Main memory
2.3.mềm (FDD)
Cùng với sự xuất hiện của máy tắnh cá nhân thì một vấn ựề nan giải cũng xuất hiện. đó là làm thế nào ựể phổ biến những chương trình ứng dụng ựến người dùng? ựể giải quyết vấn ựề này, ựầu tiên con người ựã phát minh ra ựĩa mềm (floppy disk)(hình 2.7).
Hình 2.7. ổ ựĩa FDD
Hãng IBM ựã nghĩ ra công nghệ này ựầu tiên. ổ ựĩa mềm bao gồm phần cơ khắ và phần ựiện tử ựiều khiển tự ựộng cũng như bộ phận ựọc/ghi và giải mã. Ổ ựĩa phải ựảm bảo ựộ quay chắnh xác (300 hoặc 360 vòng/phút với sai số 1 ựến 2%). Khả năng ựịnh vị của ựầu từ cũng rất chắnh xác ựến vài micromet chỉ trong thời gian vài miligiây rất ngắn. đĩa mềm có các tắnh chất chung rất giống với HDD. điểm khác nhau ựặc biệt là ựầu từ của HDD di chuyển trên
bề mặt ựĩa nhờ một ựệm không khắ, trong khi trên ựĩa mềm thì ựầu từ trực tiếp trượt trên bề mặt ựĩa. Kết quả là cả ựầu từ và ựĩa bị ma sát làm cho nhanh chóng bị hỏng. Chắnh vì thế nên khi không có ựòi hỏi ựọc/ghi lên ựĩa thì ựầu từ ựược cất ựi và ựĩa dừng lại không quay như trong trường hợp HDD. điều này làm ảnh hưởng lớn ựến tốc ựộ của ựĩa vì phải mất một khoảng thời gian ựể kắch hoạt ựĩa quay trở lại khi cần thiết.
Có 2 loại ựĩa mềm: 5,25 inch và 3,5 inch. Cả hai ựều có thể tắch hợp mật ựộ ghi thấp (Low Density - LD), hoặc cao (High Density - HD). Những thông số chắnh của 4 loại ựĩa mềm ựưa ra trong bảng 2.2.
đặc tắnh LD 5,25 HD 5,25 LD 3,5 HD 3,5
Kắnh thước 5,25 5,25 3,5 3,5
Dung lượng 360Kbyte 1,2 MB 720 Kbyte 1,44MB Số ựường 40 80 80 80 Số sector trong 1 ựường 9 15 9 18 Số ựầu ựọc 2 2 2 2 Số vòng quay/ 1 phút 300 300 300 300 Tốc ựộ truyền dữ liệu Kbit/s 250 500 250 500 Bảng 2.2. Các ựặc tắnh của ựĩa mềm 2.4. Ổ cứng (HDD)
Nguyên tắc hoạt ựộng của ựĩa cứng (hình 2.8) hoàn toàn tương tự ựĩa mềm. Điểm khác nhau căn bản là ựĩa cứng ựược cài ựặt ngay trong ổ ựĩa, có cấu tạo bền và có dung lượng lưu trữ lớn hơn nhiều so với ựĩa mềm.
Hình 2.8. Bên ngoài và bên trong HDD
Đĩa cứng ựược làm từ vật liệu nền cứng như nhôm, thủy tinh hay gốm. Lớp vật liệu nền ựược phủ một lớp tiếp xúc bám (nickel) phắa trên lớp tiếp xúc bám là màng từ lưu trữ dữ liệu (Cobalt). Bề mặt trên cùng ựược phủ một lớp chống ma sát (graphit hay saphia ). Do cấu tạo cơ học bền, ựĩa cứng có thể quay với tốc ựộ lớn (7200 vòng/phút), nhanh gấp 20 lần ựĩa mềm. Một ổ ựĩa cứng thường có hai hay nhiều ựĩa. Tốc ựộ máy nhập ựĩa cứng nhanh hơn nhiều lần so với ựĩa mềm, thời gian truy nhập ựược phân loại như sau:
- Chậm: t > 40ms,
- Trung bình: 28ms < t < 40ms. - Nhanh: 18ms < t <28ms. - Cực nhanh: t < 18ms.
Mật ựộ lưu trữ trên ựĩa cứng rất lớn ( 10000 bit/inch), vì thế vật liệu từ như ôxyt sắt không dùng ựược cho ựĩa cứng và ựược thay thế bởi một lớp kim loại từ như cobalt hay Nicken. Các ổ ựĩa cứng hiện ựại ngày nay có mật ựộ thông tin vào khoảng 100 ựến 300 Mbit trong một inch vuông. Hai yếu tố quan trọng quyết ựịnh ựến mật ựộ lưu trữ cao là:
- Cấu trúc hạt của vật liệu từ thật nhỏ,
- Bề mặt ựĩa thật phẳng ựể giữ khoảng cách giữa ựầu ựọc và mặt ựĩa tại giá trị tối thiểu.
Khác với ựĩa mềm, do tốc ựộ quay nhanh, ựầu ựọc/ghi không ựược tiếp xúc với bề mặt ựĩa cứng. Đầu ựọc ựược giữ cách xa mặt ựĩa qua một lớp ựệm không khắ. Lớp ựệm không khắ này ựược hình thành khi dĩa quay với tốc ựộ cao.
Khoảng cách giữa ựầu từ và mặt ựĩa chỉ vào khoảng vài micrômét, nhỏ hơn rất nhiều một hạt bụi khói trung bình. Vì thế phắa bên trong ổ ựĩa cứng cần ựược giữ thật sạch. Người sử dụng không ựược phép mở ổ ựĩa trong môi trường bình thường. Để sản xuất hoặc sửa chữa ựĩa cứng người ta cần ựến môi trường siêu sạch như thường gặp trong công nghiệp vi ựiện tử.
HDD ựựơc làm từ một hay nhiều ựĩa nhôm (platter) với một lớp từ (hình 2.9). Ban ựầu nó có kắch thước 50cm, còn bây giờ từ 3 ựến 12 cm, còn ở máy sách tay thì nhỏ hơn 3cm, kắch thước này vẫn ngày càng ựược thu nhỏ. Mỗi platter ựược chia thành từng rãnh (track), mỗi rãnh lại ựược chia thành từng sector.
Hình 2.9. Cấu tạo HDD
Khi mua ựĩa cứng ta cần xem xét các thông số chắnh:
- Tốc ựộ quay: hiện nay thông dụng loại 7200 vòng/1 phút (loại chậm hơn - 5400 vòng hoặc 3600 vòng)
- Dung lượng: đối với máy tắnh ựể bàn thì thông dụng loại 80-160 GB, tuy nhiên nếu muốn lưu trữ thông tin nhiều thì có thể dùng ổ > 200GB (loại 250 GB hiện nay cũng ựang bán rất chạy)
- Tốc ựộ ựọc/ghi: tắnh bằng MB/s, ngày nay khoảng trên 12MB/s
Vắ dụ những thông số chắnh của 1 ựĩa cứng như trong bảng 2.3.
Bảng 2.3. Các thông số cơ bản của HDD
Intergrated Drive Electronics (IDE): giao diện bộ ựiều khiển ổ cứng kết hợp với bộ ựiều khiển ựiện tử trên board của ổ cứng. Giao tiếp EIDE là một phát triển gần nhất của IDE.
Small Computer System Interface (SCSI):. Là một loại chuẩn giao tiếp thường ựược dùng ựể kết nối PC ựến thiết bị khác như là ổ cứng, máy in, scanner và CD-ROM.
Serial ATA (SATA) là một bước phát triển của giao diện lưu trữ vật lý song song ATA, thay thế cáp chuẩn 40 sợi và ựầu kết nối IDE thành cáp 7 sợi và ựầu kết nối SATA. HDD SATA có tốc ựộ truyền dữ liệu rất cao (hiện nay là 150 Mbyte/s và còn sẽ ựược nâng lên cao hơn nữa) và có giá cũng tương ựương với HDD IDE.