1 .Các thiết bị nhớ trên vật liệu từ
1.1Đĩa từ (đĩa cứng, đĩa mềm)
Dù rằng công nghệ mới không ngừng phát minh nhiều loại bộ phận lưu trữ một lượng thông tin lớn nhưng đĩa từ vẫn giữ vị trí quan trọng từ năm 1965. Đĩa từ có hai nhiệm vụ trong máy tính.
- Lưu trữ dài hạn các tập tin.
- Thiết lập một cấp bộ nhớ bên dưới bộ nhớ trong để làm bộ nhớ ảo lúc chạy
chương trình.
Do đĩa mềm dần được các thiết bị lưu trữ khác có các tính năng ưu việt hơn nên chúng ta khơng xét đến thiết bị này trong chương trình mà chỉ nói đến đĩa cứng.
Trong giáo trình này mô tả một cách khái quát cấu tạo, cách vận hành cũng như đề cập đến các tính chất quan trọng của đĩa cứng.
Một đĩa cứng chứa nhiều lớp đĩa (từ 1 đến 4) quay quanh một trục khoảng
được phủ một chất từ tính (Hình 5.1). Đường kính của đĩa thay đổi từ 1,3 inch đến 8 inch. Mỗi mặt của một lớp đĩa được chia thành nhiều đường trịn đồng trục gọi là
rãnh (Track). Thơng thường mỗi mặt của một lớp đĩa có từ 10.000 đến gần 30.000 rãnh. Mỗi rãnh được chia thành nhiều cung (sector) dùng chứa thơng tin. Một rãnh có thể chứa từ 64 đến 800 cung. Cung là đơn vị nhỏ nhất mà máy tính có thể đọc hoặc viết (thơng thường khoảng 512 bytes). Chuỗi thông tin ghi trên mỗi cung gồm có: số thứ tự của cung, một khoảng trống, số liệu của cung đó bao gồm cả các mã sửa lỗi, một khoảng trống, số thứ tự của cung tiếp theo.
Số sector trên các track là khác nhau từ phần rìa đĩa vào đến vùng tâm đĩa, các
ổ đĩa cứng đềuchia ra hơn 10 vùng mà trong mỗi vùng có số sector/track bằng nhau.
Với kỹ thuật ghi mật độ không đều, tất cả các rãnh đều có cùng một số cung, điều này làm cho các cung dài hơn ở các rãnh xa trục quay có mật độ ghi thông tin thấp hơn mật độ ghi trên các cung nằm gần trục quay.
Hình 5.1: Cấu tạo của một đĩa cứng
Với công nghệ ghi với mật độ đều, người ta cho ghi nhiều thông tin hơn ở
các rãnh xa trục quay. Công nghệ ghi này ngày càng được dùng nhiều với sự ra đời của các chuẩn giao diện thông minh như chuẩn SCSI.
Mật độ ghi đều Mật độ ghi khơng đều
Hình 5.2: Mật độ ghi dữ liệu trên các loại đĩa cứng
Để đọc hoặc ghi thông tin vào một cung, ta dùng một đầu đọc ghi di động áp vào mỗi mặt của mỗi lớp đĩa. Các đầu đọc/ghi này được gắn chặt vào một thanh làm cho chúng cùng di chuyển trên một đường bán kính của mỗi lớp đĩa và như thế tất cả các đầu này đều ở trên những rãnh có cùng bán kính của các lớp đĩa. Từ “trụ“
(cylinder) được dùng để gọi tất cả các rãnh của các lớp đĩa có cùng bán kính và nằm
trên một hình trụ. Người ta luôn muốn đọc nhanh đĩa từ nên thông thường ổ đĩa đọc
nhiều hơn số dữ liệu cần đọc; người ta nói đây là cách đọc trước. Để quản lý các phức tạp khi kết nối (hoặc ngưng kết nối) lúc đọc (hoặc ghi) thông tin, và việc đọc
trước, ổ đĩa cần có bộđiều khiển đĩa.
Cơng nghiệp chế tạo đĩa từ tập trung vào việc nâng cao dung lượng của đĩa
Bảng 5.1: Thông số kỹ thuật của đĩa cứng