. Các phƣơng pháp ánh xạ cache a) Ánh xạ tr c tiếp
5.4.nhớ ngoài Tổng quan
c) Ánh xạ liên kết thành bộ
5.4.nhớ ngoài Tổng quan
5.4. . Tổng quan
Bộ nhớ chính bằng vật liệu bán dẫn không thể lưu trữ một khối lượng rất lớn dữ liệu nên cần phải có thêm các thiết bị nhớ bên ngoài như băng giấy đục lỗ, băng cassette, trống từ, đĩa từ, đĩa quang, … Các thiết bị lưu trữ này còn được gọi là bộ nhớ khối (mass storage). Thiết bị nhớ khối thông dụng nhất là đĩa từ. Đĩa từ là một tấm đĩa tròn, mỏng làm bằng chất dẻo, thủy tinh cứng hay kim loại cứng, trên đó có phủ một lớp bột từ tính oxide sắt từ. Đĩa từ sử dụng kỹ thuật ghi từ để lưu trữ dữ liệu. Khi đã ghi dữ liệu trên đĩa, dữ liệu có thể tồn tại khi không còn nguồn cung cấp và cũng có khả năng xóa đi, thay thế bằng dữ liệu mới.
Về cơ bản, các thiết bị từ tính thực hiện các thao tác như sau: Ghi dữ liệu:
o Các đầu đọc/ghi - thực chất là các nam châm điện sẽ ghi thông tin lên mặt đĩa bằng cách tạo ra các xung điện làm biến đổi bề mặt từ tính o Do sự thay đổi từ trường, các phần tử ở dưới đầu đọc ghi sẽ được sắp
xếp lại theo một quy tắc nào đó Đọc dữ liệu
o Quá trình đọc sẽ thực hiện cảm nhận mẫu từ tính ở bề mặt và biến đổi chúng thành các xung điện
Hình bên mô tả một vùng đĩa được ghi dữ liệu (bên phải) và vùng đĩa chưa được từ
Mô tả việc ghi và đọc trên đĩa từ:
.4. . Đ a mềm
Đĩa mềm gồm một đĩa từ bằng nhựa dẻo được bảo vệ bằng một bao giấy hay nhựa cứng. Trên bao có khoét một lỗ dài cho phép đầu đọc của ổ đĩa có thể tiếp xúc với mặt đĩa để đọc/ghi dữ liệu. Có 2 loại đĩa mềm: đường kính 5.25 inch (hầu như không còn sử dụng) và đường kính 3.5 inch (chỉ dùng dung lượng 1.44 MB).
Mỗi đĩa mềm được tổ chức thành các đơn vị sau:
Track (rãnh từ): là vùng đường tròn đồng tâm lưu trữ dữ liệu. Mật độ ghi dữ liệu tính bằng đơn vị track/inch. Track được đánh số bắt đầu từ 0 kể từ vòng ngoài vào.
Sector (cung từ): mỗt track sẽ được chia thành nhiều sector, mỗi sector chứa 512 byte dữ liệu. Số sector/track tùy thuộc vào từng loại đĩa (từ 8 ÷ 36). Sector được đánh số từ 1.
Cluster (liên cung): là một nhóm gồm 2, 4 hay 8 sector. Thông thường vứi đĩa mềm thì 1 cluster = 1 sector.
Dung lượng đĩa mềm = số track × số sector/track × số mặt × 512 byte
Loại đ a Dung lƣ ng Sốtrack Sốsector track Tổng sốsector Track/inch 5.25 SS/SD 160KB 40 8 320 48 5.25 SS/DD 180KB 40 9 360 48 5.25 DS/DD 320KB 40 8 640 48 5.25 DS/DD 360KB 40 9 720 48 5.25 DS/HD 1.2MB 80 15 2400 48 3.5 DS/DD 720KB 80 9 1440 135 3.5 DS/HD 1.44MB 80 18 2880 270 3.5 DS/ED 2.88MB 80 36 5760 540
SS: Single Side DS: Double Side SD: Single Density DD: Double Density HD: High Density ED: Extra High Density
Chương trình định dạng đĩa mềm (format) cho phép tạo ra các track và sector trên đĩa. Ngoài 512 byte dữ liệu, các track và sector còn chứa các byte lưu trữ thông tin dùng cho mục đích định vị và đồng bộ.
.4. . Đ a cứng
Đĩa cứng gồm một hay nhiều đĩa từ bằng kim loại hay nhựa cứng được xếp thành một chồng theo một trục đứng và được đặt trong một hộp kín. Dung lượng đĩa cứng lớn hơn nhiều so với đĩa mềm. Ổ đĩa cứng có nhiều đầu từ, các đầu từ này gắn
trên một cần truy xuất và di chuyển thành một khối. Khi đĩa quay, đầu từ không chạm vào mặt đĩa mà càch một lớp đệm không khí. Khoảng cách giữa mặt đĩa và đầu từ tùy theo tốc độ quay và mật độ ghi dữ liệu của đĩa và rất nhỏ so với kích thước đĩa (khoảng 0.3 µm).
Đĩa cứng cũng được phân thành các đơn vị vật lý như đĩa mềm. Ngoài ra, nó còn một khái niệm nữa là cylinder. Cylinder là vị trí của đầu từ khi di chuyển trên các mặt tạo thành một hình trụ, đó là một chồng các track xếp nằm lên nhau đối với một vị trí đầu từ.
Dung lượng đĩa cứng = số head × số cylinder × số sector/track × số mặt × 512 byte
Tốc độ quay của đĩa cứng là 3600 vòng/phút, 6800v/p, 7200v/p,… nên thời gian truy xuất của đĩa cứng nhanh hơn đĩa mềm nhiều. Thời gian truy xuất dữ liệu
(data access time) là một thông số quan trọng của đĩa cứng, bao gồm thời gian tìm
kiếm (seek time), thời gian chuyển đầu từ (head switch time) và thời gian quay trễ
(rotational latency). Thời gian tìm kiếm là thời gian chuyển đầu từ từ một track này sang track khác. Thời gian chuyển đầu từ là thời gian chuyển giữa hai trong số các
đầu từ khi đọc hay ghi dữ liệu. Thời gian quay trễ là thời gian tính từ khi đầu từ được đặt trên một track cho đến khi tới được sector mong muốn.
Tổ chức logic của đ a mềm và đ a cứng a) Tổ chức đ a mềm:
Trong đó:
- Partition Boot Sector: Chứa bảng tham số đĩa bao gồm thông tin về cấu hình đĩa, kích thước,…, và loại HĐH được cài đặt. Mã lệnh khởi động mồi bắt đầu cho hệ điều hành cũng được lưu ở đây. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- FAT1, FAT2: Bảng cấp phát và định vị file, thông tin chỉ mục giúp hệ điều hành có thể truy xuất chính xác đến file. Đồng thời qua bảng thông tin này HĐH cũng xác định được dung lượng còn trống trên đĩa hoặc dánh dấu các vị trí BAD trên đĩa.
- Root Folder: Bảng thư mục gốc giống như bẳng thư mục của một cuốn sách mà chúng ta vẫn đọc,lưu trữ thông tin liên quan đến file hoặc thư mục như tên, ngày giờ tạo lập, thuộc tính file hoặc thư mục.
- Other file or folder: Nơi lưu trữ thông tin thực sự của các file hoặc các thư mục con.