HDD hoạt động như thế nào?

Nếu như CPU là bộ óc của máy tính thì ổ cứng là bộ nhớ lâu dài, nơi lưu trữ cố định các dữ liệu. Bánh xe và bánh răng! Nếu không có chúng thì cũng ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
HDD hoạt động như thế nào? c ng ho t ng như th nào?Các b n ã t ng i mua c ng? Các b n ã quá quen thu c v i c ng. V ynhưng c ng là gì và nó ho t ng th nào, không h n nhi u ngư i ã bi t.Chúng ta hãy cùng xem xét v n tư ng như quá quen mà v n hãy còn l trongbài này.N u như CPU là b óc c a máy tính thì c ng là b nh lâu dài, nơi lưu tr c nh cácd li u.Bánh xe và bánh răng! N u không có chúng thì cũng ch ng có ô tô hay c ng. Trư ckhi bánh răng xu t hi n, ngư i ta s d ng băng t lưu tr d li u, trên các máy l nmainframe các băng t này ph i quay tít liên t c x lý h t ư c lư ng d li u lưu trkh ng l . M t v n r t khó ch u g p ph i băng t là cơ ch c ghi tu n t . Ch ngh n b n mu n có d li u ph n cu i băng, trong khi b n ang u băng, ph i làm thnào ây? S ch ng có cách nào khác là b n ph i au kh ng i ch cái quãng th i giantư ng ch ng ch ng bao gi k t thúc băng t … quay t u t i ph n d li u b nmu n. n lúc ó nh b n l i c n d li u u băng thì sao? Không nói nhưng ch ch n ai cũng hình dung ư c gương m t nhăn nhó kh s c a b n lúc y!So v i băng t , ĩa t nhanh hơn r t nhi u. Cơ ch ghi c a ĩa t cho phép b n dichuy n u c (ghi) tr c ti p n v trí lưu tr d li u, c i ti n rõ r t v th i gian sov i vi c b n ph i i hàng trăm mét băng t quay tu n t mãi m i n ph n d li umong mu n. nh nghĩa c ng c ng là thi t b lưu tr có th c ghi d li u nhanh chóng b ng m t t p h p các phânt t hoá trên các ĩa quay.N u như CPU là b não c a máy tính thì c ng là b nh lâu dài, lưu tr d li uchương trình và h i u hành ngay c khi máy tr ng thái ngh ho c t t. H u h t m ingư i không th th y ư c ph n bên trong c a c ng. B i nó ư c ph bên ngoài b im t l p v kim lo i (thư ng là nhôm). B n có th tham kh o c u t o c a nó t i ph nb ng máy PC (m ch in) phía cu i.B ng PC này cung c p cho chúng ta nh ng các thành ph n u não c a m t c ng nhưb i u khi n thi t b vào ra (I/O controller), firmware, ph n m m nhúng. Các thànhph n này có nhi m v cho ph n c ng bi t ph i làm gì và liên l c như th nào v i máytính. Trong b ng b n cũng s th y m t b ph n khác là b m c a c ng. B m nàylà ph n ch a d li u t m th i, ch ư c ghi hay g i vào cho b nh máy tính.Nhưng t c c a c ng hi n i ngày nay ch m hơn giao di n lu ng d li u có khnăng i u khi n.N u b n có m t c ng r i, b n s th y m i c ng có t m t n b n platter ( ĩa), m iplatter có ư ng kính g n 9cm. ư ng kính c a các platter dùng trong thi t b di ngsai khác kho ng 2.5 cm so v i các platter trong các thi t b nghe nh c, kho ng 4.5 cmv i các platter c ng pocket và 6.3 cm v i các platter dùng trong notebook. Các platternày cũng ư c bi t n như là các disk ư c ph m t l p v t li u t tính nh y c m trênc hai m t và s p x p các milimet phân tách thành m t spindle (tr c quay). Trongc ng còn có m t ng cơ thay i luân phiên gi a spindle và platter. Các ĩa c ngdùng trong notebook có t c 4200, 5400 ho c 7200 vòng/phút. Các c a máy bànhi n nay thư ng m c 7200 ho c 10.000 vòng/phút. Nói chung t c quay càng caothì vi c c d li u càng nhanh.Ghi t tínhD li u ư c c và ghi thông qua các dãy bit ( ơn v nh nh t c a d li u s ). M t bitch có hai tr ng thái 0, 1 hay b t/t t. Các bit này ư c th hi n theo chi u d c phân ttrên b m t m t platter, trong l p ph t tính. Chúng ư c thay i (ghi) ho c nh n ra( c) b ng ph n t tính trên u c (ghi). D li u không ch ư c lưu trên c ng dư id ng thô mà u tiên nó ư c x lý v i các công th c toán h c t ng h p. Chương trìnhcơ s trong s b sung thêm các bit m r ng vào d li u, cho phép tìm và ch nh s acác l i ng u nhiên.Trong các m i hi n nay, ngư i ta thay th cơ ch ghi t tính theo chi u d c b ng m tquá trình g i là perpendicular magnetic recording (ghi t tính tr c giao). Trong ki ughi này các ph n t ư c s p x p vuông góc v i b m t platter. Do ó chúng có th ư c gói g n nhau hơn v i m t l n, lưu tr ư c nhi u d li u hơn. M t bit trongm i inch dày hơn có nghĩa là thông lư ng c a các dòng d li u dư i u c (ghi) snhanh hơn.Thông tin ư c ghi và c t c hai m t c a ĩa, s d ng cơ ch mounted on arms, dichuy n cơ h c qua l i gi a ph n trung tâm và rìa ngoài ĩa. Quá trình di chuy n này ư c g i là “seeking” (tìm ki m) và t c di chuy n qua l i ư c g i là “seek time”(th i gian tìm ki m). Các thông tin u c (ghi) tìm ki m n m trên các track (rãnh), lành ng ư ng tròn d li u ng tâm trên . Các track ư c chia thành nhi u ơn v logicg i là sector (cung t ). M i m t sector có a ch riêng (s track c ng v i s sector), ư c dùng t ch c và nh v d li u.N u c (ghi) không n ư c track c n tìm, b n s ph i tr i qua cái g i là góc tr(latency) hay tr quay (rotational delay) h u h t u m c trung bình. tr nàyxu t hi n trư c khi m t sector quay bên dư i u c(ghi) và sau khi nó tìm th y trackc n tìm.M ch ghép n i là gì?Thông thư ng các máy tính s d ng k t n i PATA (Parallel Advanced TechnologyAttachment) ho c SATA (Serial ATA) trong c ng. Th m chí b n có th s d ng ngth i c hai k t n i này vì h u h t các bo m ch ch hi n i bây gi u ưa ra c haiki u giao di n. Chúng ta ang th i kỳ chuy n giao gi a PATA và SATA nên s p x pnhư v y r t h p lý. Giao di n PATA v n còn c n thi t trong các k t n i c a quangtrong (internal optical drive) v i máy tính. S song song trong PATA nghĩa là d li u ư c g i song song xu ng các dòng a d li u. SATA g i d li u theo ki u hàng lo tqua l i gi a các c p dây xo n ơn. PATA (thông thư ng ư c g i là IDE) ư c phát tri n v i nhi u t c khác nhau.M ch ghép n i ATA nguyên b n c a nh ng năm 80 h tr t c truy n t i l n nh t là8,3 MB/giây, m t t c r t nhanh th i b y gi . ATA-2 nâng thông lư ng t i a lênm c 16,6 MB/giây. L n lư t sau ó là Ultra ATA v i các t c 33 MB/giây, 66MB/giây, 100 MB/giây. Và n 133 MB/giây c a Ultra DMA-33 (Direct MemoryAccess – Truy c p b nh tr c ti p) qua Ultra DMA-133 hay Ultra ATA-33 qua UltraATA-133. Sau ó i a s s d ng Ultra ATA-66 ho ...