Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 7: Bộ nhớ ngoài

Nội dung text: Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 7: Bộ nhớ ngoài

1. Chương 07 BỘ NHỚ NGOÀI
2. Nội dung A. Đĩa từ B. Đĩa quang C. Thẻ nhớ Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
3. A. Đĩa từ I. Cấu tạo đĩa cứng II. Các chuẩn giao diện kết nối ổ cứng Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
4. I. Cấu tạo đĩa cứng 1. Bộ khung 2. Đĩa từ 3. Trục quay 4. Đầu đọc/ghi 5. Cần di chuyển đầu đọc/ghi 6. Mạch điều khiển Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
5. 1. Bộ khung Rất quan trọng đối với hoạt động chính xác của ổ đĩa cứng, ảnh hưởng đến sự hợp nhất về cấu trúc, về nhiệt và về điện của ổ đĩa Khung cần phải cứng và tạo nên một cái nền vững chắc để lắp ráp các bộ phận khác Được chế tạo bằng nhôm đúc ở áp lực cao Đối với các ổ cứng loại nhỏ của máy tính xách tay thì dùng vỏ plastic Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
6. 2. Đĩa từ (Platter) Thường được cấu tạo bằng nhôm hoặc thủy tinh, trên bề mặt được phủ một lớp vật liệu từ tính là nơi chứa dữ liệu Đĩa có thể sử dụng một mặt hoặc hai mặt tùy vào nhà sản xuất Một ổ cứng có một hoặc nhiều đĩa từ xếp chồng lên nhau, gắn cố định trên một trục mô tơ quay Trong quá trình hoạt động, các đĩa từ quay với một tốc độ cao (5400 hoặc 7200 vòng/1 phút) Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
7. Cấu trúc bề mặt đĩa Track Các vòng tròn đồng tâm, phân bổ từ trục quay tới rìa đĩa Vị trí của track có thể thay đổi khi định dạng ổ đĩa cấp thấp Sector Mỗi track được chia thành nhiều cung, gọi là sector Là vùng chứa dữ liệu nhỏ nhất trên đĩa cứng Công nghệ hiện tại chia số lượng sector trên mỗi track bằng nhau nên dung lượng các sector trên track gần trục nhỏ hơn các sector trên track gần rìa đĩa Cylinder Tập hợp các track có cùng bán kính ở các mặt đĩa khác nhau Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
8. 3. Trục quay Trục quay có nhiệm vụ truyền chuyển động quay từ động cơ đến các đĩa từ Trục quay thường chế tạo bằng các vật liệu nhẹ và được chế tạo tuyệt đối chính xác để đảm bảo trọng tâm của chúng không được sai lệch Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
9. 4. Đầu đọc/ghi Đọc dữ liệu dưới dạng từ hoá trên bề mặt đĩa từ hoặc từ hoá lên các mặt đĩa khi ghi dữ liệu Số đầu đọc ghi luôn bằng số mặt hoạt động được của các đĩa cứng Các đầu đọc/ghi này được gắn vào các cánh tay kim loại dài điều khiển bằng các môtơ Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
10. 5. Cần di chuyển đầu đọc/ghi Ổ cứng “lắc” các đầu từ của mình qua lại theo một cung tròn để dịch chuyển từ mép đến tâm đĩa. Vị trí đầu từ được kiểm tra hiệu chỉnh để tránh sai lệch vị trí đọc/ghi dữ liệu Nhiều loại đĩa cứng sử dụng môtơ cuộn dây di động (voice coil motor: có kích thước nhỏ, nhẹ) để điều khiển chuyển động của đầu từ Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
11. 6. Mạch điều khiển Truyền tải tín hiệu điều khiển và dữ liệu Điều khiển sự dịch chuyển của đầu từ Thực hiện các thao tác đọc/ghi Ổn định tốc độ quay Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
12. II. Các chuẩn giao diện kết nối ổ cứng 1. PATA (IDE) 2. SATA (Serial ATA) 3. SCSI (Small Computer System Interface) 4. SAS (Serial attached SCSI) Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
13. 1. Chuẩn kết nối PATA (IDE) PATA: Parallel Advanced Technology Attachment Truyền dữ liệu song song 16 bit, có tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn phương pháp truyền nối tiếp nếu sử dụng cùng xung (clock) Nhược điểm là nhiễu do nhiều dây được sử dụng để truyền tải dữ liệu Loại cáp 80 dây có các dây nối đất ở giữa các dây truyền tín hiệu để giảm nhiễu Tốc độ truyền tải tối đa 133 MBps Kết nối tối đa được 4 thiết bị trên 1 cable Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
14. Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
15. 2. Chuẩn kết nối SATA (Serial ATA) Truyền dữ liệu 1 bit nối tiếp Có 2 đường dữ liệu Một đường truyền dữ liệu Một đường nhận dữ liệu Ít nhiễu, cho phép sử dụng xung (clock) rất cao Thay thế cho PATA Kết nối được 1 thiết bị trên 1 cable Tốc độ truyền tải 150 MBps, 300 MBps (SATA II) Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
16. 3. Chuẩn kết nối SCSI (Small Computer System Interface) Phát âm scuzzy Là chuẩn để kết nối máy tính với thiết bị ngoại vi Có thể kết nối từ 7 tới 15 thiết bị Truyền dữ liệu song song Có độ ổn định cao hơn ATA, thường được sử dụng cho server Tốc độ truyền tải 320 MBps (Ultra-320 SCSI) Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
17. 4. Chuẩn kết nối SAS (Serial attached SCSI) Truyền dữ liệu nối tiếp Hỗ trợ tới 16384 thiết bị Tốc độ truyền dữ liệu 150 hoặc 300 MBps Tương thích với chuẩn SATA Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
18. B. Đĩa quang (optical disc) I. Đặc điểm II. Cấu tạo III. Phân loại Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
19. I. Đặc điểm Sử dụng tính chất quang học để lưu trữ dữ liệu Dữ liệu trong đĩa quang không bị mất khi ngừng cung cấp điện Giới hạn về dung lượng nhưng lại có ưu điểm về kích thước và giá thành sản xuất Được sử dụng phổ biến trong việc ghi âm và phát hành video, lưu trữ chương trình và dữ liệu Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
20. Kích thước thông thường Đường kính 120mm Đường kính lỗ tâm 15mm Độ dày 1.5mm Phân loại Đĩa chỉ đọc Đĩa ca nhạc, phim, phần mềm, Đĩa ghi một lần Thường được ký hiệu là R(Recordable) Có thể ghi nhiều lần cho đến khi đĩa đầy Đĩa ghi nhiều lần Thường được ký hiệu là RW(rewritable) Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
21. II. Cấu tạo Các track là các vòng tròn hở nối tiếp nhau theo hình xoắn trôn ốc từ trong ra ngoài Mỗi track gồm nhiều Land: phản xạ ánh sáng Pit: khuyếch tán ánh sáng Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
22. Cấu tạo chung Lớp nhãn đĩa (chỉ có ở loại đĩa quang một mặt) Lớp phủ chống xước (chỉ có ở loại đĩa quang một mặt) Lớp bảo vệ tia tử ngoại Lớp chứa dữ liệu Lớp polycarbonat trong suốt (phía bề mặt làm việc) Đối với loại đĩa quang ghi dữ liệu ở cả hai mặt, các lớp được bố trí đối xứng nhau để đảm bảo ghi dữ liệu ở cả hai mặt đĩa Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
23. III. Phân loại 1. Đĩa CD (Compact Disc) 2. Đĩa DVD (Digital Versatile Disc) 3. Đĩa HD DVD (High-Definition/Density DVD) 4. Đĩa Blu-ray Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
24. 1. Đĩa CD (Compact Disc) Ban đầu được thiết kế để ghi âm (Audio CD) Sau này được dùng để lưu trữ video (VCD, SVCD) và dữ liệu (CD ROM) Phân loại theo kích thước CD chuẩn Đường kính 120mm Dung lượng 700MB Mini CD Đường kính 60-80mm Dung lượng nhỏ hơn đĩa CD thông thường Tốc độ truyền dữ liệu 1x là 1.23 Mbps Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
25. 2. Đĩa DVD (Digital Versatile Disc) Thường dùng để lưu trữ video và dữ liệu Có dung lượng lớn hơn đĩa CD Sử dụng tia laser có bước sóng ngắn hơn nên thu hẹp độ rộng của pit và thu hẹp khoảng cách giữa các track Tốc độ truyền dữ liệu 1x là 10.5 Mbps Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
26. Các loại thường dùng DVD-5: 4.7GB DVD-9: 8.5GB DVD-10: 9.4GB DVD-18: 17.1GB Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
27. 3. HD DVD (High-Definition/Density DVD) Dùng tia laser màu xanh có bước sóng ngắn để đọc/ghi thông tin vào đĩa Dùng để lưu trữ dữ liệu và video chất lượng cao Dung lượng của một lớp trên một mặt 12cm là 15GB Không còn được sản xuất từ 2/2008 Tốc độ truyền dữ liệu 1x là 36 Mbps Phát triển bởi Toshiba Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
28. 4. Đĩa Blu-ray Dùng tia laser màu xanh lam có bước sóng ngắn để đọc/ghi thông tin vào đĩa Dùng để lưu trữ dữ liệu và video chất lượng cao Được nhóm Blu-ray Disc Association phát triển, gồm nhiều công ty sản xuất đĩa, thiết bị điện tử và máy tính (Do Sony đứng đầu) Dung lượng một lớp 12cm là 25GB Tốc độ truyền dữ liệu 1x là 36 Mbps Bề mặt được phủ một lớp Durabis Chống bụi, trầy xước và dấu tay Có thể lau bằng khăn mà không gây hư hại Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính
29. Tài liệu tham khảo Website: Đĩa từ Đĩa quang Trường Cao Đẳng Nghề Sài Gòn Bộ môn: Kiến Trúc Máy Tính