Bài giảng Lưu trữ - Các hệ thống tổ chức tập tin

i liên sector được gán một sốFAT 12: dùng một con số 12bitFAT 16: dùng một con số 16bitFAT 32: dùng một con số 32bit (windows 98)Lưu trữ tập tin trong mọi liên sector, khi xoá tập tin các liên sector có thể dùng lại,FAT: linh hoạt, đáng tin cậy.FAT 12: 4096 (212) liên sector (clustor)Không dùng, các ổ cứng nhỏ (32MB).FAT 16: 65.536 (216) liên sectorổ đĩa 120MB một clustor: 120MB/65.536.ổ đĩa 500MB một clustor: 500MB/65.536 khoảng 7,6KB (thự tế 8KB)Lưu tập tin 2KB lãng phí (8KB-2KB)Hiện tượng phân mảnh tập tin (do các liên sector đều độc lập) hiệu ứng phụ.Một tập tin cần nhiều liên sector có thể nằm rải rác bất kỳ trên đĩa.VD:tập tin dùng 20 liên sector trên track 345, 2 liên sector trên track 1012, 50 liên sector trên track 2011Thực tế: buộc các ổ cứng làm việc cật lực cho việc truy tìm sector. định kỳ giải phân mảnh bằng các tiện ích: Defrag, speed disk (NU)FAT 16:DOS dùng hệ thống tập tin FAT 16Có 65.536 liên sector.Một liên sector có thể lớn tới 32KB.Phân hoạch tối đa: 65.536 x 32.768 = 2.147.486.648 byte (2,1 GB).Mọi tập tin chứa ít nhất 1 liên sectorNếu ổ đĩa >2,1GB tạo các phân hoạch logic tiếp theo tận dụng không gian bổ xung.VD: ổ đĩa 3,1 GB: tạo một phân hoạch 2,1GB và một phân hoạch 1GB.Cách giảm bớt không gian chùng: tạo nhiều phân họch nhỏ  các liên sector nhỏ hơnFat 32:hệ thống tập tin 32 bit (windows 95 OSR2) sau đó windows 98, Me, windows 2000, XP.4 bit phía trên được dành riêng.Dùng 28 bit còn lại để đánh số: 228 (268.435.456) liên sector.VD: phân hoạch 8GB với các liên sector 4KB.Kích cỡ tối đa cho 1 phân hoạch: 2TBLoại bỏ kích cỡ cố định thư mục gốc.Các ứng dụng DOS (không viết lại) chỉ truy cập tin tới 2GB.Các ứng dụng win32 có thể làm việc trên các tập tin tới 4GB.Các trình tiện ích được viết cho FAT16 không làm việc cho FAT32VIRUS và MBR:Thay mã MBR bằng mã riêng.Khi khởi động mã MBR được nạp vào bộ nhớ mã virus sẽ được nạp.Nếu BIOS hỗ trợ tính năng “bảo vệ MBR”. sẽ ngăn cấp thông tin được ghi vào MBR.Kích hoạt trong CMOS setup.ĐĨA CD-ROM (compact disc)Đầu năm 1982: hãng Sony và Philips.Compact nhạc (audio CD).Ghi dữ liệu dưới dạng số hóa (digital)sử dụng các pit (hốc) và land (ụ).Giải pháp chức thông tin máy tính: (văn bản, hình ảnh đồ họa, các chương trình, phim, file âm thanh)Cấu tạo đĩa CDDập các pit và land lên một đĩa chất dẻo poly-carbonate.phủ một lớp tráng bạc (phản quang) lên đĩa để phản xạ ánh sáng laser.Sau tráng bạc được tráng một lớp sơn(tránh hoá chất ăn mònDữ liệu trên CDGhi thành một đường rãnh (track) xoắn ốc liên tục, duy nhất, chạy từ tâm quay ra vùng ngoài rìa.Một pit (sâu 0,12µm, rộng 0,6µm). Các pit và land có thể dài 0,9 đến 3,3µm.Khoảng cách 2 vòng xoắn 1,6µm  cung cấp khỏng 16.000 track trên 1 inch bán kính (TPI)sử dụng một tia laser và thiết bị phát hiện tia laser để cảm nhận sự hiện diện hay vắng mặt các pit.Tia sáng đập vào một land phản chiếu lại mắt đọc.Tia sáng đập vào pit, tia sáng sẽ bị phân tán theo mọi hướng.sự biến thiên các pit sang land và ngược lại tương ứng với các mức nhị phân. Không phải là sự có mât hay vắng mặtKiểu giải mã trong các ổ đĩa CDROM: Eight-to-Fourteen Modulation (EFM).EFM và cách lưu trữ dữ liệuDòng bit (bit stream): dữ liệu, thông tin sửa lỗi, thông tin địa chỉ, các mẫu đồng bộ hóa: được đại diện bằng các pit và land.Chuyển mỗi byte (8 bit) thành ra một chuỗi 14 bit( symbol).Một số nhị phân 1 phải được phân cách bởi ít nhất hai số nhị phân 01 frame CD-ROM tạo bởi:24 bit đồng bộ hóa14 bit điều khiển24 symbol dữ liệu8 symbol sửa lỗi14 bit kết thúc.(mỗi symbol phân cách bởi 3 bit kết hợp nữa)Tổng bit trong frame: 588Khối dữ liệu (data block) có 98 frameMỗi bock mang: 98*24=2352 bytes dữ liệu, cộng byte sữa lỗi, đồng bộ hóa, byte địa chỉ.Đĩa CDROM có thể giao 153.6KB dữ liệu (khoảng 75 block)/giây.Đĩa CDROM giống như CD nhạc có thể chứa 79 phút dữ liệu. Nhiều CD có khuynh hướng giới hạn con số này 60 phút.Có 270.000 blocks dữ liệu trong 60 phútMỗi block chứa 2048 byte dữ liệu  dung lượng sẽ là 553MB.Nếu 79 phút  dung lượng 682MB.Việc bảo quản các đĩa CDROMĐừng bẻ cong:Đừng đốt nóngĐừng làm trầy xước đĩa.Đừng dùng hóa chất trên đĩa.Đối với CD-R: tránh phơi dưới ánh sángỔ đĩa tốc độ quay bộiTốc độ dữ liệu của đĩa CD audio là 150KB/s.Đối với các dữ liệu máy tính có thể truyền nhanh hơn nhiều.ổ đĩa multi-spin đầu tiên 2x: 300KB/s, nếu gặp thông tin audio sẽ trở về 150KB/s.Tốc độ 4x (600KB/s)Cấu trúc ổ đĩa CDCD-ROM/CD-R: có khả năng tiếp nhận nhiều đĩa có kích thước khác nhau.Ổ đĩa quay ở tốc độ tuyến tính không đổi (CLV).Khi dò đến mép đĩa sẽ chậm lại và ngược lạidữ liệu đọc ở tốc độ không đổi.Phần mạch điện tử có khả năng phát hiện và sữa sai mọi lỗi dữ liệu.Phần cơ của ổ đĩa CDROMKhung sườn.Mặt vỏ trước, đèn led, nút chỉnh âm lượng và nút đẩy đĩa ra.Bo mạch in chính:điều khiển ổ đĩa giao tiếp, bo mạch in headphone.bộ phận trượt, thân nạp đĩa và nắp chắn.Một cụm motơ/ bánh răng truyền dẫn động cho cơ cấu nạp/đẩy đĩaĐộng cơ ổ đĩa: quay va đọc đĩa.Thiết bị quang:chứa một di-ốt phát và mắt đọc tia laser. Thiết bị quang trược dọc theo đường rayPHẦN ĐIỆN TỬ CỦA Ổ ĐĨA CDROMKhu vực mạch điều khiển: giao tiếp ngoại vi với bo mạch điều khiển ổ đĩa, thường dùng kiểu giao tiếp EIDE/IDE.Khu vực ổ đĩa quản lý các hoạt động vật lý, giải mã dữ liệu, sửa lỗiĐĩa DVDPhương tiện lưu trữ quang mật độ quangDVD video dùng để lưu trữ phim ảnh.DVD ROM lưu trữ phần mềm và dữ liệu máy tính. thời gian truy cậpThời gian cần thiết để tìm đến những thông tin cần thiết trên đĩa.Tương đối chậm, có thể cần đến vài trăm mili giây.Matsushita: 470msTỐC ĐỘ TRUYỀN DỮ LIỆUhai phương tiện tiêu biểu để đo tốc độ truyền dữ liệu:Tốc độ đọc dữ liệu vào trong bộ nhớ đệm on-board của ổ đĩa.(tốc độ truyền dữ liệu tuần tự).Creative Labs (matsushita): cung cấp 1.35MB/s ở DVD và 900KB/s đối với CD thưòngTốc độ chuyển giao dữ liệungang qua hệ thống cáp trên mạch điều khiển ổ đĩa (tốc độ dữ liệu có đệm trữ)8,3MB/s ở DMA mode 113,3MB/s ở DMA mode 2Các dạng thức dữ liệu lưuCác dạng thức dữ liệu có ý nghĩa quan trọng: chỉ ra những cấu trúc dữ liệu trên đĩa (volum, file, block,sector, mã CRC, đường dẫn, bảng ghi, bảng cấp phát file, phân khu).Dạng thức ở các sách A,B,C là UDF (UDF bridge (Universal Disk Format).Dạng thức ISO-9660Các chuẩn DVD âm nhạc và phim ảnhkỹ thuật nén MPEG (mition Picture Experts Group): nén âm thanh và hình ảnhMPEG-1: là 30 frame hình trên gây (frame per second) với độ phân giải352x240. Nén âm thanh đặt tả kỹ thuật âm thanh nổi.Cho phép 44.1 ngàn mẫu trên giâyMPEG-2: 60 frame/s với độ phân giải 720x480.Nén âm thanh vòng và nổi Dolby AC-3 5.Thực hiện 48 ngàn mẫu trên giâyTính năng tương thícg CDhỗ trợ các thiết bị đời củ.DVD tương thích ngược với: CD audio, CD-ROM, CD-1, CD Extra, CD-ROM/XA.ĐĨA DVD:giống các đĩa CDROM cổ điển: dữ liệu ghi theo mẫu hình xoắn ốc (pit va land)Kích thước giống CDROM.Dữ liệu dày hơn  dùng tia laser có bước sóng nhỏ hon nhiềuCó thể dùng nhiều lớp pit và land, mỗi lớp có một lớp phản quang riêng.Có thể sử dụng 2 mặt.Có khả năng cung cấp đến 4 lớp dữ liệuThực tế: thường là đĩa DVD 1 mặt: cung cấp 8.5GB dữ liệu với loại đĩa 2 lớp một mặt.Bộ mạch giải mã MPEG-2DVD :mạch điều khiền SCSI hoặc EIDE để truyền dữ liệu bình thường, nhưng khong dùng truyền dữ liệu video và audio.Do lượng dữ liệu lớn cần thiết để tái tạo phim ảnh và âm thanh thời gian thực.dữ liệu được nén ở mật độ cao: dùng những chuẩn MPEG.các ổ DVD đòi hỏi bo mạch giải mã MPEC-2 độc lập, dựa trên phần cứng của bus PCIBo mach giải mã MPEC-2 làm việc độc lập với hệ thống điều khiển ổ đĩa, hệ thống hiển thị, hệ thống âm thanhTổng quan về MPEC-2Khi ghi đĩa: MPEC-2 phân tích dữ liệu dư thừa.Thực tế: >95% dữ liệu số hoá đại diện cho một tín hiệu video là dư thừa nén dữ liệu mà không ảnh hưởng chất lượng hình.Gồm 2 giai đoạn mã hoá:Đánh giá độ phức tạp tín hiệu gốc.Tốc độ truyền bít cao: những hình ảnh phức tap.Tốc độ truyền bít thấp: những hình ảnh đơn giản. Quá trình truyền bit biến đổi. Phạm vi tốc độ truyền tới 10Mbits/sVới MPEC-2: đĩa DVD 1 lớp, 1mặt có thể chứa 2h 13phút phim ảnh và âm thanh ở tốc độ truyền 3,5Mbits/s.GHI CHÚ VỀ DOLBY AC-3:(Dolby Sourround AC-3 hoặc Dolby Digital)Phương pháp khác để mã hoá âm thanh DVD.5 kênh âm thanh và một kênh sub-woofer chung (5.1).Tác dụng âm thanh vòng 3D. Tốc độ 384Kbist/s.Tích hợp Dolby AC-3 trên bo MPEC-2Đĩa ZIPLà phương tiện tháo ráp được (removable media).3 nguyên tắc cơ bản của removable media:Ghi nhanh.Chứa nhiều dữ liệu.dễ vận chuyển.Đĩa Zip dùng loại đĩa 3.5inch. Dung lượng vài trăm MB.kỹ thuật định vị quang học để ghi dữ liệu.Nếu dùng SCSI  tốc độ nhanh.Ổ ĐĨA BĂNG TỪPhương tiện từ tính (ổ cứng, ổ mềm) dễ hỏng.  phương tiện lưu trữ dự phòng.Có khả năng lưu dự phòng những ổ cứng nhiều gigabyte trên một băng dữ liệu duy nhất.Là dạng lưu trữ từ tính khối lượng lớn cũ nhất.Thường dành cho các máy mainframe đời cũKhông đắt tiền và đáng tin cậyDùng hộp băng nhỏ, vật liệu nền bằng polyester dài, mỏng manh, mềm dẻoĐại điện cho phương tiện lưu trữ tuần tự. Lưu trữ dọc theo chiều dài của băng.Truy tìm tuần tự từng bit từ đầu đến cuối thì mới có thể tìm ra file mong muốn.Hiện có 3 lọai hộp băng:Hộp băng ¼ inch (QIC)Hộp băng TravanHộp băng quét theo đường xoắn ốc.CẤU TRÚC CỦA Ổ BĂNGCẤU TRÚC CƠ KHÍ:Khung sườn của ổ băng:	hai bộ phận sườn nạp băng	một bộ phận sườn bẩy.	một bộ phận tay đòn nạp băngChịu trách nhiệm về việc nạp và đẩy băng.Ổ băng D/CAS dùng hai moto trục cuốn: một môtơ cuộn tới, một cuộn lui để di chuyền băng khắp đĩa.Dùng động cơ điện một chiều.Tốc độ biến đổi khi gỡ cuộn này và quấn vào ống cuộn kia.Băng D/CAS phân thành từng track riêng rẽ dọc theo bề rộng.bộ phận đọc ghi: gồm 5 đầu từ riêng biệt.Hai đầu đọc.Hai đầu hgi,Một đầu xóaPhần điện tửVận hành các thiết bị vật lý của ổ băng (đầu đọc/ghi, các mô tơ cuộn băng, mô tơ tịnh tiến, đọc bộ mã hóa).3 bộ cảm biến:Cảm biến chống nạp băngCảm biến bảo vệ file.Cảm biến lỗ LEDĐọan đầu băng (BOT) và đọan cuối băng (EOT) chứa một chuỗi ngắn các lỗKhi ghi băng. Đầu xóa sẽ sạch mọi dữ liệu rồi mới ghi dữ liệu mới.Một bộ vi xử lý chiu trách nhiệm xử lý các chỉ thị của hệ thống.