Bài 4
Ổ CỨ NG (Hard drive)
Mụ c tiêu bài họ c
󽝷 Biết được các công nghệ chế tạo ổ cứng
󽝷 Hiểu được cấu tạo ổ cứng
󽝷 Phân biệt rõ các chuẩn giao tiếp giữa hệ thống với ổ cứng
󽝷 Thông hiểu cách tổ chức lưu trữ dữ liệu trong ổ cứng
󽝷 Giải quyết các vấn đề liên quan đến ổ cứng
Bài 4 – Ổ cứ ng 2
Nộ i dung chính
󽝷 Cấu tạo ổ cứng
󽝷 Các chuẩn giao tiếp
󽝷 Ổ đĩa mềm
󽝷 Cài đặt ổ đĩa
Bài 4 – Ổ cứ ng 3
Nhắ c lạ i về ổ cứ ng
󽝷 Ổ cứng dùng để lưu trữ dữ liệu lâu dài
󽞨 Dữ liệu lưu trong ổ cứng không mất đi khi tắt máy
󽝷 Các định dạng: 3.5”, 2.5”, 1.8”
󽝷 Các chuẩn giao tiếp: PATA (IDE), SATA, SCSI
󽝷 Phân biệt ổ cứng dựa vào công nghệ chế tạo
󽞨 Ổ cứng từ (HDD truyền thống) sử dụng đĩa từ để lưu trữ dữ liệu
󽞨 SSD sử dụng vi mạch để lưu trữ dữ liệu
• Tại thời điểm năm 2011, hầu hết SSD sử dụng chip flash
• Một số SSD sử dụng RAM + nguồn nuôi
󽞨 Ổ cứng lai (hybird) kết hợp cả hai công nghệ trên
• Thường ổ cứng từ được sử dụng để lưu trữ dữ liệu còn SSD được
sử dụng như là bộ nhớ cache rất lớn (các file thường được truy xuất
sẽ được ghi lên trên phần SSD và không biến mất khi ngắt điện)
Bài 4 – Ổ cứ ng 4
Ổ cứ ng từ

󽝷 Các thành phần của một ổ cứng từ
󽞨 1 hoặc một số đĩa quay tròn quanh trục.
󽞨 Đĩa được phủ từ để lưu trữ dữ liệu
󽞨 Đầu đọc/ghi ở trên bề mặt các đĩa
󽞨 Tay dịch chuyển đầu đọc/ghi trên bề mặt đĩa
󽞨 Hard drive controller: chip logic điều khiển quá trình đọc/ghi
󽝷 Lưu trữ vật lý
󽞨 Sector: Đơn vị lưu trữ của đĩa. Thông thường 1 sector = 512 bit
󽞨 Track: Tập các sector cách đều tâm trên 1 mặt đĩa.
󽞨 Cylinder: Tập các track cùng số thứ tự trên các đĩa khác nhau
󽞨 Ổ cứng phát triển, cylinder dần mang tính logic
• 1 cylinder theo chuẩn = 16.065 sector (255 track x 63 sector/track)
Bài 4 – Ổ cứ ng 5
Bài 4 󰜔 󰗕 c󰗪ng 6
Bài 4 󰜔 󰗕 c󰗪ng 7
Bài 4 󰜔 󰗕 c󰗪ng 8
Tổ chứ c dữ liệ u trên ổ cứ ng
󽝷 Block: Một đơn vị (logic) dữ liệu trên ổ cứng
󽝷 LBA: Logical Block Addressing – Chuẩn đánh địa chỉ cho tất cả
các sector trên ổ cứng
󽝷 Hai kiểu định dạng (format):
󽞨 Cấp thấp (Low-level): Đánh dấu các track và sector
󽞨 Cấp cao (High-level): Tạo boot sector, hệ thống file …
󽝷 Các nhà sản xuất đã thực hiện định dạng cấp thấp cho đĩa
󽞨 Mỗi nhà sản xuất thường có chương trình format riêng của họ
󽞨 Sử dụng sai chương trình có thể làm hỏng ổ đĩa
󽝷 Các chương trình zero-fill (set tất cả các sector về 0) không
thực hiện định dạng cấp thấp
Bài 4 – Ổ cứ ng 9
Tổ chứ c dữ liệ u trên ổ cứ ng

󽝷 Nhắc lại: Bước 2 trong các bước khởi động máy, BIOS tìm và
khởi động hệ điều hành trên ổ cứng
󽞨 BIOS đọc MBR (Master Boot Record) đặt ở sector đầu của ổ
cứng
󽞨 MBR chứa chương trình khởi động và bảng phân vùng (Partition
Table)
󽝷 Ổ cứng được chia thành các phân vùng. Hai loại phân vùng:
󽞨 Phân vùng chính (Primary partition)
• Tối đa 4 phân vùng/ổ cứng
• Mỗi phân vùng được format thành 1 hệ thống file (file system).
󽞨 Phân vùng mở rộng (Extended partition)
• Tối đa 1 phân vùng/ổ cứng
• Tạo được nhiều ổ logic, mỗi ổ logic có thể format theo một hệ
thống file riêng
Bài 4 – Ổ cứ ng 10
Tổ chứ c dữ liệ u trên ổ cứ ng
󽝷 Các chương trình dùng để phân vùng:
󽞨 Fdisk, Partition Magic, Acronis Disk Director Suite …
󽞨 Thực hành: Phân vùng ổ cứng sử dụng Acronis Disk Director
hoặc Partition Magic.
󽝷 Hệ thống file (file system): cấu trúc hệ điều hành sử dụng để
đặt tên, lưu trữ và sắp xếp các file trong hệ thống
󽞨 Mỗi một ổ logic được format theo một file system cụ thể
󽞨 File system của Windows: FAT32, NTFS
󽞨 Các file system khác: ext2, ext3, ext4, XFS, JFS, ZFS, brtf…
󽝷 FAT32: File system được dùng phổ biến trước Win XP
󽞨 Giới hạn dung lượng mỗi file tối đa 4GB, dung lượng ổ 2TB
󽞨 Hiện tại đã bị thay thế bằng NTFS
Bài 4 – Ổ cứ ng 11
Các chuẩ n giao tiế p

󽝷 Chuẩn giao tiếp định dạng cách thức giao tiếp giữa ổ cứng với
hệ thống
󽝷 Một số chuẩn giao tiếp:
󽞨 ATA
󽞨 SCSI
󽞨 USB
󽞨 FireWire (1394)
󽞨 Fibre Channel (Cáp quang)
Bài 4 – Ổ cứ ng 12
Chuẩ n ATA
󽝷 Chuẩn ATA quy định:
󽞨 Cách drive controller (bộ điều khiển ổ đĩa) giao tiếp với BIOS,
chipset, hệ điều hành
󽞨 Loại dây nối ổ cứng với hệ thống
󽝷 Phát triển bởi Technical Committee T13
󽝷 Công bố bởi ANSI
󽝷 Một số thông số cần chú ý khi xây dựng hệ thống:
󽞨 Chuẩn nhanh nhất mà main hỗ trợ
󽞨 Hệ điều hành, BIOS, và firmware của ổ cứng cũng phải hỗ trợ
chuẩn cần dùng
Bài 4 – Ổ cứ ng 13
Bài 4 󰜔 󰗕 c󰗪ng 14
Chuẩ n PATA
󽝷 Parallel ATA (PATA)
󽞨 Tối đa 2 dây nối 40 chân
󽞨 Mỗi dây nối có thể nối được 2 ổ đĩa
󽝷 EIDE (Enhanced Integrated Device Electronics)
󽞨 Ổ cứng tuân theo chuẩn ATAPI (AT Attachment Packet Interface)
󽞨 Gắn tối đa 4 ổ PATA qua hai dây nối
Bài 4 – Ổ cứ ng 15

Bài 4 󰜔 󰗕 c󰗪ng 16
Chuẩ n PATA
󽝷 Hai chế độ chuyển dữ liệu
󽞨 DMA (direct memory access): Dữ liệu chuyển trực tiếp từ ổ cứng
sang bộ nhớ mà không thông qua CPU
• 7 chế độ tố độ tăng dần (0 - 6)
• Ultra DMA: dữ liệu chuyển hai lần mỗi xung đồng hồ (ở sườn lên và
sườn xuống)
󽞨 PIO (Programmed Input/Output): Chuyển dữ liệu có tác động
của CPU
• 5 chế độ tố độ tăng dần (0 - 4)
󽝷 Independent device timing (định thời thiết bị độc lập)
󽞨 Cho phép hai ổ cứng chạy dưới hai tốc độ khác nhau
Bài 4 – Ổ cứ ng 17
Chuẩ n SATA
󽝷 Dữ liệu truyền tuần tự (từng bit một) chứ không truyền song
song như PATA
󽝷 Hỗ trợ hot-swap (đổi nóng): Cắm thêm hoặc rút bớt ổ khi
máy đang chạy
󽝷 Hai loại SATA: Nối bên trong (SATA) và nối bên ngoài (eSATA)
Bài 4 – Ổ cứ ng 18
Bài 4 󰜔 󰗕 c󰗪ng 19
Cấ u hình ổ cứ ng
󽝷 Cấu hình ổ PATA
󽞨 Mỗi dây PATA 40 chân có hai cổng nối IDE
󽞨 Hai cổng IDE đó hỗ trợ 1 kênh IDE
󽞨 Một kênh IDE hỗ trợ 2 ổ : 1 master (ổ chính), 1 slave (ổ phụ)
󽞨 Cấu hình master/slave cho ổ cứng: dăm, công tắc DIP, dây cáp
󽝷 Cấu hình ổ SATA
󽞨 1 dây SATA hỗ trợ 1 ổ SATA (không có master/slave)

Bài 4 – Ổ cứ ng 20
Bài 4 󰜔 󰗕 c󰗪ng 21
Chuẩ n SCSI
󽝷 SCSI: Small Computer System Interface
󽞨 Chuẩn giao tiếp giữa bus hệ thống và một hệ thống con thiết bị
ngoại vi.
󽞨 Hỗ trợ 7 hoặc 15 thiết bị, tùy thuộc vào chuẩn
󽞨 Các thiết bị thường có tốc độ cao hơn thiết bị chuẩn ATA
󽝷 SCSI subsystem
󽞨 Chip điều khiển SCSI: Nhúng trên main hoặc qua card mở rộng
󽞨 Card mở rộng thường hỗ trợ cả thiết bị cắm trong và cắm ngoài
󽞨 Mỗi thiết bị trên bus được đánh một SCSI ID (0 - 15)
󽞨 Mỗi thiết bị vật lý lại có thể chứa nhiều thiết bị logic
Bài 4 – Ổ cứ ng 22
Bài 4 󰜔 󰗕 c󰗪ng 23
Chuẩ n SCSI
󽝷 Điện trở ngắt (Terminating resistor)
󽞨 Được cắm vào thiết bị cuối cùng ở mỗi dây
󽞨 Giảm độ nhiễu tín hiệu
󽝷 Các chuẩn SCSI
󽞨 SCSI-1, SCSI-2, and SCSI-3
• Hay còn gọi: SCSI, Fast SCSI, Ultra SCSI
󽞨 Serial attached SCSI (SAS): Tương thích với SATA
󽝷 Fibre channel
󽞨 Một loại chuẩn SCSI, nhưng hay được coi là đối thủ của SCSI
trong các giải pháp server cao cấp
󽞨 Hỗ trợ đến 126 thiết bị trên một bus
Bài 4 – Ổ cứ ng 24
Các chuẩ n khác
󽝷 USB (Universal Serial Bus)

󽞨 Ổ cứng có thể được cắm ngoài qua cổng USB
󽞨 Các chuẩn USB: USB 1.1, USB 2.0 và USB 3.0
󽝷 IEEE 1394 (FireWire)
󽞨 Ổ cứng có thể được cắm ngoài qua cổng FireWire
󽞨 FireWire cũng hỗ trợ cắm trong
Bài 4 – Ổ cứ ng 25