Bài giảng Tin học Lớp 4 - Bài 5: Thiết bị lưu trữ

THIẾT BỊ LƯU TRỮ(Continous)1Bảo quản các đĩa CD-RKhông để các đĩa CD-R dưới ánh sáng mặt trời hoặc loại ánh sáng mạnh khác trong thời gian dài.Không viết gì lên đĩa.2Các “sách” chuẩn CD, CD-ROM, CD-RDo Philip và Sony qui định những tiêu chuẩn độc quyền mà sau này trở thành chuẩn CD nhạc và CD-ROM.Các tài liệu được bao bọc bằng những màu khác nhau. Mỗi màu đại diện cho 1 chuẩn khác biệt.Red book (Compact Disc Digital Audio Standard : CEIIEC 908) : Qui định những đặc tính dành cho CD nhạc – Được ký hiệu bàng các từ “Digital Audio” được in bên dưới logo đĩa.Yellow book (ISO 10149 : 1989) : được ghi dấu là “Data Storage” bên dưới logo của đĩa.Mode 1 : chế độ làm việc hỗ trợ cho dữ liệu máy tính.3Mode 2 (Mode XA) : chế độ làm việc hỗ trợ nhạc nén và video.Các chuẩn Yellow Book được xây dựng trên Red Book nên các ổ CD-ROM đều có khả năng playback các đĩa Audio CD.Orange Book (Recordable Compact Disc Standard) : chuẩn chính thức của các ổ ghi CD (CD Rewrite), các sản phẩm ghi được (Magneto-Optical :MO)Green Book : Qui định các tiêu chuẩn bổ sung dành cho việc ghi dữ liệu, hỗ trợ CD-I (Compact Disc Interactive). Hệ thống thông tin tương tác sử dụng các đĩa CD-I.Blue Book : Chuẩn dành cho các đĩa laser và các máy phát dành cho các đĩa đó.White Book : Qui định các chuẩn dành cho đĩa CD-ROM video.4Multi-Spin or Multi Speed DriveChuẩn Red Book qui định thông tin của đĩa CD audio đi từ phần cơ của máy đến mạch khuếch đại ở tốc độ là 150 KB/s  tốc độ 1.Chuẩn Yellow Book phát triển từ Red Book và nâng tốc độ lên gấp nhiều lần (Multi-Spin or Multi Speed Drive)  đọc Audio Red Book vẫn là 150KB/s nhưng với dữ liệu thì sẽ nhanh hơn (data throughput ).Các ổ đĩa Multi-spin ban đầu có trên thị trường là 2X và ngày nay là 60X.Incremental writing và Packet writing5Track-at-once là dạng của kiểu incremental writing : Ghi vào đĩa mỗi lần chiều dài 1 track là 300 block và tối đa là 99 track.Một track được ghi “at once” có 150block phụ trội dành cho run-in, run-out ; pre-gap và liên kết các track (linking).Disc-at-once là dạng của kiểu Packet writing (theo gói) :Tất cả được gói gọn trong 1 track  giảm được yêu cầu với dữ liệu phụ trội.Mỗi “packet” được ghi vào đĩa phải gồm 7 block data : 4 dành cho “run-in” ; 2 dành cho “run-out” và 1 dành cho việc liên kết.6Cấu trúc ổ đĩa CD-ROMỔ đĩa phải có khả năng tiếp nhận những đĩa có kích thước theo chuẩn từ nhiều nguồn cung cấp khác nhau.Ổ đĩa phải quay ở 1 tốc độ tuyến tính không đổi (Constant Linear Velocity : CLV)  tốc độ của đĩa thay đổi tỉ lệ nghịch với bán kính dò (tracking radius).Khác với phương thức quay tốc độ góc không đổi (Constant Angular Velocity : CAV) của FDD và HDD.Phần mạch điện tử của ổ đĩa phải có khả năng phát hiện và sửa sai mọi lỗi dữ liệu không đoán trước được trong thời gian thực.7Phần cơ của ổ CD-ROM8Phần mạch điện tửChia thành 2 khu vực chính : Khu vực mạch điều khiển (Controller circuitry) : dành cho việc giao tiếp ngoại vi sự nối kết của nó với board mạch điều khiển ổ đĩa (controller adater board). Đa số những nguyên nhân gây nên sự phức tạp về điện tử của ổ CD-ROM nằm ở khu vực này.Khu vực ổ đĩa (drive circuitry) : Quản lý các hoạt động vật lý của ổ đĩa CDROM (hoạt động nạp,đẩy đĩa ; quay đĩa ; di chuyển xe trượt  ), giải mã dữ liệu EFM và sửa lỗi.910Đĩa DVD & Tiềm năngDo nhu cầu giải trí ngày càng cao và  đĩa DVD ra đời – Là thế hệ lưu trữ quang học mật độ cao – chứa được nhiều dung lượng hơn.Digital Video Disc or Digital Versatile Disc.Các loại DVD ban đầu : DVD-Video và DVD-ROMDVD-Video : Dùng để lưu trữ film ảnh trên đĩa với chất lượng rất cao (cả về âm thanh) - Cũng đọc được trên đầu DVD-ROM (trên máy tính)DVD-Rom : Dùng để chứa những dữ liệu cũng như chương trình phần mềm (có dung lượng rất lớn).Ngày nay được sử dụng nhiều trong mọi lãnh vực : học tập, nghiên cứu, film ảnh  và đặc biệt là game 3D.11Các đặc tính và tiêu chuẩn DVDAccess Time : là thời gian cẩn thiết để ổ đĩa định vị những thông tin trên đĩa.Tương đối chậm : vài trăm mili-giây.DVD Creative : 470msCD-ROM : 180msDVD Toshiba được thiết kế thêm bộ Maximum DVD Kit của Diamond MultiMedia có thời gian truy cập là 200ms (130ms cho CDROM).Data transfer rate : Đo mức độ nhanh hay chậm mà dữ liệu được đọc ra khỏi đĩa.Tốc độ đọc dữ liệu vào trong bộ nhớ đệm (onboard) của ổ đĩa (sequential data transfer rate).12Tốc độ truyền dữ liệu ngang qua interface cable system đến mạch điều khiển ổ đĩa (buffered data transfer rate).Các sách và tiêu chuẩn :Book A : Qui định dạng thức và giải pháp thực hiện được dùng cho DVD-ROM (các chương trình và dữ liệu).Book B : Qui định về đĩa DVD-VideoBook C : Qui định về đĩa DVD-AudioBook D : Qui định về đĩa DVD-WO (Write Once)Book E : Qui định về đĩa DVD-E (Eraseable hoặc Re-Writeable) và DVD-RAM.13Các dạng thức dữ liệu lưu :Dạng thức được dùng bởi các sách Book A. B, C : Được gọi là UDF bridge (Universal Disk Format) – là sự kết hợp giữa UDF và ISO-9660 (là dạng thức được dùng cho CD từ lâu).Các chuẩn DVD audio và film :Hình ảnh và âm thanh của một film muốn đặt lên được DVD (hoặc lên CD) phải được nén lại.Kỹ thuật nén MPEG (Motion Pictures Experts Group) là phương án được chọn.Sử dụng tốc độ dữ liệu cố định MPEG-1 (ISO/IEC 1117-2) : là 30 fps với 352x240.Sử dụng tốc độ dữ liệu biến đổi MPEG-2 (ISO/IEC 13818-2) là 60 fps với 720x480.14Việc nén âm thanh sử dụng đặc tả kỹ thuật âm thanh nổi MPEG-1 (ISO/IEC 117-3) 44.1 khz. Âm thanh vòng MPEG-2 (ISO/IEC 13818-3) 5.1 và 7.1 , âm thanh Dolby AC3 5.1  48khz (thường dùng cho DVD).Backward compatibility with CD.Đĩa DVD :Cấu trúc cũng như đĩa CDROM (pit, land, size  ).Sự khác biệt :Mỗi rãnh của vòng xoắn cách nhau 0.74 (1.6) micro.Pit của DVD 0.4 (0.83)micro  data trên DVD dày đặc hơn rất nhiều.Tia laser dùng trong đĩa DVD phải có bước sóng nhỏ hơn (loại tia laser đỏ, bước sóng ngắn). Mỗi DVD có khả năng cunng cấp 8.5Gb chổ lưu trữ đối với đĩa 2lớp/mặt hoặc đến 17GB với loại đĩa hai mặt 2 lớp.Bảo quản đĩa DVD 15Ổ đĩa DVD : giống như của ổ đĩa CDROM về kiểu cách, hình dáng, kích thước. Sự khác biệt bên ngoài là  chữ DVD.DVD IDE : sử dụng cable IDE 40pin – cũng có các jump M-S-C.DVD SCSI : sử dụng cable 50pin – Cũng có các jump nhưng là nơi chỉ định ID (từ 2-6).Tất cả đều có 2 đầu xuất âm : Audio CD và Digital Audio.Bên trong ổ đĩa DVD : giống như CDROM. Nhưng khác ở chổ các mạch giao tiếp, mạch điều khiển moteur, đầu đọc  16Mạch kiểm soát mã khu vực : phụ trách bởi 1 IC – chip này chứa firmware cũng như region code dành cho ổ đĩa.Bảng các mã khu vực DVDCanada, Mỹ và các lãnh thổ thuộc chủ quyền của Mỹ.Nhật bản, Châu Aâu, nam Phi, Trung Đông (kể cả Ai cập)Đông Nam Á, Đông Á (kể cả Hồng Công).Úc, New Zealand, các đảo quốc Thái Bình Dương, Trung Phi, Nam Mỹ, Vùng CaribeLiên xô cũ, tiểu lục địa Ấn độ, Châu Phi (kể cả Bắc Triều Tiên, Mông Cổ)Trung Quốc.Những đĩa không có mã khu vực sẽ play được trên tất cả máy ở mọi quốc gia.17Bo mạch giải mã MPEG-2 :Những đĩa DVD Video và DVD Audio không dùng mạch điều khiển ổ đĩa để truyền. Lý do :Lượng dữ liệu cần thiết để tái tạo video và audio thời gian thực rất lớn  bus hệ thống sẽ bị sa lầy.Dữ liệu video và audio được nén bằng những chuẩn nén, nên nếu bus hệ thống không bị sa lầy bởi dữ liệu nén thì quá trình giải nén có thể làm quá tải hệ thống.Để play được DVD Video và DVD Audio, các ổ đĩa DVD-ROM phải có 1 board mạch giải mã MPEG-2 độc lập, dựa trên phần cứng của bus PCI (ngày nay là AGP).Bo mạch này làm việc độc lập với hệ thống điều khiển ổ đĩa, hệ thống hiển thị và hệ thống âm thanh trong máy18Tổng quan về MPEG-2 Quá trình mã hóa MPEG-2 cho DVD bao gồm 2 giai đoạn :Tín hiệu gốc được đánh giá về độ phức tạp.Sau đó những tốc độ truyền bit cao hơn được phân bổ cho những hình ảnh phức tạp còn những tốc độ truyền bit thấp được phân bổ cho những hình ảnh đơn giản.Tốc độ truyền bit trung bình dành cho film ảnh số hoá là 3.5Mbit/s.Với kỹ thuật nén MPEG-2, 1 đĩa DVD 1 lớp 1 mặt có khả năng chứa 2h13p video và audio trên đường kính 12cm. Còn đủ chổ cho âm thanh số hóa riêng biệt bằng 3 ngôn ngữ, các dữ liệu phụ đề bằng bốn ngôn ngữ khác.19Dolby AC-3 :Còn được gọi là Dolby Surround AC-3 hoặc Dolby Digital : là 1 phương pháp để mã hóa âm thanh DVD bên cạnh MPEG-2 với 5 audio channel và 1 sub-woofer channel chung (5.1)AC-3 vận hành ở tốc độ 384Kbits/s Các ngõ kết nối của bo mạch MPEG-2Có 5 ngõ kết nối chính : analog in , anolog out, digital in, monitor out và video in.Analog in : ít dùng. Tuy nhiên vẫn được dùng để mix tín hiệu từ ngoài vào bo giải mã.Analog out : c/c tín hiệu âm thanh chính – được đưa vào đường input của audio card.20Digital out : được dùng để đưa tín hiệu đến hệ thống dolby Digital bên ngoài.Monitor out : cắm đến monitor.Video in : Đưa tín hiệu vào để capture.Các loại lưu trữ khác :Ổ đĩa ZIPCác ổ đĩa băng từ.21