TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP HƯNG YÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÀI TẬP LỚN
NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐĨA VÀ Ổ ĐĨA
Môn: NGOẠI VI – GIAO DIỆN
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Minh Hải
Nhóm sinh viên: Nhóm 3
Năm h c 2011 - 2012ọ


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây với sự phát triển không ngừng của “công nghệ
thông tin” (CNTT), đã giúp ích rất nhiều cho con người trong mọi lĩnh vực của
đời sống. Bên cạnh việc sử dụng máy tính thì chúng ta cũng cần tìm hiểu thêm về
cấu trúc, cấu tạo của máy tính như thế nào. Đặc biệt người sử dụng máy tính cần
biết cấu tạo, chức năng cũng như hoạt động của các thiết bị ngoại vi ra sao. Với đề
tài “nghiên cứu các vấn đề về đĩa và ổ đĩa” nhóm chúng em xin bổ xung thêm
nhiều kiến thức để các bạn tham khảo và bổ xung vào kho tàng kiến thức của
mình. Vì thời gian gấp gáp và nền tảng kiến thức còn hạn hẹp. Nhóm chúng em
kính mong thầy và các bạn đóng góp ý kiến, bổ xung và sửa chữa để nhóm chúng
em hoàn thành tốt bài tập này.Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn!
NỘI DUNG BÁO CÁO GỒM 3 PHẦN LỚN
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
CẤU TẠO
CÁC LỖI THƯỜNG GẶP VÀ CÁCH KHẮC PHỤC


Lịch sử phát triển Ổ cứng “HDD” của máy tính

Năm 1955
Ổ cứng đầu tiên trên thế giới có là IBM 350 Disk File được chế tạo
bởi Reynold Johonson ra mắt năm 1955 cùng máy tính IBM 305. Ổ cứng này có tới 50
tấm đĩa kích thước 24 inch với tổng dung lượng là 5 triệu ký tự 7-bit (tương đương
4,4MB). Một đầu từ được dùng để truy nhập tất cả các tấm đĩa khiến cho tốc độ truy
nhập trung bình khá thấp.


Năm 1961
Thiết bị lưu trữ dữ liệu IBM 1301 ra mắt năm 1961 bắt đầu sử dụng mỗi đầu
từ cho một mặt đĩa.
Ổ đĩa đầu tiên có bộ phận lưu trữ tháo lắp được là ổ IBM 1311. Ổ này sử dụng đĩa IBM
1316 có dung lượng 2 triệu kí tự.


Năm 1973
IBM giới thiệu hệ thống đĩa 3340 "Winchester", ổ đĩa đầu tiên sử dụng kĩ
thuật lắp ráp đóng hộp (sealed head/disk assembly - HDA). Kĩ sư trưởng dự án/chủ
nhiệm dự án Kenneth Haughton đặt tên theo "súng trường Winchester" 30-30 sau khi
một thành viên trong nhóm gọi nó là "30-30" vì các trục quay 30 MB của ổ đĩa cứng.
Trước thập niên 1980, hầu hết ổ đĩa cứng có các tấm đĩa cỡ 8-inch (20 cm)
hoặc 14-inch (35 cm), cần một giá thiết bị cũng như diện tích sàn đáng kể (tiêu biểu là
các ổ đĩa cứng lớn có đĩa tháo lắp được, thường được gọi là "máy giặt"), và trong nhiều
trường hợp cần tới điện cao áp hoặc thậm chí điện ba pha cho những mô tơ lớn chúng
dùng.
Trong thập niên 1980 khi Seagate Technology cho ra đời ổ đĩa ST-506 - ổ đĩa
5,25 inch đầu tiên có dung lượng 5 MB. Có một thực tế là trong cấu hình xuất xưởng,
máy IBM PC (IBM 5150) không được trang bị ổ đĩa cứng.



Thập niên 1990
Các công ty chế tạo ổ đĩa cứng bắt đầu tiếp thị với người dùng cuối bên cạnh
OEM và đến giữa thập niên 1990, ổ đĩa cứng bắt đầu xuất hiện trong các cửa hàng bán
lẻ.
Mỗi máy Mac sản xuất giữa các năm 1986 và 1998 đều có một
cổng SCSI phía sau khiến cho việc lắp đặt thêm phần cứng mới trở nên dễ dạng. Các ổ
đĩa SCSI lắp ngoài cũng phổ biến trong các máy vi tính cổ như loạt Apple II
và Commodore 64, và cũng được sử dụng rộng rãi trong máy chủ cho đến tận ngày
nay.
Sự xuất hiện vào cuối thập niên 1990 của các chuẩn giao tiếp ngoài
như USB và FireWire khiến cho ổ đĩa cứng lắp ngoài trở nên phổ biến hơn trong người
dùng thông thường đặc biệt đối với những ai cần di chuyển một khối lượng lớn dữ liệu
giữa hai địa điểm.


Ngày nay
Dung lượng ổ đĩa cứng tăng trưởng theo hàm mũ với thời gian. Đối với những
máy PC thế hệ đầu, ổ đĩa dung lượng 20 megabyte được coi là lớn.
Cuối thập niên 1990 đã có những ổ đĩa cứng với dung lượng trên 1 gigabyte.
Vào thời điểm đầu năm 2005, ổ đĩa cứng có dung lượng khiêm tốn nhất cho
máy tính để bàn còn được sản xuất có dung lượng lên tới 40 gigabyte còn ổ đĩa lắp
trong có dung lượng lớn nhất lên tới một nửa terabyte (500 GB), và những ổ đĩa lắp
ngoài đạt xấp xỉ một terabyte.


Ổ Đĩa Cứng HDD


Cấu Tạo
Đĩa từ (plantter)

Đĩa thường cấu tạo bằng nhôm hoặc thuỷ tinh, trên bề mặt được phủ một lớp
vật liệu từ tính là nơi chứa dữ liệu. Tuỳ theo hãng sản xuất mà các đĩa này được sử
dụng một hoặc cả hai mặt trên và dưới. Số lượng đĩa có thể nhiều hơn một, phụ thuộc
vào dung lượng và công nghệ của mỗi hãng sản xuất khác nhau.
Mỗi đĩa từ có thể sử dụng hai mặt, đĩa cứng có thể có nhiều đĩa từ, chúng gắn
song song, quay đồng trục, cùng tốc độ với nhau khi hoạt động.
Vỏ đĩa cứng:
Vỏ ổ đĩa cứng gồm các phần: Phần đế chứa các linh kiện gắn trên nó, phần
nắp đậy lại để bảo vệ các linh kiện bên trong.
Vỏ ổ đĩa cứng có chức năng chính nhằm định vị các linh kiện và đảm bảo độ
kín khít để không cho phép bụi được lọt vào bên trong của ổ đĩa cứng.
Ngoài ra, vỏ đĩa cứng còn có tác dụng chịu đựng sự va chạm (ở mức độ thấp) để bảo
vệ ổ đĩa cứng.
+Cụm đĩa


Trục quay (Spindle)
Trục quay là trục để gắn các đĩa từ lên nó, chúng được nối trực tiếp với động
cơ quay đĩa cứng. 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 (như hợp kim nhôm) và được
chế tạo tuyệt đối chính xác để đảm bảo trọng tâm của chúng không được sai lệch - bởi
chỉ một sự sai lệch nhỏ có thể gây lên sự rung lắc của toàn bộ đĩa cứng khi làm việc ở
tốc độ cao, dẫn đến quá trình đọc/ghi không chính xác.


Cấu Tạo Đĩa Từ (Plantter)


Track

Trên một mặt làm việc của đĩa từ chia ra nhiều vòng tròn đồng tâm thành các
track.
Track có thể được hiểu đơn giản giống các rãnh ghi dữ liệu giống như các đĩa
nhựa (ghi âm nhạc trước đây) nhưng sự cách biệt của các rãnh ghi này không có các gờ
phân biệt và chúng là các vòng tròn đồng tâm chứ không nối tiếp nhau thành dạng
xoắn trôn ốc như đĩa nhựa. Track trên ổ đĩa cứng không cố định từ khi sản xuất, chúng
có thể thay đổi vị trí khi định dạng cấp thấp ổ đĩa (low format ).
Sector
Trên track chia thành những phần nhỏ bằng các đoạn hướng tâm thành các
sector. Các sector là phần nhỏ cuối cùng được chia ra để chứa dữ liệu. Theo chuẩn
thông thường thì một sector chứa dung lượng 512 byte.
Số sector trên các track là khác nhau từ phần rìa đĩa vào đến vùng tâm đĩa, các
ổ đĩa cứng đều chia ra hơn 10 vùng mà trong mỗi vùng có số sector/track bằng nhau.


Cylinder
Tập hợp các track cùng cùng bán kính (cùng số hiệu trên) ở các mặt đĩa khác
nhau thành các cylinder. Nói một cách chính xác hơn thì: khi đầu đọc/ghi đầu tiên làm
việc tại một track nào thì tập hợp toàn bộ các track trên các bề mặt đĩa còn lại mà các
đầu đọc còn lại đang làm việc tại đó gọi là cylinder.
Trên một ổ đĩa cứng có nhiều cylinder bởi có nhiều track trên mỗi mặt đĩa từ.
Đầu đọc/ghi (head)
Đầu đọc đơn giản được cấu tạo gồm lõi ferit (trước đây là lõi sắt) và cuộn dây
(giống như nam châm điện). Gần đây các công nghệ mới hơn giúp cho ổ đĩa cứng hoạt
động với mật độ xít chặt hơn như: chuyển các hạt từ sắp xếp theo phương vuông góc
với bề mặt đĩa nên các đầu đọc được thiết kế nhỏ gọn và phát triển theo các ứng dụng
công nghệ mới.
Đầu đọc trong đĩa cứng có công dụng 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, có nghĩa

chúng nhỏ hơn hoặc bằng hai lần số đĩa (nhỏ hơn trong trường hợp ví dụ hai đĩa nhưng
chỉ sử dụng 3 mặt).


Cần di chuyển đầu đọc/ghi (Actuator Arm)
Cần di chuyển đầu đọc/ghi là các thiết bị mà đầu đọc/ghi gắn vào nó. Cần có
nhiệm vụ di chuyển theo phương song song với các đĩa từ ở một khoảng cách nhất
định, dịch chuyển và định vị chính xác đầu đọc tại các vị trí từ mép đĩa đến vùng phía
trong của đĩa (phía trục quay).
Các cần di chuyển đầu đọc được di chuyển đồng thời với nhau do chúng được
gắn chung trên một trục quay (đồng trục), có nghĩa rằng khi việc đọc/ghi dữ liệu trên
bề mặt (trên và dưới nếu là loại hai mặt) ở một vị trí nào thì chúng cũng hoạt động
cùng vị trí tương ứng ở các bề mặt đĩa còn lại.


+ Cụm mạch điện
Actuator Axis : có nhiệm vụ điều khiển động cơ đồng trục, điều khiển sự di
chuyển của cần di chuyển đầu đọc để đảm bảo đến đúng vị trí trên bề mặt đĩa.
Actuator: dùng để xử lý những dữ liệu đọc/ghi của ổ đĩa cứng
Power Connector : Đầu cắm nguồn cung cấp điện cho ổ đĩa cứng
IDE Connector : Đầu kết nối giao tiếp với máy tính.
Jumper Block : Các cầu đấu thiết đặt chế độ làm việc của ổ đĩa cứng: Lựa
chọn chế độ làm việc của ổ đĩa cứng (SATA 150 hoặc SATA 300) hay thứ tự trên các
kênh trên giao tiếp IDE (master hay slave hoặc tự lựa chọn)


Nguyên Lý Hoạt động
Giao tiếp với máy tính
Toàn bộ cơ chế đọc/ghi dữ liệu chỉ được thực hiện khi máy tính (hoặc các
thiết bị sử dụng ổ đĩa cứng) có yêu cầu truy xuất dữ liệu hoặc cần ghi dữ liệu vào ổ đĩa

cứng. Việc thực hiện giao tiếp với máy tính do bo mạch của ổ đĩa cứng đảm nhiệm.
Máy tính làm việc khác nhau theo từng phiên làm việc, từng nhiệm vụ mà
không theo một kịch bản nào, do đó quá trình đọc và ghi dữ liệu luôn luôn xảy ra, do
đó các tập tin luôn bị thay đổi, xáo trộn vị trí. Từ đó dữ liệu trên bề mặt đĩa cứng không
được chứa một cách liên tục mà chúng nằm rải rác khắp nơi trên bề mặt vật lý. Một
mặt khác máy tính có thể xử lý đa nhiệm (thực hiện nhiều nhiệm vụ trong cùng một
thời điểm) nên cần phải truy cập đến các tập tin khác nhau ở các thư mục khác nhau.
Như vậy cơ chế đọc và ghi dữ liệu ở ổ đĩa cứng không đơn thuần thực hiện từ
theo tuần tự mà chúng có thể truy cập và ghi dữ liệu ngẫu nhiên tại bất kỳ điểm nào
trên bề mặt đĩa từ, đó là đặc điểm khác biệt nổi bật của ổ đĩa cứng so với các hình thức
lưu trữ truy cập tuần tự (như băng từ).


Đọc và ghi dữ liệu trên bề mặt đĩa
Sự hoạt động của đĩa cứng cần thực hiện đồng thời hai chuyển động: Chuyển
động quay của các đĩa và chuyển động ra vô của các đầu đọc. Đĩa từ quay được nhờ
gắn cùng trục với động cơ và có tốc độ rất lớn từ 3600 đến 15.000 vòng/phút.
Trên bề mặt đĩa từ người ta phủ 1 lớp mỏng chất có từ tính, ban đầu các hạt từ
tính không có hướng, khi chúng bị ảnh hưởng bởi đầu từ lướt qua, các hạt từ tính được
sắp xếp thành các hạt có hướng.
Đầu từ khi đọc được cấu tạo bởi một lõi thép nhỏ hình chử U, một cuộn
dây quấn trên lõi thép để đưa dòng điện vào (khi ghi) hay lấy ra (khi đọc), khe hở
gọi là khe từ lướt trên bề mặt đĩa với khoảng cách rất gần, bằng 1/10 sợi tóc.


Trong quá trình ghi, tính hiệu điện ở dạng tín hiệu số 0, 1 được đưa vào đầu từ
khi lên bề mặt đĩa thành các nam châm rất nhỏ và đảo chiều theo tính hiệu đưa vào là 0
hay 1.
Trong quá trình phát, đầu từ đọc lướt qua bề mặt đĩa dọc theo các đường
Track đã được ghi tín hiệu, tại điểm giao nhau của các nam châm có từ trường biến đổi

và cảm ứng lên cuộn dây tạo thành một xung điện, xung quanh điện này rất yếu được
đưa vào khuếch đại để lấy tín hiệu 0, 1 ban đầu.


Công nghệ máy tính một kho tàng kiến thức và công dụng mà ở đấy con
người còn rất hạn chế về sự hiểu biết các tính năng, hoạt động, cũng như cách sửa
chữa bảo dưỡng Nhóm chúng em mạnh dạn đưa ra một số lỗi và cách khắc phục.
Vì còn hạn chế về kiến thức và sự hiểu biết nên nhóm chúng em kính mong thầy và
các bạn sửa chữa, bổ sung thêm để nhóm chúng em hoàn thành tốt bài tập này .
Các lỗi thường gặp ở HDD
Bạn chắc chắn là máy tính của bạn đang hoạt động, các thiết bị cáp, chân cắm
đã hoạt động bình thường.
Một trong số các lỗi hay gặp ở ổ cứng như: lỗi bad sector, lỗi phân mảnh
hoặc chết hẳn ổ cứng mà không có cách sửa chữa.
Ổ đĩa cứng sau một thời gian sử dụng sẽ có hiện tượng báo lỗi khi truy xuất
dữ liệu và có thể không thể khởi động được, máy bị đứng (treo) trong khi đèn tín hiệu
báo ổ đĩa cứng vẫn sáng liên tục đó là dấu hiệu cho thấy ổ đĩa cứng bị lỗi Bad
Sector.Nếu bị lỗi nhẹ có thể sử dụng chương trình Scandisk có sẵn trong Windows để
sửa


+ Sử dụng Scandisk để kiểm tra lỗi đĩa trong Win XP
Sau đây là cách sử dụng chương trình Scandisk để kiểm tra và sửa các lỗi nếu có:
Nhấn chuột phải vào biểu tượng của ổ đĩa muốn kiểm tra và chọn Properties.


Chọn Tools và nhấn vào nút Check now
Mặc nhiên chương trình chỉ kiểm tra các lỗi dữ liệu và đưa ra thông báo chứ
không tự động sửa lỗi, nếu muốn chương trình tự động sửa khi tìm thấy lỗi thì đánh
dấu vào ô

Automatically fix file system errors,chức năng Scan for and Attempt recovery of
bad sectors giúp kiểm tra kiểm tra lỗi trên bề mặt của ổ đĩa. Nếu đánh dấu vào ô này
chương trình sẽ mất nhiều thời gian để thực hiện việc kiểm tra nên chỉ chọn chức năng
này khi nghi ngờ ổ đĩa có vấn đề như mỗi khi Windows khởi động đều tự động chạy
Scandisk, lỗi khi truy xuất dữ liệu xuất hiện thông báo không đọc/ghi (Read/Write) dữ
liệu trên ổ đĩa được


Nếu đánh dấu chọn cả hai ô thì chương trình sẽ thực kiểm tra và tự động sửa
tất cả các lỗi.
Sau khi chọn xong nhấn Start để bắt đầu. Nếu xuất hiện thông báo chương
trình không thể thực hiện được vì có một số tập tin hệ thống đang hoạt động và đề nghị
ghi nhớ để tự động chạy trong lần khởi động sau, nhấn Yes để đồng ý.


Tiếp tục chọn các ổ dĩa khác nếu muốn, sau khi chọn xong sử dụng lệnh Turn
Off Computer -> Restart cho máy khởi động lại.
Khi khởi động lại chương trình Scandisk sẽ tự động chạy và xuất hiện các thông báo
nếu không muốn kiểm tra thì có thể nhấn một phím bất kỳ để bỏ qua, chỉ có 10 giây để
quyết định.
Sau khi chạy xong chương trình sẽ tiếp tục vào Windows hoặc khởi động lại
một lần nữa nếu cần thiết.
Lưu ý:
Có thể thực hiện Scandisk đối với các dĩa mềm, các thiết bị lưu trữ gắn ngoài như
USB


Nếu sau khi Scandisk xong mà vẫn bị lỗi thì có khả năng ổ dĩa đã bị lỗi quá
nhiều, chương trình không thể sửa được và có thể ổ dĩa sắp bị hư cần phải nhanh
chóng sao lưu để tránh bị mất dữ liệu. Và chuyển sang cách sửa lỗi bad sector của đĩa

cứng bằng chương trình HDD Regenerator, chương trình này có khả năng phục hồi
lại các lỗi đĩa (Bad Sector) mà không làm mất dữ liệu trong ổ đĩa. Đây cũng là một
trong những chương trình thường dùng để "tẩy" Bad cho ổ đĩa cứng. HDD Regenerator
có trong đĩa khởi động Hiren's BootCD, có thể tìm mua đĩa này tại các cửa hàng bán
đĩa CD-ROM vi tính hoặc tìm trên mạng Internet với từ khóa "Hiren's BootCD".
+ Khởi động chương trình HDD Regenerator
Cho máy vi tính khởi động từ đĩa Hiren's Boot CD bằng cách mở máy vi tính
lên và nhanh chóng cho đĩa CD này vào ổ đĩa CD-ROM và đóng ổ đĩa lại ngay.


Khi xuất hiện màn hình khởi động của Hiren's BootCD, chọn Start BootCD.
Trong Menu phân loại của Hiren's BootCD, chọn Hard Disk Tools