Tổ chức dữ liệu cơ bản của đĩa cứng như thế nào

ban ne o dia cung la dang nao tot nhat day>??? HDD hay SDD

Ở đây chúng tôi xin được khẳng định rõ quan điểm của mình là “tổ chức dữ liệu cơ bản (hay còn được gọi là tổ chức dữ liệu cấp thấp)” của đĩa cứng để phân biệt rõ ràng với “tổ chức dữ liệu cấp cao” của ổ cứng do những hệ thống file (file system) của những OS được cài đặt trên ổ cứng tổ chức mà trong một số tài liệu đã nói chung chung là “tổ chức dữ liệu ổ cứng”. Tổ chức dữ liệu cơ bản của đĩa cứng là cách sắp xếp những phần tử/đơn vị lưu trữ dữ liệu ở mức thấp nhất mà nhà sản xuất đã quy định đồng thời các giá trị đo lường của ổ cứng cũng được tuân thủ theo nguyên tắc riêng. Các đơn vị đo lường của ổ cứng được tính theo nguyên tắc sau : Bit là đơn vị lưu trữ dữ liệu nhỏ nhất và chỉ có thể lưu trữ một trong hai giá trị 1 hoặc 0. 1 byte = 8 bit; 1 Kbyte = 1024 byte; 1 Mbyte = 1.000.000 byte; 1 Gbyte = 1000 Mbyte = 1.000.000.000 byte; 1 Tbyte = 1000 Gbyte=1.000.000 Mbyte=1.000.000.000 byte; Cách thức tổ chức dữ liệu cấp thấp của ổ cứng: Như đã trình bày ở những phần trên 1 byte thì gồm nhiều bit và một sector thì bao gồm nhiều byte, một track thì bao gồm nhiều sector và một cylinder thì bao gồm nhiều track đồng trục và bằng nhau. Ngoài ra chúng tôi cũng có nhắc đến vấn đề “tổ chức dữ liệu kiểu liên tục” ở phần trên, thật ra các đơn vị lưu trữ dữ liệu trên ổ cứng (tính từ đơn vị lưu trữ dữ liệu nhỏ nhất) chính là một chuỗi dài các đơn vị bit từ chỗ đầu đọc bắt đầu đọc và ghi cho đến điểm cuối cùng mà đầu đọc có thể đọc/ghi được. Cả một chuỗi dữ liệu bao gồm các giá trị 1 và 0 (tính theo đơn vị lưu trữ bit) này chính là cách tổ chức đơn giản nhất hay nói cho có tính khoa học là tổ chức dữ liệu cấp thấp của ổ cứng. Để vấn đề trở nên mạch lạc và dễ hiểu hơn chúng tôi xin được minh hoạ đĩa cứng với “cái thước dây của thợ may”. Bây giờ bạn đã bắt đầu liên tưởng được rồi, thay vì trên thước dây có đơn vị nhỏ nhất là 1mm thì bạn hãy cho nó là 1 bit. Bây giờ bạn hãy lấy một khúc gỗ tròn để đại diện cho trục ổ cứng rồi từ từ quấn cái thước dây này quanh trục cho đến khi hết. Lúc này bạn sẽ thấy một sợi dây dài đã quấn thành nhiều vòng quanh trục, vòng tròn lớn nhất nằm ở ngoài cùng và nhỏ nhất là nằm ở trong cùng. Bạn sẽ gọi từng vòng là track, gọi từng cung của những vòng này là sector và đếm số mm trên từng vòng một bạn sẽ biết được vòng nào dài bao nhiêu mm từ đó biết được số bit trên mỗi vòng và nhận ra là các vòng ở ngoài càng lớn thì độ dài (dung lượng) càng cao hơn các vòng ở trong. Và như chúng tôi đã nói là bạn phải liên tưởng , qua ví dụ thực tế về cái thước dây chắc bạn cũng hiểu được tỗ chức dữ liệu cấp thấp trên ổ cứng là như thế rồi ! Tổ chức luận lý của PC: Hệ điều hành luôn luôn phải làm một công việc quan trọng đó chính là tổ chức và tìm kiếm dữ liệu trên đĩa cứng. Đối việc việc tổ chức và tìm kiếm trên đĩa từ thì độ tương tác giữa hệ điều hành và đĩa cứng lại càng phải thật mật thiết ! Khác với việc đọc đĩa CD (chỉ cho phép đọc) , hệ điều hành chẳng phải quan tâm gì đến việc xem lại tổ chức dữ liệu của CD bị thay đổi hay không. Để tăng tốc và tính hiệu quả cho việc truy xuất những byte dữ liệu đặc thù trên đĩa từ, hệ điều hành phải xây dựng cấu trúc thư mục và những chỉ mục diễn giải những gì mà nó chiếm dụng, những phần free và những phần không nên được sử dụng nhằm tránh lỗi vật lý cho đĩa từ. Kiểu thông tin của ổ đĩa thì được gọi là “định dạng luận lý” (ở đây tôi sử dụng từ “ổ đĩa” để minh họa sự khác biệt giữa “nguyên cái ổ cứng” và 1 partition trên ổ cứng đó nhằm tránh lầm lẫn giữa 2 khái niệm rất dễ lẫn lộn) Để lấy vị trí một vùng nào đó trên đĩa cứng, bộ điều khiển ổ cứng sẽ sử dụng các đầu đọc ở những mặt đĩa khác nhau , vị trí track, và vị trí sector như thế PC cũng phải chỉ định vị trí của “ổ đĩa” theo cách tương tự. Tuy nhiện đó cũng chính là một điều rất bất tiện cho hệ điều hành giao tiếp với đĩa cứng bằng ngôn ngữ mà bộ điều khiển có thể hiểu được. Ví dụ đơn giản đó là số sector, số track và số mặt từ của mỗi đĩa cứng đề khác nhau (khác loại) Chính vì lẽ đó mà hệ điều hành phải xác định dữ liệu dựa trên một dãy số liên tục có hệ thống cho phép nó có thể lưu trữ thông tin các phần của ổ cứng. Để giảm tải cho đầu đọc hệ điều hành phải giám sát ổ cứng ở cấp độ sector, lớp cao nhất mà hệ điều hành phải làm việc khi cần chính là một chuỗi nhiều sector gọi là clusters. Số lượng sector trong một cluster phục thuộc vào dung lượng của ổ cứng và được xác định khi ổ đĩa được định dạng. Hệ điều hành tổ chức thành “ổ đĩa luận lý” thành 2 vùng chính: vùng hệ thống và vùng dữ liệu. Vùng hệ thống bao gồm các sector để boot (boot sector), bảng hệ thống thông tin file (FAT) và thư mục gốc. Vùng dữ liệu thì dùng để chứa file và folder. Boot-sector: Nơi lưu trữ boot record. Nó chính là sector vật lý đầu tiên trên đĩa mềm (sector 0) hoặc sector khởi đầu của một ổ đĩa luận lý (một phân vùng trên đĩa cứng đã được định dạng). Boot sector xác định cấu trúc của ổ đĩa (sector size , cluster size…). Nếu là ổ đĩa boot được , nó sẽ cũng chứa theo chương trình khởi động hệ điều hành.