đồ án thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy, chương 12

chương này sẽ là phần giới thiệu về lịch sử phát triển và cấu tạo của đĩa cứng. Hãng IBM phát minh ra đĩa cứng đầu tiên vào năm 1954. Khi đó đĩa cứng có dung lượng là 5MB, cấu tạo gồm 50 đĩa từ ghép lại. Sau đó 25 năm, hãng Seagate (Seagate Technology) đã giới thiệu một loại đĩa cứng dành cho máy tính cá nhân có dung lượng lên đến 40MB và tốc độ truy xuất tới 625 KBps sử dụng chuẩn mã hoá MFM. Thế hệ sản phẩm đĩa cứng sau đó của hãng này dùng...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
đồ án thiết kế chế tạo và điều khiển tay máy, chương 12Thieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 90 12 GIAO TIEÁP ÑÓA CÖÙNG12.1 GIÔÙI THIEÄU VEÀ ÑÓA CÖÙNG Môû ñaàu chöông naøy seõ laø phaàn giôùi thieäu veà lòch söû phaùt trieån vaø caáu taïocuûa ñóa cöùng.12.1.1 Lòch söû phaùt trieån cuûa ñóa cöùng Haõng IBM phaùt minh ra ñóa cöùng ñaàu tieân vaøo naêm 1954. Khi ñoù ñóa cöùngcoù dung löôïng laø 5MB, caáu taïo goàm 50 ñóa töø gheùp laïi. Sau ñoù 25 naêm, haõngSeagate (Seagate Technology) ñaõ giôùi thieäu moät loaïi ñóa cöùng daønh cho maùytính caù nhaân coù dung löôïng leân ñeán 40MB vaø toác ñoä truy xuaát tôùi 625 KBps söûduïng chuaån maõ hoaù MFM. Theá heä saûn phaåm ñóa cöùng sau ñoù cuûa haõng naøy duøngchuaån giao tieáp ST506 vôùi kyõ thuaät RLL. Vaøo thaäp kyû 80 maø coù moät ñóa cöùngvôùi dung löôïng 100MB trong maùy PC cuûa baïn laø caû moät gia taøi. Ngaøy nay, vôùi söï phaùt trieån cuûa ngaønh coâng ngheä phaàn meàm thì ñoøi hoûimaùy tính caøng ngaøy caøng maïnh, coù boä nhôù lôùn hôn, dung löôïng ñóa cöùng cuõnglôùn hôn. May thay, söï phaùt trieån dung löôïng cuûa ñóa cöùng tyû leä nghòch vôùi giaùcuûa noù. Ñieàu naøy chuùng ta coù theå thaáy roõ qua giaù caû cuûa caùc loaïi ñóa cöùng trongthôøi gian gaàn ñaây. Vaø khoâng nhöõng dung löôïng taêng maø toác ñoä truy xuaát cuûa ñóa cöùng cuõngkhoâng ngöøng ñöôïc caûi tieán. Vôùi söï xuaát hieän cuûa hoï chip Intel Triton, chuaånEIDE PIO mode 4 ra ñôøi cho nhieàu tính naêng vöôït troäi.GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ TuøngThieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 9112.1.2 Caáu truùc vaät lyù cuûa moät ñóa cöùng Ñóa cöùng laø moät taäp goàm nhieàu ñóa töø (platter). Ñóa töø thöôøng ñöôïc laømbaèng vaät lieäu khoâng coù töø tính nhö hôïp kim nhoâm hoaëc hoån hôïp cuûa thuûy tinh vaøgoám, sau ñoù ñöôïc phuû moät lôùp vaät lieäu coù töø tính (magnetic-medium), thöôøng laømoät lôùp oxit, nhöng ngaøy nay, ngöôøi ta thay noù baèng moät lôùp kim loaïi moûng goïilaø thin-film medium. Döõ lieäu ñöôïc löu tröõ treân lôùp beà maët naøy. Moãi moät ñóa töø coùtheå chöùa ñeán haøng tyû ñieåm döõ lieäu hay coøn goïi laø bpsi (bits per square inch). Hình 12.1 Caáu truùc beân trong cuûa ñóa cöùng Trung bình moät ñóa cöùng coù töø 2 ñeán 3 ñóa töø (hay nhieàu hôn tuøy loaïi) ñöôïcxeáp choàng leân nhau, ôû giöõa coù moät truïc quay (spindle). Truïc quay naøy coù toác ñoäquay raát nhanh khoaûng vaøi ngaøn voøng moät phuùt. Toác ñoä quay naøy goùp phaànquyeát ñònh toác ñoä truy xuaát döõ lieäu cuûa ñóa cöùng. Caùc ñóa töø ñöôïc xeáp choàng leânnhau sao cho coøn coù moät khoaûng caùch ôû giöõa chuùng (xem hình 12.2). Trongkhoaûng khoâng gian naøy laø nôi ñaàu ñoïc (read/write head) ñöôïc ñöa vaøo. Ñaàu ñoïcñöôïc thieát keá ñeå noù gaàn nhö tieáp xuùc vôùi beà maët cuûa ñóa, khoaûng caùch giöõa ñaàuñoïc vaø beà maët ñóa thöôøng laø 0,2mm. Nhöng vôùi caùc loaïi ñóa cöùng môùi hieän naythì khoaûng caùch naøy laø 0,07mm hay nhoû hôn. Moät chuùt khoâng khí baån hay moätlaàn voâ tình chaïm tay vaøo beà maët ñóa töø cuõng coù theå daãn ñeán söï traày xöôùt beà maëtñóa töø hoaëc laøm cong ñaàu töø. Cho neân nhaø cheá taïo thöôøng ruùt heát khoâng khí rakhoûi buoàng chöùa caùc ñóa töø.GVHD: TS. NGUYEÃN VAÊN GIAÙP SVTH: Nguyeãn Nhaät Taân-Nguyeãn Leâ TuøngThieát keá, cheá taïo vaø ñieàu khieån tay maùy Trang 92 Hình 12.2 Caùc Cylinder, Track, Sector cuûa HardDisk Ñóa töø sau khi ñöôïc ñònh daïng thì ñöôïc chia thaønh caùc Track vaø Sector nhöhình 12.3. Hình 12.3 Caùc Sector vaø Track Track laø nhöõng hình vaønh khaên bao quanh truïc (coù ôû caû hai maët cuûa moãi ñóatöø). Taäp hôïp caùc Track coù cuøng ñöôøng kính treân moãi ñóa töø (platter) taïo thaønhmoät Cylinder. Trong töøng Track laïi ñöôïc chia thaønh caùc Sector maø moãi moätSector chöùa 512 byte. Sector laø ñôn vò chia nhoû nhaát cuûa ñóa cöùng coù theå truyxuaát ñöôïc.12.1.3 Hoaït ñoäng Döõ lieäu ñöôïc ghi leân ñóa cöùng cuõng gioáng nguyeân taéc ghi leân ñóa meàm.Tröôùc tieân beàmaët ñóa ñöôïc xem nhö laø moät ma traän caùc ñieåm, moãi ñieåm chæ coùgiaù trò laø “0” hay “1”. Vò trí cuûa töøng ñieåm (töøng phaàn töû cuûa ma traän) ñöôïc xaùcñònh nhôø moät baûng, maø ta taïm goïi laø baûng ñaùnh daáu. Nhôø coù baûn naøy maø ñaàu töøcoù theå ñònh ñöôïc vò trí teân ñóa.12.1.4 Chuaån IDE Moät trong nhöõng chuaån giao tieáp ra ñôøi sôùm nhaát cho phaàn cöùng cuûa maùyPC laø chuaån IDE (Integrated Drive Electronics). IDE ban ñaàu ñöôïc phaùt trieån bôûiWestern Digital vaø Compaq v ...