Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 5: Bộ nhớ ngoài - Phạm Hoàng Sơn

Nội dung text: Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 5: Bộ nhớ ngoài - Phạm Hoàng Sơn

1. Đĩa quang • Vận hành: – Bộ phận tiếp nhận ánh sáng sẽ nhận biết được những điểm mà tại đó tia laser bị phản xạ mạnh hay biến mất do các vết khắc (pit) trên bề mặt đĩa – Khi các nguồn sáng được thu nhận, bộ vi xử lý sẽ dịch các mẫu sáng thành các bit dữ liệu hay âm thanh Phạm Hoàng Sơn 11
2. Các loại thẻ nhớ • Hiện nay, thẻ nhớ là một trong những công nghệ mới nhất được dùng làm thiết bị lưu trữ • Thẻ nhớ flash là một dạng bộ nhớ bán dẫn EEPROM(công nghệ dùng để chế tạo các chip BIOS trên các vỉ mạch chính) • Được lắp qua cổng USB hoặc qua khe card riêng Phạm Hoàng Sơn 12
3. Băng từ • Băng từ có cùng công nghệ với các đĩa từ nhưng khác đĩa từ hai điểm: – Việc thâm nhập vào đĩa từ là ngẫu nhiên còn việc thâm nhập vào băng từ là tuần tự. – Đĩa từ có dung lượng hạn chế còn băng từ gồm có nhiều cuộn băng có thể lấy ra khỏi máy đọc băng nên dung lượng của băng từ là rất lớn (hàng trăm GB) Phạm Hoàng Sơn 13
4. Hệ thống đĩa dự phòng RAID • RAID - Redundant Array of Independent Disks • Cơ chế RAID có các đặc tính sau: – RAID là một tập hợp các ổ đĩa cứng (vật lý) được thiết lập theo một kỹ thuật mà hệ điều hành chỉ “nhìn thấy” một ổ đĩa (logic) duy nhất. – Với cơ chế đọc/ghi thông tin diễn ra trên nhiều đĩa (ghi đan chéo hay soi gương). – Trong mảng đĩa có lưu các thông tin kiểm tra lỗi dữ liệu. Do đó, dữ liệu có thể được phục hồi nếu có một đĩa trong mảng đĩa bị hư hỏng Phạm Hoàng Sơn 14
5. Hệ thống đĩa dự phòng RAID • RAID 0 – Ổ đĩa logic có được (mà hệ điều hành nhận biết) có dung dượng bằng tổng dung lượng của các ổ đĩa thành viên – Dữ liệu được ghi phân tán trên tất cả các đĩa trong mảng – Kỹ thuật này không có cơ chế an toàn dữ liệu Phạm Hoàng Sơn 15
6. Hệ thống đĩa dự phòng RAID • RAID 1 (Mirror - Đĩa gương) – Dùng 2 đĩa. Khi thông tin được viết vào một đĩa, thì nó cũng được viết vào đĩa gương và như vậy luôn có một bản sao của thông tin – Dung lượng còn lại 50% – Cung cấp cơ chế an toàn dữ liệu, dễ dàng phục hồi khi có sự cố Phạm Hoàng Sơn 16
7. Hệ thống đĩa dự phòng RAID • RAID 2 – Dùng kỹ thuật truy cập đĩa song song, tất cả các đĩa thành viên trong RAID đều được đọc khi có một yêu cầu từ ngoại vi – Với một thao tác ghi dữ liệu lên một đĩa, tất cả các đĩa dữ liệu và đĩa sửa lỗi đều được truy cập để tiến hành thao tác ghi Phạm Hoàng Sơn 17
8. Hệ thống đĩa dự phòng RAID • RAID 3 – Dùng kỹ thuật ghi song song – Số lượng đĩa tối thiểu là 3 đĩa có các thông số kỹ thuật giống nhau – Chỉ một đĩa trong mảng được dùng để lưu các thông tin kiểm tra lỗi (parity bit) – Dung lượng còn lại = (n-1)/n, với n là số lượng đĩa Phạm Hoàng Sơn 18
9. Hệ thống đĩa dự phòng RAID • RAID 4 – từ RAID 4 đến RAID 6 dùng kỹ thuật truy cập các đĩa trong mảng độc lập. – Trong một mảng truy cập độc lập, mỗi đĩa thành viên được truy xuất độc lập, do đó mảng có thể đáp ứng được các yêu cầu song song của ngoại vi – Sử dụng 1 đĩa chứa các bit kiểm tra, các đĩa còn lại chứa dữ liệu Phạm Hoàng Sơn 19
10. Hệ thống đĩa dự phòng RAID • RAID 5 – Dữ liệu được ghi từng khối trên các đĩa thành viên – Các bit chẵn lẻ được ghi trải đều lên trên tất cả các ổ đĩa trong mảng – Hệ thống vẫn hoạt động khi có đĩa hư – Hiệu suất sử dụng đĩa cho cách thiết lập này là n-1/n Phạm Hoàng Sơn 20
11. Hệ thống đĩa dự phòng RAID • RAID 6 – Trong kỹ thuật này, cần có n+2 đĩa trong mảng. Trong đó, n đĩa dữ liệu và 2 đĩa riêng biệt để lưu các khối kiểm tra. – Một trong hai đĩa kiểm tra dùng cơ chế kiểm tra như trong RAID 4&5, đĩa còn lại kiểm tra độc lập theo một giải thuật kiểm tra Phạm Hoàng Sơn 21
12. Câu hỏi ôn tập 1. Các bộ phận lưu trữ thông tin Các giao diện với các bộ phận vào ra. 2. Mô tả vận hành của ổ đĩa cứng. Cách lưu trữ thông tin trong ổ đĩa cứng 3. Mô tả các biện pháp an toàn trong việc lưu trữ thông tin trong đĩa cứng. 4. Nguyên tắc vận hành của đĩa quang. Ưu khuyết điểm của các loại đĩa quang Phạm Hoàng Sơn 22