Đĩa CD và đĩa mềm là phần cứng hay phần mềm của máy tính


5.1 Khái niệm về các ổ đĩa
Trong máy vi tính có các ổ đĩa mềm, đĩa cứng và CD-ROM. Các ổ đĩa này thường được BIOS và hệ điều hành nhận biết và gán cho nó một ký tự như bảng trái. Các ổ đĩa nối với máy vi tính thông qua một giao diện như bảng phải. Ví dụ ổ đĩa cứng nối qua giao diện IDE hay SCSI để nối vào PCI.

Ổ ĐĨA

KÝ TỰ

Floppy disks

A: B:

Hard disk

C: D: E:

CDROM/DVD

F:

Network drive

M:

RAM disk

O:

Giao Diện

Ổ Đĩa

IDE and EIDE

Hard disks [currently up to 40 GB] CD-ROM

SCSI

Hard disks [all sizes] and CD-ROM

ISA [internal]

Floppy drives, CDROM connected through parallel port

5.2 Đĩa mềm
Đĩa mềm được sử dụng trong máy vi tính dưới dạng 5 [1981] và 1987[3.5]. Nó là một đĩa nhựa có phủ lớp từ bên ngoài, mềm và mỏng nên có tên là Floppy. Đĩa mềm được đặt vào trong ổ đĩa mềm trong đó có đầu đọc và ghi. Khi chạy, đầu từ bám vào mặt đĩa giống như máy ghi âm. Đĩa quay với tốc độ khoảng 300 vòng/phút và mặt đĩa được chia thành các rãnh [track] từ 48-96 track. Công nghệ chế tạo đĩa mềm đã nâng dần dung lượng bộ nhớ như bảng sau:

Kích thước đĩa

Tên

Số rãnh trên 1 mặt

Số sector trên một rãnh

Dung lương đĩa

5.25" Single side

SD8

40

8

40 X 8 X 512 bytes = 160 KB

5.25" Double side

DD9

40

9

2 X 40 X 9 X 512 bytes = 360 KB

5.25" Double side High Density

DQ15

80

15

2 X 80 X 15 X 512 bytes = 1.2 MB

3.5" DD

DQ9

80

9

2 X 80 X 9 X 512 bytes = 720 KB

3.5" HD

DQ18

80

18

2 X 80 X 18 X 512 bytes = 1.44 MB

Tất cả các ổ đĩa mềm được điều khiển bởi con vi mạch NEC PD765. Hiện nay con vi mạch này được đưa vào trong chip set. Thông tin đọc từ đĩa mềm dưới dạng nối tiếp, sau đó số liệu được đưa vào dưới dạng 16 bit theo kênh DMA. Đĩa mềm có nhược điểm dung lượng nhớ nhỏ, khó bảo quản nên thông tin lưu trên đĩa dễ bị mất. Hiện nay đang có xu hướng loại bỏ đĩa mềm đi vì nó không thích hợp với nội dung thông tin cần lưu, trao đổi ngày càng lớn so với dung lượng của đĩa mềm.
5.3 Đĩa cứng

- Track, Cylinder, Side được đánh số thứ tự từ 0.
- Sector bắt đầu bằng 1 [chứ không phải 0] vì Sector 0 trên mỗi Track được dành cho mục đích nhận diện chứ không phải để ghi trữ dữ liệu.
- Số mặt [Side] = số đầu đọc / ghi [Head]
- Dung lượng ổ đĩa = số bytes / sector x số sectors / track x số cylinders x số đầu đọc / ghi [Head].

Đĩa cứng là một hoặc nhiều đĩa nhôm hoặc thuỷ tinh có phủ từ trên hai mặt, được đặt trong một hộp kín. Do vậy tốc độ quay của đĩa rất cao. Nó được sử dụng để giữ chương trình và số liệu cho máy vi tính. Các đầu từ khi ghi đọc được lướt trên bề mặt của đĩa nhưng không đụng vào bề mặt đĩa nhờ nêm không khí tạo thành khi đĩa quay nhanh. Đĩa cứng được IBM sử dụng trong máy tính từ 1957. Nhưng trong 10 năm qua nó có sự phát triển tột bậc về công nghệ nên đã nâng cao được dung lượng và giảm mạnh giá thành.
Công nghệ cải tiến đĩa cứng được phát triển theo các hướng: sử dụng vật liệu từ mới, kỹ thuật ghi đọc mới để tăng mật độ ghi đọc lên; cho đĩa quay nhanh hơn; sử dụng bộ nhớ cache để tăng tốc độ ghi đọc; cải tiến phần giao diện để tăng tốc độ trao đổi dữ liệu. Năm 1997 dùng giao diện Ultra DMA. Năm 2000 đưa vào giao diện ATA/100. Các hãng chế tạo HDD nổi tiếng là Seagate, Quantum, Maxtor
Đĩa cứng bao gồm nhiều mặt [Side], trên một mặt có nhiều vòng tròn đồng tâm gọi là rãnh từ [Track], trên một rãnh từ ta chia nhỏ ra nhiều đoạn gọi là cung từ [Sector]. Tập hợp tất cả các Track 0 tạo thành Cylinder 0, các Track 1 tạo thành Cylinder 1 xem hình vẽ trên.
Các giao diện nối ổ đĩa cứng với MB cũng được cải tiến thường xuyên. Bảng sau liệt kê các loại giao diện sử dụng trong thực tế.

Giao diện

Mô Tả

IDE
[Intergrated Drive Electronics]

Thường có tên là ATA - 1 [AT Attachement]. Được phát triển từ 1986. Đặc điểm của IDE là bộ điều khiển đĩa tích hợp trên đĩa. Việc nối vào máy tính chỉ thông qua cáp IDE 40 chân đơn giản, tin cậy. Bốn điểm hạn chế chính của chuẩn IDE là:
Một partition đĩa cứng lớn nhất không quá 528 MB.
Tốc độ truyền dữ liệu bị giới hạn trong khoảng 3MB/Giây.

EIDE

E-IDE cải tiến các hạn chế của chuẩn IDE trước đây bằng cách hổ trợ các đĩa cứng dung lượng lớn hơn, quản lý tới 4 thiết bị, hổ trợ CD-ROM và có tốc độ truyền nhanh hơn. E-IDE hoàn toàn tương thích với chuẩn IDE trước đó.
ATA-2 [tức EIDE của Western Digital] có tốc độ truyền tải dữ liệu 16 MB/s. Năm 1999 có chuẩn UltraATA, bắt đầu là UltraATA/33 [có tốc độ truyền tải 33 MB/s]. Tốc độ ATA tiếp tục được đẩy lên ATA/66 [66 MB/s] rồi phổ biến hiện nay là ATA/100 [100 MB/s] và ATA/133 [133 MB/s.
Chuẩn giao tiếp mới SerialATA sẽ là một sự thay thế mang tính cách mạng cho giao diện lưu trữ vật lý Parallel ATA. Tốc độ truyền tải khởi điểm của SerialATA sẽ là 150 MB/s. SerialATA có một đối thủ chuẩn USB 2.0 với tốc độ truyền tải dữ liệu lên tới 480 MB/s.

SCSI
[ Small Computer Systems Interface]

SCSI [ Small Computer Systems Interface] là một chuẩn giao tiếp giữa một hệ thống con gồm các thiết bị ngoại vi và bus hệ thống. SCSI là một dạng bus. Bus này là một hệ thống khép kín, nó có thể chứa từ 7 đến 15 thiết bị tuỳ thuộc vào chuẩn SCSI được dùng. Công nghệ SCSI có ưu điểm hơn so với các công nghệ khác là các thiết bị của chúng có thể trao đổi thông tin qua lại được với nhau thông qua card điều hợp chủ mà không cần thông qua CPU của hệ thống.
SCSI có hàng loạt các ưu điểm như: Có thể quản lý được nhiều nhất 7 thiết bị trên một card; Có thể điều khiển được ổ đĩa CD-ROM/ Loại SCSI mới nhất có tên Fast Wide SCSI-2 có khả năng chuyển dữ liệu với tốc độ 20 MB/giây bằng cách sử dụng một cache có sẵn trong card. Mặc dù có rất nhiều ưu điểm như đã nêu trên, SCSI đắt tiền vì card điều khiển lẫn thiết bị tuân theo chuẩn đó đều đắt hơn so với các card và thiết bị IDE.
An ordinary SCSI controller can run 7 hard disks each of 45 GB or more. The latest IBM Ultrastar 72ZX holds 72 GB and a cache of 16 MB.

Đĩa cứng hiện nay đã đạt dung lượng phổ biến là 30GB-40GB, kích cỡ 3.5. Khi sử dụng đĩa người ta thường chia HDD ra làm hai hay nhiều ổ. Quá trình khởi tạo đĩa đã xét ở chương trước.
Ở Việt Nam dùng phổ biến loại đĩa của Seagate, Quantum và Maxtor. Khi mua đĩa thường chú ý đến tên hãng sản xuất, dung lượng, tốc độ vòng quay và giao diện nối với Mainboard.
Ổ đĩa cứng Barracuda IV của Seagate [tiếng Anh là con cá nhồng] là HDD chạy rất nhanh, rất ổn định và êm ru. Barracuda sử dụng công nghệ nén mật độ dữ liệu trên mặt đĩa [chỉ cần 1 mặt đĩa đủ chứa 40 GB dữ liệu]. Nó có giao diện tiếp xúc E-IDE với tốc độ truyền tải UltraATA/100 và tốc độ vòng quay 7.200 RPM cùng bộ nhớ đệm 2048 KB. Chức năng 3D Defense System [Hệ thống bảo vệ 3D] gồm Drive Defense [bảo vệ ổ đĩa], Data Defense [bảo vệ dữ liệu] và Diagnostic Defense [bảo vệ bằng chẩn đoán] giúp bảo vệ dữ liệu và tăng tính ổn định. Với công nghệ G-Force Protection, Barracuda IV có khả năng chịu đựng va chạm lên tới 350 Gs. Ngoài ra, HDD còn được che chở bởi lớp vỏ SeaShield ngăn ngừa sự cố sốc tĩnh điện và các va chạm [thậm chí lỡ tay để rơi]. Barracuda IV chạy cực êm nhờ công nghệ SBT [công nghệ cản âm] và công nghệ động cơ FDB [Fluid Dynamic Bearing] có ổ trục thủy động lực thay vì dùng các vòng bi kim loại. Barracuda IV có các dung lượng 20, 40, 60 và 80 GB.
5.4 Đĩa CD
Ổ CD/DVD khác hẳn với HDD là dựa trên nguyên lý đọc quang. Đĩa CD hoặc DVD được đọc bằng chùm tia laser mảnh và chính xác. Nó có ưu điểm là lưu được dung lượng lớn, độ ổn định và thời gian lưu số liệu lâu hơn. Hiện nay ổ CD ngày càng được phổ biến và trở thành bộ phận không thể thiếu được trong máy vi tính hiện nay.
Trước khi sử dụng trong máy vi tính, đĩa CD đã được sử dụng để lưu bản nhạc với tên là Compact Disk. CD-ROM là đĩa compact dùng để lưu dữ liệu tựa như đĩa compact,sự khác nhau chỉ là cách tổ chức lưu trữ. Trong CD-ROM số liệu được lưu dưới dang sector như trong HDD. Một đĩa CD-ROM có thể lưu được khoảng 600-700MB số liệu. Hiện nay có 3 loại ổ CD và DVD đang sử dụng như bảng sau:

Loại ổ đĩa

Tên

Ổ đĩa có thể:

CD-ROM

Compact Disk Read Only Memory

Đọc CD-ROM và CD-R

CD-ROM multiread

--''--

Đọc CD-ROM, CD-R và CD-E

CD-R

Compact Disk Recordable

Đọc CD-ROM và CD-R. Ghi một lần lên đĩa đặc biệt có tên CD R

CD-RW

Compact Disk ReWritable

Đọc CD-ROMs và CD-R. Ghi và ghi lại lên đĩa đặc biệt [CD-RW].


Thông tin trên đĩa từ là các đường tròn đồng tâm, trong khi thông tin ghi trên CD-ROM là một rãnh dài đi từ trong ra ngoài. Số liệu đọc từ CD-ROM phải ở vận tốc không đổi. Có hai phương pháp đọc số liệu trong CD-ROM: phương pháp vận tốc tuyến tính không đổi [Constant Linear Velocity] do vậy phải thay đổi vận tốc quay theo vị trí của đầu từ, phương pháp này hay dùng trong ổ CD đời đầu; phương pháp vận tốc góc không đổi [Constant Angular Velocity], tốc độ quay không đổi mà tốc độ truyền số liệu thay đổi từ cao [phía ngoài đĩa] xuống thấp [phía trong đĩa]. Ví dụ ổ CD40X có số vòng quay 8900v/ph thì tốc độ đọc số liệu phía ngoài là 6MB/s và phía trong là 2.6MB/s. Trung bình là 4.5MB/s.
Để nâng cao tốc độ đọc thay cho việc dùng một tia laser, người ta sử dụng chùm tia laser để đọc số liệu, bằng cách đó sẽ đảm bảo tốc độ đọc số liệu phần trong và phần ngoài đĩa không đổi.

Loại CD-ROM

Tốc độ đọc

Số vòng quay/ phút rãnh phía ngoài-phía trong

1X

150 KB/sec

200 - 530

2X

300 KB/sec

400-1060

4X

600 KB/sec

800 - 2,120

8X

1.2 MB/sec

1,600 - 4,240

40X CAV

2.6 - 6 MB/sec

8,900 [constant]

40X40 multibeam

6 MB/sec

1,400 [constant]

DVD [Digital Versatile Disc] là một loại thiết bị ngoại vi cho máy tính, tương tự như ổ CD-ROM. Đĩa DVD giống như đĩa CD: có cùng đường kính 120 mm và độ dày 1,2 mm. Hai loại đĩa cùng được chế tạo bằng một loại chất dẻo như nhau, cả hai đều được phủ một lớp phản xạ mỏng trên bề mặt và một lớp bảo vệ ngoài cùng. Các pit được đọc bằng một tia laser đỏ phản xạ từ mặt đĩa. Mỗi đĩa DVD có thể chứa ít nhất 4,7 gigabyte trên một mặt, gấp khoảng bảy lần sức chứa của CD-ROM. Loại đĩa hai mặt chứa được 9,4 gigabyte. Đặc tả của DVD có xác định loại đĩa hai lớp, chứa được đến 8,5 gigabyte mỗi lớp, nên dung lượng tổng cộng mỗi đĩa là 17 gigabyte.

Video liên quan

Chủ Đề