Bài giảng Nhập môn tin học - Chương 8: Thiết bị lưu trữ thứ cấp (Secondary Storage Devices)

Nội dung text: Bài giảng Nhập môn tin học - Chương 8: Thiết bị lưu trữ thứ cấp (Secondary Storage Devices)

1. Chương 8 THIẾT BỊ LƯU TRỮ THỨ CẤP Secondary Storage Devices
2. Nội dung 8.1. Truy cập tuần tự và ngẫu nhiên 8.2. Băng từ 8.3. Đĩa từ 8.4. Đĩa quang 8.5. Đĩa quang từ 8.6. Thiết bị lưu trữ tập tin lớn 8.7. Một số khái niệm liên quan 2
3. Giới Thiệu Đặc điểm: • Dung lượng hạn chế • Dữ liệu bị xóa khi tắt máy Các thiết bị nhớ thứ cấp 3
4. Truy cập tuần tự - Sequence Access • Truy cập tuần tự là thông tin được truy cập một cách tuần tự. • Truy cập tuần tự thích hợp cho các chương trình ứng dụng như tạo ra các phiếu trả lương hàng tháng, hoặc các hóa đơn tiền điện hàng tháng, , • Ví dụ: Nếu 10 bài hát được ghi lưu trữ theo thứ tự từ 1 đến 10 (mỗi bài hát là một mẫu tin). Bạn muốn truy cập bài hát thứ 8, bạn phải truy cập 7 bài hát trước đó. • Nhược điểm thời gian truy xuất lâu. 4
5. Truy cập ngẫu nhiên – Random Access • Truy cập ngẫu nhiên là tất cả các thông tin được truy cập một cách trực tiếp tại bất kỳ vị trí nào • Ví dụ: Nếu 10 bài hát được ghi lưu trữ theo thứ tự từ 1 đến 10 (mỗi bài hát là một mẫu tin). Bạn muốn truy cập bài hát nào, bạn chỉ cần truy cập đến bài hát đó. • Ưu: Thời gian truy xuất nhanh 5
6. Băng từ - Magnetic Tape • Băng từ là một trong những thiết bị lưu trữ phụ lâu đời nhất. • Dùng để lưu trữ : – Dữ liệu lớn, được truy xuất và xử lý một cách tuần tự – Dữ liệu không được sử dụng thường xuyên. – Ít sử dụng. 6
7. Băng từ - Magnetic Tape • Băng từ là một dải ruy băng nhựa có chiều rộng là ½ inch hoặc ¼ inch và chiều dài là 50 đến 2400 feet. • Được bọc bởi một chất từ hoá như ôxit sắt hay crôm diôxit. • Dữ liệu được ghi lên dải băng ở dạng từ hoá nhỏ không thể thấy được và không có những dấu vết từ trên bề mặt của dải băng. • Dải ruy băng được chứa trong các cuộn hay một hộp chứa nhỏ hoặc băng cassette. 7
8. Nguyên lý hoạt động của Băng từ 1) Cấu trúc lưu trữ 2) Dung lượng lưu trữ 3) Tỷ lệ truyền dữ liệu 4) Ổ đĩa băng 5) Bộ điều khiển băng 6) Các loại băng từ 8
9. Cấu trúc lưu trữ Dải băng của băng từ được chia thành các cột gọi là khung và các hàng ngang được gọi là kênh hoặc rãnh 9
10. Cấu trúc lưu trữ Ghi dữ liệu trong băng từ 9 rãnh sử dụng 8 bit định dạng mã EBCDIC. 10
11. Cấu trúc lưu trữ • Các bản ghi lưu trữ trên các băng có thể bị thay đổi chiều dài. • Nếu một băng chứa số lượng lớn các bản ghi rất ngắn thì hơn một nửa băng có thể không được sử dụng, và băng điều khiển I/O rất chậm và bị gián đoạn thường xuyên trong suốt quá trình I/O. • Các bản ghi tập hợp lại trong các khối gồm hai hay nhiều bản ghi, được tách rời bởi một rãnh inter- block(IBG). 11
12. Cấu trúc lưu trữ • Khối giúp cho băng điều khiển I/O nhanh hơn. • Khối cho phép thêm vào những bản ghi được cấp phát với mỗi quá trình “đọc” hoặc “ghi”. • Hoạt động đọc: tất cả bản ghi dữ liệu giữa những IBG gần kề được đọc vào bộ nhớ chính của hệ thống máy tính để xử lý. • Hoạt động “ghi”: toàn bộ một khối bản ghi được phát đi từ bộ nhớ chính đến ổ đĩa băng. Sau đó một khối dữ liệu và một IBG được ghi lên trên băng. 12
13. Cấu trúc lưu trữ Tổ chức dữ liệu trên một băng từ với nhãn đầu và nhãn đuôi tập tin Tổ chức dữ liệu trên một băng từ cùng với dấu hiệu đầu và kết thúc băng và nhãn đầu băng 13
14. Cấu trúc lưu trữ Khái niệm một khối Tổ chức dữ liệu trên một băng từ với nhãn đầu và nhãn đuôi tập tin 14
15. Dung lượng lưu trữ Dung lượng lưu trữ của băng = mật độ bản ghi dữ liệu * chiều dài băng • Mật độ bản ghi dữ liệu là lượng dữ liệu có thể được lưu trên một đoạn cho trước của băng. • Đo lường bằng bytes/inch(bpi), hoặc số byte (kí tự) 15
16. Tỷ lệ truyền dữ liệu • Tỷ lệ truyền dữ liệu xác định số kí tự/giây được truyền đến bộ lưu trữ chính từ băng. • Tỷ lệ này được xác định bằng số byte mỗi giây(bps). • Giá trị của nó phụ thuộc vào mật độ bản ghi dữ liệu và tốc độ cùng với băng di động nằm dưới đầu đọc/ghi. • Một băng có mật độ bản ghi 77.000 bpi và bộ điều khiển có tốc độ băng 100 inch mỗi giây, sẽ có một tỷ lệ truyền dữ liệu 77.000*100 = 77.00.000 byte hoặc 7.7 MB mỗi giây. 16
17. Ổ đĩa băng • Ổ đĩa băng từ được dùng cho việc lưu trữ và tìm dữ liệu lưu trữ trên băng từ. • Ổ đĩa băng từ có đầu đọc/ghi như dải ruybăng chạy dưới đầu đọc/ghi, dữ liệu chỉ có thể được đọc và chuyển đến bộ lưu trữ chính và được ghi lên băng bởi các lệnh gửi đến ổ đĩa từ. • Đọc và ghi dùng với các ổ đĩa từ • Dữ liệu cũ trên băng sẽ được xoá tự động lúc dữ liệu mới được ghi vào vùng tương ứng. 17
18. Bộ điều khiển băng Những lệnh hỗ trợ bởi một bộ điều khiển băng là : • Read đọc một khối dữ liệu • Write ghi một khối dữ liệu • Write tape header label để cập nhật nội dung của nhãn đầu băng. • Erase tape xoá dữ liệu đã ghi trên một băng. • Back space one block tua lại băng đến phần đầu của khối liền trước. • Forward space one block chuyển băng tới phần đầu của khối kế tiếp • Back space one file tua lại băng đến phần đầu của tập tin liền trước • Forward space one file chuyển băng tới phần đầu của tập tin kế tiếp • Rewind tua lại hoàn toàn băng • Unload giải phóng khỏi sự kìm kẹp của ổ đĩa từ. 18
19. Các loại băng từ 1. Cuộn băng ½- inch 2. Hộp chứa băng ½ -inch 3. Thiết bị băng xuất ¼ -inch 4. Băng âm thanh kĩ thuật số 4-mm 19
20. Thuận lợi và hạn chế của băng từ Thuận lợi 1. Dung lượng lưu trữ của chúng gần như vô tận. 2. Những cuộn băng, hộp băng và mật độ các bản ghi lớn với giá rẻ, giá mỗi bít lưu trữ rất thấp đối với băng từ. Các băng có thể xoá đi và dùng lại nhiều lần. 3. Kích thước gọn, dễ cầm và cất giữ, dễ di chuyển dữ liệu và chương trình từ máy tính này đến máy tính khác mà không cần kết nối chúng với nhau 4. Có thể lưu dữ liệu lớn 5. Nhà cung cấp có thể bán hoặc cập nhật lại phần mềm bằng những băng từ. 20
21. Thuận lợi và hạn chế của băng từ Hạn chế • Không thích hợp cho việc lưu trữ những dữ liệu cần đến thường xuyên để có được truy xuất ngẫu nhiên. • Phải được cất giữ trong môi trường không có bụi bẩn, nhiệt độ và độ ẩm được điều chỉnh thích hợp • Nên gán nhãn trên một băng 21
22. Đĩa từ - Magnetic Disk • Truy xuất theo dạng truy xuất ngẫu nhiên. • Đĩa từ là một đĩa/tấm mỏng tròn làm bằng kim loại hoặc chất dẻo được bọc cả hai mặt bằng chất từ hoá là ôxit sắt. 22
23. Đĩa từ - Magnetic Disk • Dữ liệu được ghi lên đĩa ở dạng từ hoá không thể thấy được và không có những dấu vết từ trên bề mặt của đĩa. • Sử dụng 8-bit EBCDIC để ghi dữ liệu. • Dữ liệu lưu trên đĩa từ cũng có thể được xoá và dùng lại vô hạn định. Dữ liệu cũ trên đĩa được xoá tự động khi dữ liệu mới được ghi vào vùng tương ứng. • Thông tin lưu trữ có thể được đọc nhiều lần mà không ảnh hưởng đến việc lưu trữ dữ liệu. 23
24. Nguyên lý hoạt động của Đĩa từ 1) Cấu trúc lưu trữ 2) Dung lượng lưu trữ 3) Cơ chế truy cập 4) Thời gian truy cập 5) Ổ đĩa 6) Các loại đĩa từ 24
25. Cấu trúc lưu trữ • Bề mặt của đĩa bị chia thành những đường tròn đồng tâm không thể thấy được gọi là rãnh (track). • Các rãnh được đánh số liên tiếp từ ngoài vào trong bắt đầu từ 0. • Mỗi track được chia nhỏ hơn nữa thành các sector. • Một sector chứa 512 byte. • Ổ đĩa được thiết kế để truy cập (đọc/ghi) chỉ toàn bộ các sector tại một thời điểm. Nếu máy tính cần phải thay đổi một byte trong 512 byte lưu trữ trên một sector, nó sẽ ghi đè lại toàn bộ sector. 25
26. Cấu trúc lưu trữ Các rãnh trên đĩa. Các sector của đĩa có không gian khác nhau Phương pháp phân vùng đĩa trong đó tất cả các sector chiếm 26 khoảng không gian như nhau.
27. Cấu trúc lưu trữ • Kích thước của sector không nên quá nhỏ, nếu không kích thước của bảng ánh xạ được sử dụng để lập bản đồ địa chỉ đĩa để ghi lại dữ liệu sẽ trở nên quá lớn. • Trong hệ điều hành DOS kết hợp của hai hay nhiều sector để tạo thành một nhóm (cluster). • Cluster có kích thước khác nhau, tùy thuộc vào kích thước và các loại đĩa, nhưng chúng có thể khoảng từ 2 đến 64 sector mỗi cluster. 27
28. Cấu trúc lưu trữ • Cluster có thể dẫn đến những lãng phí về dung lượng đĩa so với sector. • Cluster ít chi phí quản lý cho việc tạo ánh xạ các dữ liệu ghi vào vị trí vật lý của đĩa hơn sector. • Các track tương ứng trên tất cả các bản ghi trên bề mặt của một đĩa gói lại với nhau tạo thành một cylinder giúp việc truy cập dữ liệu nhanh hơn 28
29. Cấu trúc lưu trữ Đĩa pack có 4 phiến đĩa. Mặt trên cùng của phiến đĩa trên cùng và mặt dưới cùng của phiến đĩa ở dưới cùng không được sử dụng. Vì vậy chỉ có 6 mặt được sử dụng được đánh số 0,1,2,3,4 và 5. Một tập các track tương ứng trên tất cả 6 mặt gọi là một cylinder. 29
30. Dung lượng lưu trữ • Khả năng lưu trữ của một hệ thống đĩa phụ thuộc vào những điều sau đây: 1. Số lượng của các bề mặt ghi. 2. Số track mỗi mặt. 3. Số sector trên mỗi track. 4. Số byte trên mỗi sector. 30
31. Dung lượng lưu trữ • Khả năng lưu trữ của một đĩa hệ thống = Số lượng các mặt ghi x Số track trên mỗi mặt x Số sector trên mỗi track x Số byte trên mỗi sector 31
32. Dung lượng lưu trữ Ví dụ: 1 disk pack có 10 đĩa plate, mỗi đĩa có 2655 track, mỗi track có 125 sector, và mỗi sector có thể lưu trữ 512 byte. Do disk pack có 10 đĩa plate, nên nó sẽ có 18 bản ghi bề mặt (ngoại trừ trên các bề mặt trên cùng của đĩa cao nhất và bề mặt thấp hơn của đĩa ở dưới cùng). Vì vậy dung lượng của disk pack này sẽ là = 18 x 2655 x 125 x 512 = 3,05,85,60000 bytes = 3 x 109 byte = 3 GB (3 GIGA Bytes). Một hệ thống đĩa với 3 GB dung lượng có thể lưu 3 tỷ ký tự của thông tin. 32
33. Cơ chế truy cập • Dữ liệu được ghi lại trên track bởi sự quay tròn bề mặt đĩa và đọc từ bề mặt của đĩa bởi một hay nhiều đầu đọc/ghi. • Các track tạo thành 1 hình trụ (cylinder) xuyên suốt cả chồng đĩa. • Hầu hết các ổ đĩa có duy nhất một đầu đọc/ghi cho mỗi bề mặt đĩa. • Một số hệ thống đĩa nhanh hơn do sử dụng nhiều đầu đọc trên mỗi cánh tay truy cập giúp một số lượng các track liền kề xảy ra cùng một lúc. 33
34. Cơ chế truy cập Đọc theo đoạn cắt ngang của một hệ thống đĩa. Có một đầu đọc/ghi trên mỗi đầu bản ghi bề mặt. 34
35. Thời gian truy cập • Thời gian truy cập là thời gian máy tính tạo ra một yêu cầu chuyển dữ liệu từ hệ thống đĩa sang bộ lưu trữ chính và ngay lập tức các hoạt động này được hoàn tất. • Để truy cập thông tin lưu trữ trên đĩa, địa chỉ đĩa của các dữ liệu được xác định dưới dạng của số bề mặt, số track/cylinder, và số sector. 35
36. Thời gian truy cập • Thời gian truy cập đĩa phụ thuộc vào ba tham số: – Thời gian tìm kiếm: Thời gian cần thiết để đầu đọc/ghi xác định vị trí của track. – Độ trễ (Thời gian luân chuyển): thời gian cần thiết để quay sector mong muốn nằm dưới đầu đọc – Tốc độ truyền: tốc độ mà dữ liệu được đọc từ đĩa hay ghi vào đĩa. 36
37. Định dạng đĩa • Định dạng là một trong những nhiệm vụ xử lý cơ bản bởi hệ điều hành của máy tính. • Đĩa nguyên (unformatted) được đặt vào trong ổ đĩa, đầu đọc/ghi của ổ đĩa đặt theo mô hình đĩa từ trên bề mặt của đĩa. • Các mô hình cho phép ổ đĩa tổ chức và lưu trữ dữ liệu trong các tổ chức dữ liệu xác định cho các ổ đĩa. 37
38. Định dạng đĩa • Hầu hết các máy tính duy trì trên đĩa một bảng với vị trí các sector và track của dữ liệu. • Bảng này được gọi là File Allocation Table - bảng phân bổ tệp (FAT), cho phép các máy tính xác định vị trí dữ liệu một cách dễ dàng. • Lệnh định dạng đĩa cũng tạo FAT và dành đủ không gian trên đĩa cho nó. 38
39. Ổ đĩa • Gồm trục trung tâm trên đó có đĩa được đặt, các cánh tay truy cập assembly, các đầu đọc/ghi, và các môtor để xoay trên đĩa và di chuyển cánh tay truy cập assembly. Có 2 loại: 39
40. Ổ đĩa 1. Ổ đĩa với đĩa từ có thể thay thế: • Cho phép nhập và xóa dữ liệu giữa các đĩa từ. • Cho phép dữ liệu trên đĩa được lưu trữ độc lập và không giới hạn khả năng lưu trữ của hệ thống đĩa. 40
41. Ổ đĩa 1. Ổ đĩa với đĩa từ có thể thay thế: • Cho phép nhập và xóa dữ liệu giữa các đĩa từ. • Cho phép dữ liệu trên đĩa được lưu trữ độc lập và không giới hạn khả năng lưu trữ của hệ thống đĩa. 2. Ổ đĩa với đĩa từ cố định: • Các ổ đĩa này đi cùng với một bộ đĩa cố định vĩnh viễn. • Cho phép đĩa hoạt động trong một môi trường chân không. • Các ổ đĩa có khả năng lưu trữ cao hơn với cùng một kích thước đĩa và cùng một số bề mặt đĩa. • Đĩa không được di chuyển khỏi ổ đĩa của nó. Do đó các khả năng lưu trữ của hệ thống đĩa bị hạn chế. 41
42. Các loại băng từ 42
43. Thuận lợi và hạn chế của đĩa từ Thuận lợi • Đĩa từ hỗ trợ truy xuất dữ liệu trực tiếp phù hợp với nhiều ứng dụng rộng rãi. • Được sử dụng bởi nhiều người dùng như là một thiết bị chia sẻ. • Đĩa từ thích hợp cho cả lưu trữ dữ liệu theo kiểu trực tuyến(online) hay ngoại tuyến(offline-các thiết bị tháo rời khỏi máy tính như USE, CD, ). • Lưu trữ khối dữ liệu lớn. • Chi phí thấp và mật độ ghi dữ liệu cao. 43
44. Thuận lợi và hạn chế của đĩa từ Thuận lợi • Có thể xoá và tái sử dụng nhiều lần. • Đĩa mềm và đĩa nén được làm nhỏ gọn và nhẹ dễ dàng xử lý và lưu giữ số lượng lớn dữ liệu và có thể mang đi dễ dàng từ nơi này đến nơi khác. • Thông tin truy cập nhanh. • Tốc độ truyền dữ liệu cho một hệ thống đĩa từ thường cao hơn nhiều so với một hệ thống băng từ • Đĩa từ ít khi làm mất dữ liệu do xử lý bất cẩn hay do điều kiện môi trường và độ ẩm không thuận lợi. 44
45. Thuận lợi và hạn chế của băng từ Hạn chế • Ít hiệu quả với các ứng dụng truy xuất tuần tự. • Khó bảo mật thông tin được lưu trữ trên đĩa từ. • Đĩa hỏng hay ổ đĩa bị lỗi thường dẫn đến kết quả mất toàn bộ dữ liệu được lưu trữ trong nó. • Một số loại đĩa từ, như khay đĩa và đĩa Winchester không dễ dàng mang theo như băng từ. • Dựa trên nguyên bản chi phí mỗi bit, chi phí của đĩa từ là thấp, nhưng chi phí của băng từ thì thấp hơn. • Chúng phải được lưu trữ trong một môi trường vô khuẩn • Đĩa mềm, đĩa nén và khay đĩa nên được dán nhãn đúng để ngăn chặn tẩy xóa các dữ liệu hữu ích khác do nhầm lẫn. 45
46. ĐĨA QUANG – Optical disk • Là một thiết bị lưu trữ truy cập ngẫu nhiên. • Dung lượng lưu trữ lớn. • Chế độ lưu trữ của đĩa quang bao gồm một đĩa quay được phủ bởi một lớp kim loại mỏng hoặc một lớp chất liệu khác mà có độ phản chiếu cao. • Công nghệ tia Laser được sử dụng cho việc ghi/đọc dữ liệu trên đĩa. • Các đĩa quang cũng được gọi là đĩa laser hoặc đĩa quang laser. 46
47. Nguyên lý hoạt động của Đĩa từ 1) Cấu trúc lưu trữ 2) Dung lượng lưu trữ 3) Cơ chế truy cập 4) Thời gian truy cập 5) Ổ đĩa 6) Các loại đĩa từ 47
48. Cấu trúc lưu trữ • Đĩa quang có một rãnh dài được bắt đầu ở ngoài cùng và xoắn ốc hướng vào bên trong trung tâm đĩa. • Rãnh xoắn ốc này đọc các khối dữ liệu tuần tự tuyến tính. Thời gian truy cập ngẫu nhiên chậm hơn những rãnh đồng tâm được sử dụng bởi đĩa từ. • Rãnh của một đĩa quang được chia nhỏ các phân vùng có cùng một chiều dài. • Cho phép dữ liệu được đóng gói ở mật độ tối đa trên toàn bộ đĩa. • Vì tốc độ quay của đĩa khác nhau, ổ đĩa phải làm chậm tốc độ quay của đĩa để đọc các khu vực bên ngoài của đĩa và tăng tốc độ lên để đọc các phân vùng bên trong của đĩa. 48
49. Dung lượng lưu trữ Khả năng lưu trữ của một đĩa quang = Số lượng các phân vùng x Số bytes cho mỗi phân vùng • Các đĩa quang 5.25-inch có 330000 phân vùng, mỗi phân vùng có 2352 byte. • Tổng dung lượng đĩa là 3.30,000 x 2352 = 776 * 10 bytes = 776 Megabytes. • Đây là vùng lưu trữ chưa định dạng. Vùng đã định dạng có dung lượng khoảng 650 megabyte 49
50. Cơ chế truy cập • Đĩa quang sử dụng công nghệ tia laser cho ghi/đọc dữ liệu trên bề mặt đĩa. • Việc đọc/ghi đầu bằng hai nguồn tia laser. • Một tia laser (cường độ lớn) được dùng để ghi vào phần ghi trên bề mặt của đĩa. • Tia laser khác (cường độ nhỏ) được sử dụng để đọc dữ liệu từ ánh sáng nhạy trên bề mặt đĩa. • Tia laser được bật và tắt ở một mức độ khác nhau, tùy thuộc vào các chỗ lõm nhỏ (chỉ có thể nhìn thấy thông qua một kính hiển vi) được đốt trên lớp phủ kim loại của đĩa theo suốt các rãnh của đĩa. • Để đọc những dữ liệu đã lưu, tia laser có cường độ nhỏ hơn được tập trung trên bề mặt đĩa. 50
51. Cơ chế truy cập 51
52. Thời gian truy cập Thời gian truy cập của ổ đĩa quang chậm hơn so với những ổ đĩa từ bởi những lý do sau: • Các phân vùng của một đĩa quang gồm các vệt xoắn ốc liên tục nên thời gian truy nhập ngẫu nhiên chậm hơn so với những vệt đồng tâm được dùng bởi những đĩa từ tính. • Cơ chế quay của ổ đĩa phức tạp, các phân vùng bên ngoài quay chậm hơn các phân vùng bên trong. • Thời gian truy xuất trung bình từ 100-300s 52
53. Ổ đĩa quang • Một đĩa quang phải được đặt trong một ổ đĩa quang trước khi nó có thể được sử dụng cho việc đọc hay ghi thông tin. • Một ổ đĩa quang chứa đựng mọi thành phần cơ học, điện và điện tử để giữ đĩa quang cho việc đọc hay ghi thông tin lên nó. • Các chùm laser phân tích việc đọc/ghi, và motor để quay đĩa 53
54. Ổ đĩa quang 54
55. Các loại đĩa quang 1. Đĩa CD-ROM 2. Đĩa WORM Thảo luận ??? 55
56. Các loại đĩa quang Thảo luận ??? 56
57. Thuận lợi và hạn chế của đĩa quang Thuận lợi • Chi phí cho mỗi bit, lưu trữ cho đĩa quang là rất nhỏ, mật độ lưu trữ rất lớn. • Việc sử dụng một vệt xoắn ốc đơn làm cho các đĩa quang là một phương tiện nhớ lý tưởng để đọc những khối dữ liệu tuần tự lớn như âm nhạc. • Đĩa quang không có đầu đọc/ghi nên đĩa không bị trầy xước do va quẹt. • Đĩa quang lưu trữ dữ liệu có tuổi thọ hơn 30 năm. • Dữ liệu lưu trữ không bị xóa/ghi đè do vô ý. 57
58. Thuận lợi và hạn chế của băng từ Hạn chế • Là một phương tiện nhớ chỉ đọc. Dữ liệu ghi một lần, không thể xóa bỏ và do đó các đĩa quang không thể sử dụng lại được. • Tốc độ truy nhập dữ liệu cho các đĩa quang chậm hơn các đĩa từ tính. • Đĩa quang yêu cầu nhiều cơ cấu truyền động phức tạp hơn đĩa từ. 58
59. ĐĨA QUANG TỪ - rewritable optical disks • Đĩa quang từ hợp nhất công nghệ quang và từ tính cho phép khả năng lưu trữ nhiều lần nhờ công nghệ laser. • Đĩa quang từ bao gồm một đĩa quay được bao phủ bới một lớp kim loại có từ tính nhạy được kẹp bên trong một lớp nhựa mạ. • Ở trạng thái bình thường của đĩa, lớp nhựa mạ bảo vệ sự di chuyển của các kim loại. 59
60. ĐĨA QUANG TỪ • Để ghi dữ liệu lên đĩa, chùm tia laser có cường độ mạnh tập trung trên bề mặt đĩa tại vị trí để ghi đĩa. • Để đọc dữ liệu, chùm laser cường độ nhỏ hơn tập trung vào rãnh đĩa được tạo bởi các kim loại. 60
61. THIẾT BỊ TRỮ TẬP TIN LỚN – Đĩa mảng • Đĩa mảng RAID(Redundant Array of Inexpensive Disks) lần đầu tiên xuất hiện trên thị trường vào năm 1993, là một bộ các đĩa cứng và ổ đĩa cứng với một điều khiển gắn trong một đĩa đơn. • Lưu trữ dữ liệu rất lớn. 61
62. THIẾT BỊ TRỮ TẬP TIN LỚN – Đĩa mảng Ví dụ: – Giả thiết một đĩa 4 Gigabyte mà mỗi vệt đĩa chứa đựng 128 phân vùng, mỗi phân vùng có 512 bytes. Hệ thống sử dụng 4 phân vùng cho mỗi nhóm (còn được gọi là một khối), để cho việc đọc/ghi truy cập vào đĩa chuyển 2 kilobyte (512 byte x 4) của dữ liệu. Đĩa làm quay 1 vòng là 10 ms và có thể chuyển một khối vào là 0.15 ms. – Giả sử RAID sử dụng 4 trong số những đĩa này và đặt chúng trong cùng một tài liệu. Điều này 4-đĩa RAID đơn vị sẽ có tổng dung lượng lưu trữ là 4 x 4 = 16 Gigabytes. 62
63. THIẾT BỊ TRỮ TẬP TIN LỚN – Đĩa mảng 63
64. Các chuẩn giao thức lưu trữ của ổ đĩa Các thiết bị điều khiển cần phải theo một trong 4 chuẩn giao thức sau: • Integrated Drive Electronics (IDE): IDE là một chuẩn kết hợp tốt giữa thiết bị điều khiển và ổ cứng. IDE có tốc độ truyền tải dữ liệu khoảng 1 megabyte trong 1 giây đối với điều kiện chuẩn • Enhanced Small Device Interface (ESDI): Giống như IDE, ESDI có thể tham chiếu động lên đến 1 terabyte (1012 byte) dung lượng và truyền tải khoảng 3 megabytes trong một giây, rất ổn định. 64
65. Các chuẩn giao thức lưu trữ của ổ đĩa • Intelligent Peripheral Interface-level 3 (IPI-3): IPI-3 được dùng trong các máy tính nhỏ và hệ thống mainframe với mục đích tạo ra một môi trường giao thức cho các ổ cứng nhanh và lớn hơn (khoảng 16-20 cm bán kính). • Small Computer System Interface (SCSI): dùng một thiết bị điều khiển đa nhiệm và cho phép bất kỳ thiết bị kết nối trực tiếp vào bộ truyền đệm SCSI của thiết bị điều khiển SCSI. Giao thức SCSI bao gồm tất cả hệ thống bo mạch mà thiết bị đòi hỏi khi giao tiếp với máy tính. 65
66. Các chuẩn giao thức lưu trữ của ổ đĩa Hệ thống chính của máy tính Bộ xử lý Bộ nhớ Bộ truyền CPU Bộ điều khiển SCSI Kênh SCSI Bộ xử lý Bộ xử lý Bộ xử lý Bộ xử lý Bộ xử lý Bộ xử lý Những thiết bị SCSI được kết nối tới máy tính 66
67. Sao lưu dữ liệu- DATA BACKUP • Sao lưu dữ liệu là quá trình tạo ra bản sao của dữ liệu từ một thiết bị lưu trữ online đến một thiết bị lưu trữ phụ như là băng từ, ổ mềm, đĩa nén, đĩa tích hợp hay đĩa WORM. • Mục đích: tránh mất mát dữ liệu 67
68. Sao lưu dữ liệu- DATA BACKUP • Có 2 loại là sao lưu toàn bộ và sao lưu từng phần. – Sao lưu toàn phần: tất cả dữ liệu trong thiết bị lưu trữ phụ được chép sang thiết bị sao lưu tại thời điểm thực hiện. – Sao lưu từng phần: để tránh mất thời gian và dung lượng lưu trữ, chúng ta có thể thực hiện bảo lưu từng phần và từ từ nghĩa là chỉ có những tập tin bị thay đổi mới được cập nhật vào thiết bị lưu trữ phụ vào thời điểm thực hiện quy trình sao lưu. 68
69. Quy ước về sao lưu - BACKUP POLICY • Tính định kỳ của bảo lưu là gì? What is the periodicity of backup? • Khi nào sử dụng sao lưu toàn phần hay sao lưu từng phần? Whether to take full or incremental backup? • Thiết bị lưu trữ nào nên được sử dụng? What storage media to use for backup? • Ai chịu trách nhiệm sao lưu? Who takes backup? • Sao lưu các dữ liệu này ở đâu trong thiết bị lưu trữ? Where to store the backup media with the backed up data? Thảo luận 69
70. Ổ RAM • Ổ RAM được dùng như ổ đĩa giả. Các vi RAM được tích hợp trên một bảng mạch đệm gắn liền với hộp máy chính hoặc chúng có thể được định vị trong một vùng chứa riêng biệt. • Ổ đĩa RAM làm tăng tốc độ hoạt động của hệ thống máy tính bởi vì CPU có thể truy xuất dữ liệu vừa tùy ý vừa đồng thời từ ổ đĩa RAM thay vì chờ khoảng vài mili giây để lấy dữ liệu tương tự từ ổ cứng. • Các vi RAM rất linh động và dữ liệu được lưu trữ sẽ mất khi tắt máy. 70
71. Ổ Đĩa Kỹ Thuật Số Đa Động (Digital Versatile Disk-DVD) • DVD là một định dạng chuẩn cho việc ghi và chuyển dữ liệu số trong các sản phẩm máy tính và điện tử gia dụng. • Định dạng này được thiết kế nhằm lưu trữ nhiều loại dữ liệu đa dạng với dung lượng lớn và là phiên bản cải tiến của CD (Ổ nén) dựa trên nền tảng công nghệ ổ đĩa quang hóa. • DVD-ROM và CD-ROM lưu trữ dữ liệu bằng cách sử dụng các rãnh khắc trên bề mặt của đĩa. • Các rãnh này phân bố khoảng gấp 4.5 lần trên DVD-ROM so với CD-ROM và có thể chứa gấp 7 lần dữ liệu mỗi mặt. 71
72. Ổ Đĩa Kỹ Thuật Số Đa Động (Digital Versatile Disk-DVD) • Chuẩn DVD có 2 lớp xác định gồm lớp vật lý và lớp luận lý. Lớp vật lý áp dụng cho tài nguyên dữ liệu vật lý, lớp luận lý dùng cho hỗ trợ tất cả các loại ứng dụng. • Lớp vật lý mô tả và định nghĩa các loại tài nguyên sau: – DVD-ROM: để đọc, lưu trữ và xuất các phần mềm và tài nguyên có dung lượng lớn. – DVD-RAM: để lưu trữ và truy xuất các ứng dụng đọc-ghi của máy tính hay một số lãnh vực điện tử gia dụng. – DVD-R: để lưu trữ và truy xuất 1 lần các dữ liệu. – DVD-RW: đây là phiên bản có thể ghi đè của DVD-R. 72
73. Ổ Đĩa Kỹ Thuật Số Đa Động (Digital Versatile Disk-DVD) Các đặc tính chính của DVD phim và DVD âm thanh: • DVD-video (phim DVD): – Giá thành thấp. Hữu dụng đối với các băng từ thâu sẵn, hỗ trợ âm thanh đa chiều (3D). – Hỗ trợ thêm tính năng lựa chọn ngôn ngữ cho giọng nói, phụ đề và các đoạn giới thiệu bằng tiếng tạo ra bởi đạo diễn hay nhóm làm phim và sử dụng nhiều đặc điểm khác. 73
74. Ổ Đĩa Kỹ Thuật Số Đa Động (Digital Versatile Disk-DVD) Các đặc tính chính của DVD phim và DVD âm thanh: • DVD-audio (âm thanh DVD): – Hỗ trợ nhiều lựa chọn có sẵn về khung âm thanh và các bit truyền tải trong mỗi khung,hỗ trợ lên đến 6 chiều âm thanh vòm với 24 bit 1 khung trong khoảng tần số là 48 KHz. – DVD-audio (DVD âm thanh) còn vượt trội hơn CD về việc tối ưu hóa các trình đơn trực quan, hình ảnh tĩnh và phim để hỗ trợ tốt cho chương trình âm thanh. 74
75. Thứ tự lưu trữ Bộ nhớ V T . đệm à h D , n ờ u , n ơ ti i n n ơ ê g h h u g ơ ia l h h rữ t n ư t h ợ ỏ n ụ t a u r n h h Bộ nhớ chính í u g n n lư t y s l g p it ố x ớ n ậ b u n ợ c b ấ ư ố it t h l y s l l ơ u u ư â n g r u u n t iề , u t h n h Các thiết bị lưu trữ thứ cấp mạng, truy xuất trực tiếp r ơ D ia n ữ g n i ụ và tuần tự như là đĩa cứng h , th ơ ờ n th u . iê t à v Các thiết bị lưu trữ thứ cấp tĩnh, truy xuất trực tiếp và tuần tự như băng từ đĩa mềm, đĩa nén, đĩa WORM. etc Các thiết bị lưu trữ hàng loạt như thư viện băng từ, tích hộp CD, vân vân 75
76. Các thiết bị lưu trữ Các thiết bị nhớ thứ cấp 76
77. Câu hỏi và Bài tập Giáo trình trang 229 Thảo luận: Nên chọn ổ đĩa nào thích hợp với cấu hình của một nhóm đã đưa ra? Lý do? 77