Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

Lời nói đầu
Máy tính cá nhân hiện nay đợc dùng rộng rãi trong các công ty,
doanh nghiệp, cơ sở sản xuất, trờng học
Máy tính là hệ thống phức tạp với phần cứng gồm nhiều loại bản
mạch điện tử tinh vi và các phần mềm từ hệ điều hành , các trình ứng dụng,
trình kiểm tra trẩn đoán sự cố. Để máy tính hoạt động tốt, có hiệu quả cần
có sự đồng bộ giữa phần cứng và các phần mềm.
Phần cứng máy tính gồm các bộ phận chính: Bản mạch chính(main
board), bộ vi xử lý(CPU), màn hình(monitor), ổ đĩa cứng(HDD), ổ đĩa
mềm(FDD), ổ đĩa CD ROM và DVD, cạc màn hình và cạc sao(card video
and card sound) bộ nhớ ngoài(RAM), các thẻ mạch điện tử, các cổng nối
tiếp, cổng song song, USB, modem,Mạch điện tử trên các bản mạch này
là rất phức tạp. Tuy nhiên, chúng đợc chế tạo theo từng khối (Modul) dễ
tháo lắp, với điều kiện chúng phải đồng bộ với nhau.
Đa số ngời dùng máy tính e ngại khi tiếp xúc với phần cứng. Nhng
rhực tế chỉ cần có kiến thức cơ bản về máy tính: phần cứng, phần mềm, và
một số dụng cụ thông dụng bạn có thể lắp đặt, nâng cấp, và sửa chữa máy
tính.

Hà Thế Hng

1


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

7. DVD dung lợng cao.......................................................32
Hà Thế Hng

2


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

8. Sự hoạt động ổ DVD.......................................................33
9. Giao diện CD ROM, DVD.............................................34
10. Các thành phần ổ CD ROM..........................................35
11. Phát nhạc từ CD ROM...................................................36
Chơng III. Bảo trì thiết bị.
I) ổ đĩa mềm:
1) Bảo trì và thay thế ổ mềm.................................................37
a) Bảo trì.
b) Thay thế.
2) Một số lỗi thờng gặp........................................................38
II) ổ đĩa cứng:
1)Bảo trì và thay thế ổ mềm..................................................38
a)Bảo trì.
b)Thay thế.
2)Một số lỗi thờng gặp........................................................39
3)Phân hoạch đĩa cứng..........................................................39
4)Định dạng đĩa.....................................................................41
II) ổ cd rom:
1)Bảo trì và thay thế ổ CD ROM.........................................42
a)Bảo trì.

bên trong hộp máy.
Có rất nhiều loại hộp máy tính: các loại hộp hiện có gồm loại
ngang(nhỏ), hoặc đứng(cao).
Hộp máy cỡ nhỏ là loại nằm ngang, kết cấu gọn nhng khó mở
rộng(Loại này thờng là cây AT).
Hộp máy cỡ lớn là loại thẳng đứng, cao. Nó có thể đặt đợc cả ổ đĩa
cứng, ổ CD ROM, ổ mềm,Nhng lại tiêu thụ điện nhiều hơn để hỗ trợ các
thiết bị này(Loại này thờng là cây ATX).
2. Các bộ phận cơ bản của máy tính:
- Hộp máy: Hộp chứa các bộ phận của máy tính, phần quan trọng
của hệ thống làm mát cho các bộ phận điện tử.
- Bản mạch chính: Là trái tim của máy tính, nơi chứa CPU, các chip
logic hỗ trợ và bộ nhớ hệ thống.
Hà Thế Hng

4


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

- CPU: Bộ não vi xử lý của máy tính.
- BIOS: Tập hợp cơ bản các hớng dẫn để máy tính sử dụng và điều
khiển quá trình nhập/xuất dữ liệu.
- Ram: Là bộ nhớ ngoài của máy tính, đợc sử dụng để giữ các chơng
trình và dữ liệu dới sự điều khiển của CPU.
- Cạc màn hình: Chuyển dữ liệu từ các bit 0 và 1 của máy tính thành
hình ảnh hiển thị trên màn hình.
- Bàn phím: Phơng tiện giao tiếp chủ yếu giữa ngời sử dụng và máy


Thiết bị lu trữ dữ liệu

- Bộ điều khiển trò chơi: Giao diện phần cứng của cần điều khiển và
các thiết bị khác đợc sử dụng cho các trò chơi.
3. Các loại máy tính cá nhân.
*) Bộ xử lý Pentium
- Máy tính cá nhân IBM: Loại máy tính cổ điển này đã bắt đầu cho
cuộc cách mạng về máy tính cá nhân, sử dụng bộ xử lý 8088 chạy ở tốc độ
4.77Mhz, một cặp ổ mềm 360K 5.25 inch, bản mạch chính có các chip nhớ
64K và thẻ mạch video CGA.
- 216: Là loại 8086 chạy tốc độ 16 Mhz, bản mạch chính sử dụng bus
căn bản AT 16 bit (Còn gọi là ISA).
- 486DX4-100: Hệ thống máy tính 486 thuộc thế hệ cũ, loại này sử
dụng chip Intel DX4 mặc dù chạy chậm chạp nhng nhanh gấp 4 lần máy
tính thế hệ cũ. Máy tính này chạy tốc độ 100Mhz.
- 4DX2-66V: Loại này chạy tốc độ 66 Mhz. Chữ V sau cùng nghĩa
là loại bản mạch chính sử dụng bus VL, loại bus cục bộ. Kiểu thiết kế phổ
biến nhiều năm trớc khi có bus PCI.
- Pentium 100ES: Số 100 biểu thị cho tốc độ 100 Mhz, còn chữ ES
thể hiện kiểu máy này sử dụng cho Server tập tin tính năng cao, sử dụng bus
EISA. Nếu bạn đang sử dụng loại máy tính này thì việc nâng cấp nó sẽ bị
hạn chế.
- P5-200 với MMX: Bộ xử lý Pentium Intel 200 Mhz sử dụng công
nghệ MMX- một bộ mở rộng cho phép tăng cờng chức năng đồ hoạ và
truyền thông đa phơng tiện. Loại máy tính này có đờng dẫn 512 K bộ nhớ
truy cập nhanh SRAM, bộ nhớ SDRAM DIMM 32Mb và đồ hoạ gia tốc
3D, bus cục bộ PCI với bộ nhớ video SGRAM 2Mb.
- P6-200: Là nhãn hiệu công nghiệp không chính thức của Pentium
Pro thuộc Intel chạy với tốc độ hơn 200 Mhz. Pentium Pro đợc xuất hiện rất

mức cao.
Việc tăng tốc độ lên đến 233 Mhz đã làm tăng sức mạnh của
Pentium. Bộ chip này truyền thông với bus qua giao diện rộng 64 bit,
Pentium là cặp chip 32 bit. Bộ cache nội 16 K tiêu chuẩn của Pentium có
thể xử lý các lệnh chơng trình và có thể làm bộ đệm dữ liệu ra vào vi mạch
này.
Bộ xử lý hoàn toàn tơng thích với các vi mạch PC Intel trớc đó. Nhng
một vấn đề với các chip Pentium là xu hớng tích tụ nhiệt của chúng. Hỗu
nh mọi hệ thống Pentium trớc đâu đều có bộ giải nhiệt kiểu cánh. Nhiều
kiểu thiết kế sau này có quạt mát nhỏ trên CPU. Intel đã giải quyết khá tốt
vấn đề nhiệt trong các biển sau này do dùng công nghệ hiệu quả cho phép
vi mạch chạy với điện áp 3.3 V hoặc 3.1 V thay vì 5 V.
5. Bộ xử lý Pentium Pro(1995):
Pentium Pro ra đời vào cuối năm 1995 trong các Server có tính năng
cao và các máy tính chuyên dùng. Năm 1996, CPU này trở thành bộ chip
đợc lựa chọn cho hầu hết các trình ứng dụng trạm làm việc. Loại vi mạch
thờng dùng cho các kiểu thiết kế server hỗ trợ nhiều chip. Pentium Pro có
thể làm việc trong các bộ 4 vi mạch cho các trình ứng dụng cao cấp. Chip
Pentium Pro bắt đầu ở khoảng tốc độ trung bình trong họ Pentium, từ 150

Hà Thế Hng

7


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

đến 200 Mhz. Pentium Pro sử dụng ổ cắm 8 thiết kế cho ổ cắm ZIP trên bản

hiện đại, multimedia và các trình ứng dụng cá nhân. So với các bộ xử lý trớc, Pentium II nhanh hơn rất nhiều nhng phải phù hợp với các thiết bị bên
ngoài nh bộ nhớ và các thiết bị đợc gắn vào bus kết nối của máy tính ở tốc
đọ 60 hoặc 66 Mhz bằng tốc độ sử dụng cho máy tính thế hệ 486.
Hà Thế Hng

8


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

7. Celeron (1998):
Bộ xử lý Celeron ra đời cung cấp hiệu suất tơng đơng Pentium II cho
hầu hết các trình ứng dụng kinh doanh, chi phí thấp hơn so với Pentium II.
Celeron chính là Pentium II với dung lợng L2 là 128 Kb so với 512 Kb của
Pentium II. Các bộ xử lý Celeron gồm bộ L132Kb tách thành các đoạn 16
Kb cho các lệnh và dữ liệu. Các bộ xử lý Celeron tốc độ khác nhau gồm:
333,400,433,466,500,533,900 Mhz và hiện tại bây giờ đã lên đến 1Gb
Các khe cắm của Celeron khác với CPU Pentium. Hộp PPGA(Plastic Pin
Grid Array) cắm vào PGA-370 và rãnh 1.
Các chip Celeron đầu tiên không có L2 và thờng chậm hơn so với
Pentium II. Tuy nhiên, các thiết kế Celeron sau đó đều có L2, nhanh hơn
khi sử dụng cho các trình ứng dụng Mutilmedia so với các chip Pentium II.
Kết hợp các chip hỗ trợ 810 của Intel vốn đợc thiết kế cho các trình ứng
dụng Multimedia. Celeron trở nên tuyệt vời, là sự lựa chọn chi phí thấp cho
hầu hết các trình ứng dụng sử dụng cho gia đình và văn phòng. Intel đa ra
loại Celeron mới, dựa vào chip Pentium III thay vì Pentium II. Mục đích
nhằm cung cấp khả năng xử lý thích hợp cho công việc nhiều ngời mong
muốn đối với máy tính với giá thành hạ. Bộ Celeron mới hỗ trợ bus 100

dụ nh xử lý từ ngữ với một lợng nhỏ các tập tin dữ liệu. Vào thời kỳ này,
hầu hết tính năng ổ đĩa mềm đợc chuyển qua ổ cứng để lu hệ điều hành,
trình ứng dụng, và dữ liệu. Khi đó, ổ đĩa mềm có dung lợng cao nhng kích
cỡ nhỏ đợc dùng để tải thông tin và trình ứng dụng mới lên ổ cứng, đồng
thời chuyển dữ liệu từ máy này qua máy khác, đĩa mềm còn đợc dùng để lu
trình khởi động khi ổ cứng bị h hoặc dữ liệu bị tổn thất. Hiện nay, các ổ
CD-ROM bắt đầu đóng vai trò lớn cho PC vì lu trữ dữ liệu lớn với giá phải
chăng nên vai trò của ổ đĩa mềm là cung cấp khả năng tải các chơng mới
hoặc các chơng trình điều khiển thiết bị, và là phơng tiện khở động khẩn
cấp khi ổ cứng có sự cố.
2. Cấu tạo:

- DOS quy định đặt tên ổ đĩa mềm là A và B.
Hà Thế Hng

10


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

- Phần cơ khí:
+ Chốt ổ đĩa.
+ Giá đỡ bảo vệ kẹp thiết bị đĩa.
+ Tự động di chuyển đầu đọc
Đầu từ đọc ghi và thanh ngang đầu từ có nhiệm vụ định vị đầu từ
chính xác trên rãnh mong muốn để đọc hoặc ghi dữ liệu. Đầu từ đợc gắn
với với trục nâng nó chuyển động theo bán kính của đĩa, điều khiển thanh
ram và motor bớc thanh mang.

Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

Bảng lịch sử phát triển tiêu chuẩn ổ đĩa mềm.
Sự phát triển công nghệ đĩa mềm
Kiểu ổ đĩa mềm

Dung lợng

Loại máy tính

5.25 inch một mặt

160 K

IBM PC

5.25 inch một mặt nâng cấp DOS

180 K

IBM PC

5.25 inch hai mặt

360 K

PC, PC-XT


thiết bị ghi điện tử.
b1. Đầu đọc ghi tạo ra các dòng tín hiệu điện + hoặc biểu thị các giá
trị 0 và 1 của thông tin kỹ thuật số.
c1. Thông tin đợc ghi lên bề mặt có tráng các hạt kim loại có khả năng
từ hoá.
d1. Bề mặt lu trữ chuyển động phía dới đầu ghi, theo chuyển động quay
(đĩa) hoặc chuyển động dọc (băng).
e1. Bộ điều khiển dành một phần của đĩa để ghi thông tin đặc biệt về
tập tin đợc ghi trên đĩa đó.
Ngời dùng có thể yêu cầu ổ đĩa chạy đến một phần xác định của đĩa
hoặc băng phía dới đầu đọc ghi. Khi từ trờng thay đổi đi qua dới đầu đọc
Hà Thế Hng

12


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

ghi sẽ tạo ra dòng điện biến thiên, tái tạo dòng điện đợc dùng để ghi dữ liệu
trên băng hoặc đĩa. Công nghệ từ tính đợc dùng trên các PC trong nhiều
năm. Khoảng các năm trớc, PC bắt đầu chuyển sang sử dụng công ngệ
đọc/ghi theo các nguyên lý quang học không sử dụng từ tính. Thiết bị
quang học chủ yếu trên PC là CD-ROM. Các đĩa này đợc sử dụng rộng rãi
để phân phối hệ điều hành và các trình ứng dụng, CD-ROM tiêu chuẩn có
dung lợng 660 Mb. Sự cải tiến CD-ROM đa đến DVD-ROM có thể lu đến
1.7 Gb trên đĩa có cùng kích cỡ nh CD.
ổ đĩa xuất hiện giữa những năm 1990 kết hợp công nghệ quang học
và từ tính. Các ổ này sử dụng kỹ thuật đọc/ghi từ tính nhng có hơn 700 vệt

Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

+ Không để nớc rơi vào đĩa mềm.
+ Không uốn cong đĩa mềm
+ Tránh để đĩa mềm ở nơi nóng, ở gần nơi có từ trờng mạnh nh:
Nam châm vĩnh cửu, mặt sau của loa
- Sự vận hành :
Khi chèn đĩa mềm vào ổ, đĩa định tâm trục quay và bắt đầu quay.
Đồng thời hai đầu đọc/ghi, một ở mặt trên (phía 0) và một ở mặt dới (phía
1) chuyển đến vị trí, ấn nhẹ lên đĩa. Các đầu này đợc chuẩn bị để đọc hoặc
viết lên các hạt từ tính trên đĩa. ổ đĩa dịch chuyển các đầu đọc/ghi theo các
lệnh từ thẻ mạch điều khiển. Bộ điều khiển ổ đĩa mềm nhận các lệnh đọc
hoặc ghi từ DOS. Bộ điều khiển ổ đĩa mềm không cần theo dõi nội dung
của đĩa, điều nay do DOS thực hiện. Không cần biết các phần của đĩa còn
trống và khả dụng cho dữ liệu mới điều này cũng do DOS thực hiện. Bộ
điều khiển ổ đĩa mềm chỉ thay đổi lệnh của DOS để xử lý tín hiệu điều
khiển động cơ bớc, chuyển đầu đọc/ghi từ vệt dữ liệu này sang vệt dữ liệu
khác đồng thời biết sector nào của đĩa mềm đang làm việc với đầu đọc/ghi.
Đối với các ổ 5.25 inch bộ điều khiển ổ đĩa mềm định vị các sector
với sự hỗ trợ của lỗ chỉ số trên đĩa. Khi đĩa mềm quay, hai lỗ chỉ số này
thẳng hàng với nhau qua mỗi vòng quay và mắt đọc trong ổ đĩa sẽ gởi tín
hiệu bộ điều khiển ổ đĩa mềm mỗi khi các lỗ này thẳng hàng. Bộ điều khiển
sẽ tính các dấu sector cho đến khi dấu sector mong muốn ở dới đầu đọc/ghi.
Bộ điều khiển đọc dữ liệu trong sector đó tách các bit thông tin ra khỏi bít
dữ liệu, đa dòng dữ liệu đến bộ vi xử lý thông qua bus.
Còn với ổ 3.5 inch cũng hoạt động theo nguyên lý nh 5.25 inch nhng
có cơ chế để biết vị trí trên vệt quay theo sự ăn khớp của một vạch trên trục
chính với vạch ở mặt trong đĩa mềm và rotor của động cơ chuyển động


Vệt/mặt

Sector/vệt

Mật độ kép

5..25 inch

Mật độ cao

360 K

40

9

2.0 trở lên

5..25 inch

1.2 Mb

80

15

3.0 trở lên

Mật độ kép


36

5.0 trở lên

-

DOS tơng thích

Th mục và FAT:

Khi định dạng đĩa DOS tạo ra bảng gán tập tin (FAT) và th mục trên
vệt 0 để dữ liệu lu có thể định vị trên đĩa đó. Th mục chứa tên tập tin, kích
cỡ, ngày tháng FAT chứa thông tin về từng cluster. Cluster là nhóm có
kích cỡ thích hợp gồm có các sector đợc dùng để lu thông tin. Đĩa mềm có
1 hoặc2 sector/cluster (đĩa 1.2, 1.44 Mb có 1 sector; đĩa 360, 720, 2.88 Mb
có 2 sector), đĩa cứng có 4 sector/cluster. Toàn bộ việc đọc/ghi trên đĩa thực
hiện theo từng bớc chứa một sector. Nếu chỉ một nửa cluster chứa dữ liệu từ
tập tin, thì nửa còn lại đợc để trống. FAT lu thông tin về nội dung từng
cluster, FAT có danh sách tất cả các cluster. Số 0 trong FAT của cluster
trống cho biết cluster đó có thể đợc sử dụng, các phần h hỏng trên đĩa đợc
đánh dấu bằng cách khoá các cluster tơng ứng trong FAT.
- Bộ điều khiển đĩa mềm:
ổ mềm có động cơ và cơ cấu cần thiết để quay đĩa và dịch chuyển
đầu đọc/ghi bất kỳ trên đĩa, ngoài ra còn có các bộ cảm biến đóng của ổ đĩa
(ổ 5.25 inch) hoặc cảm biến sự hiện diện ổ đĩa (đĩa 3.5 inch) và bộ cảm biến
bảo vệ ghi. Bộ điều khiển ổ đĩa mềm là giao diện giữa bus máy tính và ổ đĩa
mềm. Bộ điều khiển này nhận các lệnh đọc/ghi từ bộ vi xử lý và dữ liệu từ
Hà Thế Hng



Tỉ số dung lợng

Tỉ số truy cập

1
2
11.5
32
54
250
400
650
1000
1700
2000
2800

10
5
3.5
1.875
16..25
1.5
1.5
1
0.95
1
0.95
1

40 ms
28 ms
15 ms
13 ms
12 ms
12 ms
8 ms
7.6 ms
8 ms
7.6 ms
8 ms

2. Cấu tạo
Hà Thế Hng

16


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

Đĩa cứng thờng gồm một hoặc nhiều đĩa từ bằng kim loại hoặc nhựa
cứng đợc sắp xếp thành một chồng theo một trục đứng và đợc đặt trong một
hộp kín để tránh bụi. So với đĩa mềm dung lợng của nó lớn hơn nhiều và thờng từ 10Mb hàng trục Gb. Mỗi mặt đĩa có một đầu từ riêng, các đầu từ
này di chuyển cùng nhau dọc theo bán kính của đĩa.
- Cylinder (Từ trụ): Là một một nhóm các rãnh có cùng đờng kính
trên các mặt đĩa.
- Track (Rãnh): Là một vòng tròn đồng tâm mà dữ liệu đợc ghi trên
đĩa cứng thì số rãnh bằng số cylinder. Có một cylinder đặc biệt hay còn gọi


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

- Đĩa cứng tơng tự nh đĩa mềm, nhng công nghệ đĩa cứng phát triển
rất nhanh. Đĩa cứng quay nhanh hơn, mật độ dữ liệu cao hơn do đó tốc độ
truy cập dữ liệu nhanh. Cũng nh các loại thiết bị điện tử khác, từ máy tính
cầm tay trở đi mỗi thế hệ đĩa cứng đều nhỏ hơn, nhanh hơn và dung lợng
nhớ lớn hơn. Các máy tính xách tay có ổ cứng chỉ cao khoảng nửa inch, nhng dung lợng nhớ đến vài Gb.
- Các bộ phận cơ học trong ổ đĩa cứng là nơi dễ bị h hỏng nhất, nhng
cũng đợc cải tiến liên tục. Các cơ cấu trợ động chính xác và tin cậy đang
thay thế cho các động cơ bớc trong ổ cứng dung lợng cao.
+ Cơ cấu động cơ bớc dịch chuyển đầu đọc/ghi theo từng đoạn xác
định trên bề mặt đĩa, bảo đảm định vị chính xác khi ổ còn mới nhng trong
quá trình sử dụng có thể bị mòn dần, do đó các ổ đĩa sẽ không thẳng hàng.
+ Cơ cấu trợ động theo kiểu cuộn dây định vị đầu đọc/ghi rất chính
xác không bị mòn trong quá trình sử dụng, do đó độ tin cậy cao hơn đồng
thời tiêu thụ ít năng lợng hơn.
3. Hoạt động:
Có nhiều kiểu thiết kế ổ đĩa cứng, nhng tất cả đều có kiểu cùng cấu
trúc. Động cơ nhỏ làm quay các đĩa (thờng bằng nhôm) theo tốc độ chính
xác. Các đĩa đợc tránh lớp oxide Mg, Cr, Fe, hoặc các hạt kim loại khác có
khả năng từ hoá. Trên và dới mỗi đĩa, đầu đọc/ghi trợt trên đệm không khí
sát với bề mặt đĩa. Đầu này từ hoá các hạt trên đĩa sử dụng sự thay đổi cực
tính để mã hoá dữ liệu. ổ đĩa hiện nay có hai đĩa, thờng có bốn đầu đọc/ghi
và bốn bề mặt dữ liệu. Cùng với dữ liệu còn có chỉ số ghi trên đĩa xác định
vị trí lu trữ dữ liệu đợc gọi là sự trợ động lồng ghép.

h1. Bộ phận đầu đọc ghi.

IDE, IEIDE và SCSI sự chuyển đổi này đợc thực hiện bằng mạch điện tử
tích hợp trong ổ đĩa đợc gọi là bộ tách dữ liệu, trên các ổ đĩa khác dữ liệu
chuyển từ ổ đĩa đến bộ điều khiển ở dạng nối tiếp và đợc chuyển đổi ở bộ
điều khiển đó. Hiện nay, có nhiều kiểu ổ đĩa và bộ điều khiển với các xác
lập Jumper khác nhau vì vậy cần có sổ tay hớng dẫn từ nhà sản xuất ổ cứng.
4. Cấu trúc Logic:
Nói chung, đĩa cứng đợc chia thành các sector và các cylinder. Dữ
liệu trên ổ cứng đợc lu theo các vòng đồng tâm (track). Trên mỗi track, dữ
liệu đợc chia nhỏ theo các đơn vị sector, mỗi sector có thể chứa 512 byte
hoặc 1024 byte. Cylinder đợc định nghĩa là các track nh nhau trên từng đĩa
cứng. Mỗi bit dữ liệu định vị trong một sector, trên track xác định (vòng
tròn đồng tâm) ở mặt trên hoặc ở dới đĩa. Track ngoài cùng trên từng đĩa là
cylinder 0, track kế tiếp là cylinder 1,
Có hai phơng pháp thông dụng đợc dùng để bao gói thông tin điều
biến tần số cải tiến (MFM) và mã hoá giới hạn chiều dài (RLL). Các ổ đĩa
mềm tiêu chuẩn đều sử dụng MFM, còn các ổ đĩa cứng có thể sử dụng RLL
hoặc MFM. Kỹ thuật mã hoá MFM sử dụng 17 sector/track, mã hoá RLL
sử dụng 26 sector/track do đó có mật độ lu dữ liệu lớn. Khi mới xuất hiện,
RLL đòi hỏi bề mặt chất lợng cao ngày nay có thể đáp ứng với mọi ổ đĩa và
mọi kỹ thuật mã hoá. Sơ đồ mã hoá dữ liệu đợc thiết lập trong phần cứng bộ
Hà Thế Hng

19


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

điều khiển thay vì trên đĩa cứng. Bộ điều khiển MFM và ổ cứng RLL tạo ra

chỉ lu 700 hoặc 800 Mb dữ liệu. Nếu ổ cứng chứa nhiều tập tin ngắn ta có
thể không tận dụng hết dung lợng nhớ của ổ cứng đó. Để sử dụng dung lợng
nhớ tốt hơn, ta có thể chia ổ cứng thành nhiều ổ logic nhỏ.
- Cấu trúc dữ liệu trên đĩa cứng:
Hệ điều hành chia đĩa cứng thành hai phần logic: phần logic và phần
hệ thống.
Phần hệ thống chứa các chơng trình cơ bản và các th mục để máy
tính vận hành và các bản ghi về phơng pháp lu thông tin trên đĩa. Sector
khởi động chứa một chơng trình ngắn cung cấp các hớng dẫn cần thiết để
khởi động máy tính. Trong này còn có thông tin về dung lợng đĩa, nếu có
dành cho DOS và vị trí các tập tin khởi động của DOS. Mỗi đĩa đều có
sector khởi động. Các đĩa hệ thống còn có tập tin cần thiết để kích hoạt
Hà Thế Hng

20


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

DOS, tuy nhiên các hệ điều hành mới của Microsoft (Windows 2000,
Windows NT) không cần DOS để khởi động. Sector khởi động đợc ghi trên
vệt 0 là vị trí cố định trên đĩa. Nếu sector này bị h hoặc các tập tin không
chuẩn ta cần phải tìm phơg pháp khác để khởi động hệ thống. Phần kế tiếp
của đĩa lu FAT, thông tin về sự sắp xếp dữ liệu trên đĩa. FAT 1và FAT 2 là
các số cho biết các cluster liên kết với nhau: cluster không sử dụng đợc và
các cluster còn trống. Hệ thống có biện pháp bảo vệ bằng cách duy trì cặp
FAT đồng nhất. Nếu cluster khởi động bị h, DOS sẽ không có khả năng
nhận biết đĩa và đa ra thông báo ví dụ nh: Non-System Disk, còn nếu FAT



Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

+ Thời gian tìm thông tin: Thời gian trung bình cần thiết để định vị
đầu đọc/ghi của ổ đĩa theo vệt lu thông tin tơng ứng trên ổ đĩa. Thời gian
này dựa trên vị trí của vệt và vị trí đầu đọc/ghi khi bắt đầu chuyển động.
+ Thời gian chờ: Thời gian trung bình để quay ổ đĩa, đa dữ liệu tơng ứng đến đầu đọc/ghi, thời gian này phụ thuộc vào tốc độ quay ổ đĩa.
+ Kích cỡ bộ đệm dữ liệu: Tốc độ thông tin đợc chuyển từ ổ đĩa
đến bus máy tính hoặc ngợc lại từ bus đến ổ đĩa.
Tổng giá trị hai yếu tố đầu đợc gọi là thời gian truy cập. Thời gian
truy cập là khoảng thời gian cần thiết để cơ cấu đầu đọc/ghi tìm đợc vệt
hoặc cylinder chứa dữ liệu cần thiết, thời gian cơ cấu này ổn định tại vị trí
dữ liệu đó cộng với thời gian dữ liệu chuyển đến phía dới đầu đọc/ghi.
Thành phần cuối cùng của tốc độ ổ đĩa là tốc độ truyền dữ liệu. Nói
chung, tốc độ truyền dữ liệu phụ thuộc tốc độ quay ổ đĩa và kiểu giao diện
đợc dùng để truyền dữ liệu. Điều quan trọng là dòng dữ liệu ra khỏi ổ cứng
thờng chứa lợng thông tin nhiều hơn so với thông tin ta cần tìm do phải có
thông tin về định dạng dữ liệu, về xử lý các biến thiên tốc độ do thông tin
rải rác trên các phần khác nhau của đĩa cứng. Trên ổ IDE và SCSI vi mạch
sẽ tách thông tin ra khỏi dòng dữ liệu, trên các ổ cứng cũ thẻ mạch điều
khiển ổ đĩa sẽ tách phần thông tin đó. Do khối lợng thông tin thực tế ra khỏi
ổ đĩa lớn hơn lợng thông tin ta cần, tốc độ truyền dữ liệu có thể chậm hơn
một ít nhng ta không thể nhận thấy điều đó.
- Hệ số đan xen:
Sự đan xen của đĩa cứng có ảnh hớng lớn đối với tốc độ truy xuất
thông tin từ ổ đĩa cứng. Sự đan xen, có quan hệ trực tiếp với tốc độ của các
phần tử cơ học và logic của ổ đĩa. Hệ số đan xen cho biết số lợng sector

3:1

1,7,13,2,8,14,3,9,15,4,10,16,5,11,17,6,12

h3. Hệ số đan xen 2:1 và 3:1 trên ổ đĩa có 17 sector
- Kích thớc ổ cứng:
Các máy tính cũ chỉ có khoảng 5.25 inch, còn các máy tính hiện nay
thờng có vài khoang lớn 5.25 inch, 3.5 inch. Các máy tính xách tay thờng
sử dụng ổ cứng 2.5 inch có dung lợng cao, tiêu thụ năng lợng thấp nhng giá
lại tơng đối cao.
- Các giao diện ổ đĩa cứng:
Máy tính truyền thông với đĩa cứng qua giao diện tập hợp các quy tắc
về thẻ mạch, cáp điện, vi mạch điện tử trên đĩa cứng và các tín hiệu điện
trao đổi giữa đĩa cứng và bộ điều khiển. Qua nhiều năm, máy tính liên tục
có sự cải tiến về giao diện và phần cứng liên quan. Theo thứ tự thời gian,
máy tính lần lợt sử dụng các giao diện ST506, ESDI, SCSI, IDE (hay ATA),
tiêu chuẩn EIDE tăng cờng (hay ATA-2), Ultra ATA (dựa trên Ultra
DMA/33) và Wide SCSI.
Máy tính ngày nay thờng dùng giao diện EIDE, SCSI và Fibre Chanel
trong các ứng dụng âm thanh, đồ hoạ, video và kỹ thụât.
- Giao diện ổ cứng cung cấp:
+ Thẻ mạch điều khiển tiêu chuẩn lắp vào bus bản mạch chính của
máy tính hoặc vào đầu nối trên bản mạch chính với đờng dẫn bus cục bộ
đến bộ vi xử lý.
+ Khả năng diễn dịch giữa hệ điều hành và ROM BIOS của máy
tính để điều khiển các dòng dữ liệu.
+ Phơng tiện gởi dữ liệu lu trên đĩa cứng, hớng dẫn đĩa cứng truy
xuất thông tin khi cần thiết.
Mỗi kiểu giao diện ổ cứng đều có phơng pháp riêng để lu dữ liệu. Ví
dụ: SCSI sử dụng bus riêng rẽ (đờng dẫn tín hiệu điều khiển và tín hiệu dữ

hoặc là IDE bị hỏng thì chơng trình BIOS của hệ thống cho phép ta khử
hoạt động của bộ điều khiển IDE trên bản mạch chính. Nếu bộ điều khiển
IDE không phải là một phần của BIOS, bản mạch chính sẽ có khối jumper
để ngắt hoạt động bộ điều khiển đó và chấp nhận bộ điều khiển mới đợc lắp
vào bus. Bộ điều khiển IDE có thể làm việc với hai ổ đĩa, nếu máy có nhiều
ổ đĩa thì cần có thêm bộ điều khiển.
Năm 1995, các nhà sản xuất máy tính bắt đầu sử dụng tiêu chuẩn kỹ
thuật EIDE, cho phép tăng tốc độ truyền dữ liệu đồng thời có thể làm việc
với bốn ổ đĩa, kể cả ổ CD-ROM. Các bộ điều khiển trên thẻ mạch cộng
thêm ví dụ: Easy Ultra IDE PCI Ultra ATA Dual Chanel Controller có thể
hỗ trợ IDE, EIDE/Fast ATA, Ultra ATA Thẻ mạch này không thể khởi
động hệ thống, chỉ hoạt động bên cạnh bộ điều khiển IDE/EIDE khởi động
hệ thống nhng có thể đạt tốc độ truyền dữ liệu 33Mb/s trên các ổ đĩa tơng
ứng.

Hà Thế Hng

24


Báo cáo thực tập phần cứng PC

Thiết bị lu trữ dữ liệu

Năm 1999, xuất hiện các bộ điều khiển IDE ATA/66 và các ổ đĩa tơng ứng. Bộ điều khiển này tơng thích với các thiết bị IDE và ATAPI cũ sử
dụng nghi thức ATA/33. Để ATA/66 hoạt động hết công suất, BIOS bản
mạch chính hoặc bộ điều khiển cộng thêm phải hỗ trợ ATA/66, hệ điều
hành phải nhận biết bộ điều khiển đó đồng thời phải có cáp tơng ứng. Bộ
điều khiển và ổ cứng hiện nay tuân theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hệ thống
máy tính nhỏ (SCSI). Các SCSI (và các biến thể SCSI-2, SCSI-3) có tốc độ

EIDE (ATA-2)

11.1 hoặc 16.6 Mb/s

FAST SCSI-2

20 Mb/s

Ultra ATA

33.3 Mb/s

Ultra SCSI

20 Mb/s

Ultra 2 SCSI

40 Mb/s

SCSI-3

80Mb/s

Ultra 3 SCSI*

160 Mb/s

Ultra 160 SCSI