi tia lazer chiếu qua điểm bề mặt đĩa khơng bị đốt cháy có tia phản xạ tín hiệu thu Tín hiệu đọc ngược với ghi việc cho qua tia phản xạ ma trận Diode đổi thành cổng đảo tín hiệu đảo lại tín hiệu điện, sau khuếch đại xử lý ta thu tín hiệu Câu : RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks Redundant Arrays of Independent 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 Theo RAB RAID chia thành cấp độ (level), cấp độ có tính riêng, hầu hết chúng xây dựng từ hai cấp độ RAID RAID RAID RAID cần ổ đĩa (có thể sử dụng ổ đĩa) Tổng quát ta có n đĩa (n >= 2) đĩa loại Dữ liệu chia nhiều phần Ví dụ ta dùng 02 ổ cứng 80GB hệ thống đĩa 160GB Ưu điểm: Tăng tốc độ đọc / ghi đĩa: đĩa cần phải đọc / ghi lượng liệu yêu cầu Lý thuyết tốc độ tăng n lần Nhược điểm: Tính an tồn thấp Nếu đĩa bị hư liệu tất đĩa cịn lại khơng cịn sử dụng Xác suất để liệu tăng n lần so với dùng ổ đĩa đơn RAID Đây dạng RAID có khả đảm bảo an tồn liệu Cũng giống RAID 0, RAID đòi hỏi hai đĩa cứng để làm việc Dữ liệu ghi vào ổ giống hệt (Mirroring) Trong trường hợp ổ bị trục trặc, ổ lại tiếp tục hoạt động bình thường Người dùng thay ổ đĩa bị hỏng mà lo lắng đến vấn đề thông tin thất lạc Đối với RAID 1, hiệu yếu tố hàng đầu nên chẳng có ngạc nhiên lựa chọn số cho người say mê tốc độ Tuy nhiên nhà quản trị mạng phải quản lý nhiều thơng tin quan trọng hệ thống RAID thứ thiếu Dung lượng cuối hệ thống RAID dung lượng ổ đơn (hai ổ 80GB chạy RAID cho hệ thống nhìn thấy ổ RAID 80GB) RAID Đây cấp độ RAID không sử dụng nhiều kỹ thuật "tiêu chuẩn" mirror, stripe và/hoặc parity (tính chẵn lẻ – liệu bổ sung sử dụng cho việc khôi phục) RAID sử dụng thứ tương tự stripe có parity, không giống cách dùng cấp độ RAID 3, 4, 5, 6, Dữ liệu RAID stripe cấp độ bit, phân bố qua nhiều ổ đĩa liệu ổ đĩa dự phòng Các bit dự phịng tính tốn mã Hamming, dạng Mã Sửa Lỗi (ECC – Error Correcting Code Error Checking & Correcting) Khi có hoạt động stripe liệu, mã tính tốn ghi với liệu lưu vào ổ đĩa ECC riêng biệt Khi có hoạt động đọc liệu, mã ECC đọc để xác nhận khơng có lỗi xảy kể từ lúc ghi liệu Nếu lỗi đơn xảy ra, sửa tức Cấp độ có khả chịu lỗi ổ đĩa RAID đòi hỏi điều khiển phức tạp, chuyên dụng đắt tiền Loại RAID sử dụng chi phí triển khai lớn (một hệ thống điển hình yêu cầu đến 10 ổ đĩa liệu, ổ đĩa ECC), có hiệu suất khơng cao (do stripe cấp độ bit) RAID RAID cải tiến RAID 0,có cung cấp chế khơi phục liệu, Parity dùng để khôi phục liệu phân bố đồng tất ổ đĩa cứng Giả sử liệu A phân tách thành phần A1, A2, A3 (Xem hình minh hoạ RAID 5), liệu chia thành phần chứa ổ đĩa cứng 0, 1, (giống RAID 0) Phần ổ đĩa cứng thứ chứa Parity (Ap) A1 A2 A3 để khôi phục liệu ổ đĩa cứng 0, 1, Dữ liệu B chia thành B1 B2 B3 Parity Bp, theo thứ tự B1 B2 B3 lưu trữ ổ 3, Bp lưu trữ ổ Các Parity lưu trữ ổ đĩa cứng RAID cho phép tối đa có ổ cứng bị chết thời điểm, có nhiều ổ cứng bị chết thời điểm toàn liệu coi hết RAID yêu cầu ổ cứng tham gia RAID phải có dung lượng Dung lượng xác cuối RAID tính cách: (Dung lượng ổ cứng) x [(Số lượng ổ cứng tham gia RAID) 1] Yêu cầu tối thiểu RAID có ổ đĩa cứng