Giáo trình Cấu trúc máy tính - Chương 1: Kiến trúc cơ bản của máy tính

ữ liệu của ổ đĩa 
cứng. Người sử dụng có thể bật (enable) hoặc tắt (disable) 
chức năng này trong BIOS (tuy nhiên không phải BIOS của 
hãng nào cũng hỗ trợ việc can thiệp này). 
Ổ cứng lai (hybrid hard disk drive) 
Ổ cứng lai (hybrid hard disk drive) là các ổ đĩa cứng thông thường được gắn 
thêm các phần bộ nhớ flash trên bo mạch của ổ đĩa cứng. Cụm bộ nhớ này 
hoạt động khác với cơ chế làm việc của bộ nhớ đệm (cache) của ổ đĩa cứng: 
Dữ liệu chứa trên chúng không bị mất đi khi mất điện. 
Trong quá trình làm việc của ổ cứng lai, vai trò của phần bộ nhớ flash như 
sau: 
• Lưu trữ trung gian dữ liệu trước khi ghi vào đĩa cứng, chỉ khi 
máy tính đã đưa các dữ liệu đến một mức nhất định (tuỳ từng 
loại ổ cứng lai) thì ổ đĩa cứng mới tiến hành ghi dữ liệu vào các 
đĩa từ, điều này giúp sự vận hành của ổ đĩa cứng tối hiệu quả 
và tiết kiệm điện năng hơn nhờ việc không phải thường xuyên 
hoạt động. 
• Giúp tăng tốc độ giao tiếp với máy tính: Việc đọc dữ liệu từ bộ 
nhớ flash nhanh hơn so với việc đọc dữ liệu tại các đĩa từ. 
• Giúp hệ điều hành khởi động nhanh hơn nhờ việc lưu các tập 
tin khởi động của hệ thống lên vùng bộ nhớ flash. 
• Kết hợp với bộ nhớ đệm của ổ đĩa cứng tạo thành một hệ 
thống hoạt động hiệu quả. 
Những ổ cứng lai được sản xuất hiện nay thường sử dụng bộ nhớ flash với 
dung lượng khiêm tốn ở 256 MB bởi chịu áp lực của vấn đề giá thành sản 
xuất. Do sử dụng dung lượng nhỏ như vậy nên chưa cải thiện nhiều đến việc 
giảm thời gian khởi động hệ điều hành, dẫn đến nhiều người sử dụng chưa 
cảm thấy hài lòng với chúng. Tuy nhiên người sử dụng thường khó nhận ra 
sự hiệu quả của chúng khi thực hiện các tác vụ thông thường hoặc việc tiết 
kiệm năng lượng của chúng. 
Hiện ổ cứng lai có giá thành khá đắt (khoảng vài trăm USD cho dung lượng 
vài chục GB) nên chúng mới được sử dụng trong một số loại máy tính xách 
tay cao cấp. 
5.2.3 Thông số và đặc tính của HDD 
* Dung lượng 
Dung lượng ổ đĩa cứng được tính bằng: (số byte/sector) × (số sector/track) × 
(số cylinder) × (số đầu đọc/ghi). 
Dung lượng của ổ đĩa cứng tính theo các đơn vị dung lượng cơ bản thông 
thường: byte, kB MB, GB, TB. 
Đa số các hãng sản xuất đều tính dung lượng theo cách có lợi (theo 
cách tính 1 GB = 1000 MB mà thực ra phải là 1 GB = 1024 MB) nên 
dung lượng mà hệ điều hành (hoặc các phần mềm kiểm tra) nhận ra 
của ổ đĩa cứng thường thấp hơn so với dung lượng ghi trên nhãn đĩa 
(ví dụ ổ đĩa cứng 40 GB thường chỉ đạt khoảng 37-38 GB). 
* Tốc độ quay của ổ đĩa cứng 
Tốc độ quay của đĩa cứng thường được ký hiệu bằng rpm (viết tắt của từ 
tiếng Anh: revolutions per minute) số vòng quay trong một phút. 
Tốc độ quay càng cao thì ổ càng làm việc nhanh do chúng thực hiện đọc/ghi 
nhanh hơn, thời giam tìm kiếm thấp. 
Các tốc độ quay thông dụng thường là: 
• 5.400 rpm: Thông dụng với các ổ đĩa cứng 3,5” sản xuất cách 
đây 2-3 năm; với các ổ đĩa cứng 2,5” cho các máy tính xách 
tay hiện nay đã chuyển sang tốc độ 5400 rpm để đáp ứng nhu 
cầu đọc/ghi dữ liệu nhanh hơn. 
• 7.200 rpm: Thông dụng với các ổ đĩa cứng sản xuất trong thời 
gian hiện tại (2007) 
• 10.000 rpm, 15.000 rpm: Thường sử dụng cho các ổ đĩa cứng 
trong các máy tính cá nhân cao cấp, máy trạm và các máy chủ 
có sử dụng giao tiếp SCSI 
5.2.4 Các thông số về thời gian trong ổ đĩa cứng 
* Thời gian tìm kiếm trung bình 
Thời gian tìm kiếm trung bình (Average Seek Time) là khoảng thời gian 
trung bình (theo mili giây: ms) mà đầu đọc có thể di chuyển từ một cylinder 
này đến một cylinder khác ngẫu nhiên (ở vị trí xa chúng). Thời gian tìm 
kiếm trung bình được cung cấp bởi nhà sản xuất khi họ tiến hành hàng loạt 
các việc thử việc đọc/ghi ở các vị trí khác nhau rồi chia cho số lần thực hiện 
để có kết quả thông số cuối cùng.Thông số này càng thấp càng tốt. 
Thời gian tìm kiếm trung bình không kiểm tra bằng các phần mềm bởi các 
phần mềm không can thiệp được sâu đến các hoạt động của ổ đĩa cứng. 
* Thời gian truy cập ngẫu nhiên 
Thời gian truy cập ngẫu nhiên (Random Access Time): Là khoảng thời gian 
trung bình để đĩa cứng tìm kiếm một dữ liệu ngẫu nhiên. Tính bằng mili 
giây (ms). 
Đây là tham số quan trọng do chúng ảnh hưởng đến hiệu năng làm việc của 
hệ thống, do đó người sử dụng nên quan tâm đến chúng khi lựa chọn giữa 
các ổ đĩa cứng. Thông số này càng thấp càng tốt. 
Tham số: Các ổ đĩa cứng sản xuất gần đây (2007) có thời gian truy cập ngẫu 
nhiên trong khoảng: 5 đến 15 ms. 
* Thời gian làm việc tin cậy 
Thời gian làm việc tin cậy MTBF: (Mean Time Between Failures) được tính 
theo giờ (hay có thể hiểu một cách đơn thuần là tuổi thọ của ổ đĩa cứng). 
Đây là khoảng thời gian mà nhà sản xuất dự tính ổ đĩa cứng hoạt động ổn 
định mà sau thời gian này ổ đĩa cứng có thể sẽ xuất hiện lỗi (và không đảm 
bảo tin cậy). 
Một số nhà sản xuất công bố ổ đĩa cứng của họ hoạt động với tốc độ 10.000 
rpm với tham số: MTBF lên tới 1 triệu giờ, hoặc với ổ đĩa cứng hoạt động ở 
tốc độ 15.000 rpm có giá trị MTBF đến 1,4 triệu giờ thì những thông số này 
chỉ là kết quả của các tính toán trên lý thuyết. Hãy hình dung số năm mà nó 
hoạt động tin cậy (khi chia thông số MTBF cho (24 giờ/ngày × 365 
ngày/năm) sẽ thấy rằng nó có thể dài hơn lịch sử của bất kỳ hãng sản xuất ổ 
đĩa cứng nào, do đó người sử dụng có thể không cần quan tâm đến thông số 
này. 
* Bộ nhớ đệm 
Bộ nhớ đệm (cache hoặc buffer) trong ổ đĩa cứng cũng giống như RAM của 
máy tính, chúng có nhiệm vụ lưu tạm dữ liệu trong quá trình làm việc của ổ 
đĩa cứng. 
Độ lớn của bộ nhớ đệm có ảnh hưởng đáng kể tới hiệu suất hoạt động của ổ 
đĩa cứng bởi việc đọc/ghi không xảy ra tức thời (do phụ thuộc vào sự di 
chuyển của đầu đọc/ghi, dữ liệu được truyền tới hoặc đi) sẽ được đặt tạm 
trong bộ nhớ đệm. 
Đơn vị thường bính bằng kB hoặc MB. 
Trong thời điểm năm 2007, dung lượng bộ nhớ đệm thường là 2 hoặc 8 MB 
cho các loại ổ đĩa cứng dung lượng đến khoảng 160 GB, với các ổ đĩa cứng 
dụng lượng lớn hơn chúng thường sử dụng bộ nhớ đệm đến 16 MB hoặc cao 
hơn. Bộ nhớ đệm càng lớn thì càng tốt, nhưng hiệu năng chung của ổ đĩa 
cứng sẽ chững lại ở một giá trị bộ nhớ đệm nhất định mà từ đó bộ nhớ đệm 
có thể tăng lên nhưng hiệu năng không tăng đáng kể. 
• Hệ điều hành cũng có thể lấy một phần bộ nhớ của hệ thống (RAM) 
để tạo ra một bộ nhớ đệm lưu trữ dữ liệu được lấy từ ổ đĩa cứng 
nhằm tối ưu việc xử lý đối với các dữ liệu thường xuyên phải truy 
cập, đây chỉ là một cách dùng riêng của hệ điều hành mà chúng 
không ảnh hưởng đến cách hoạt động hoặc hiệu suất vốn có của 
mỗi loại ổ đĩa cứng. Có rất nhiều phần mềm cho phép tinh chỉnh 
các thông số này của hệ điều hành tuỳ thuộc vào sự dư thừa RAM 
trên hệ thống. 
5.2.4 Các chuẩn kết nối ổ cứng 
Hiện nay ổ cứng gắn trong có 2 chuẩn kết nối thông dụng là IDE và 
SATA. 
IDE (EIDE) 
Parallel ATA (PATA) hay còn được gọi là EIDE (Enhanced 
intergrated drive electronics) được biết đến như là 1 chuẩn kết nối ổ 
cứng thông dụng hơn 10 năm nay. Tốc độ truyền tải dữ liệu tối đa là 
100 MB/giây. Các bo mạch chủ mới nhất hiện nay gần như đã bỏ 
hẳn chuẩn kết nối này, tuy nhiên, người dùng vẫn có thể mua loại 
card PCI EIDE Controller nếu muốn sử dụng tiếp ổ cứng EIDE. 
SATA (Serial ATA) 
Nhanh chóng trở thành chuẩn kết nối mới trong công nghệ ổ cứng 
nhờ vào những khả năng ưu việt hơn chuẩn IDE về tốc độ xử lý và 
truyền tải dữ liệu. SATA là kết quả của việc làm giảm tiếng ồn, tăng 
các luồng không khí trong hệ thống do những dây cáp SATA hẹp hơn 
400% so với dây cáp IDE. Tốc độ truyền tải dữ liệu tối đa lên đến 150 
- 300 MB/giây. Đây là lý do vì sao ta không nên sử dụng ổ cứng IDE 
chung với ổ cứng SATA trên cùng một hệ thống. Ổ cứng IDE sẽ 
“kéo” tốc độ ổ cứng SATA bằng với mình, khiến ổ cứng SATA không 
thể hoạt động đúng với “sức lực” của mình. Ngày nay, SATA là 
chuẩn kết nối ổ cứng thông dụng nhất và cũng như ở trên, ta có thể 
áp dụng card PCI SATA Controller nếu bo mạch chủ không hỗ trợ 
chuẩn kết nối này 
các phiên bản Windows 2000/XP/2003/Vista hay phần mềm sẽ nhận 
dạng và tương thích tốt với cả ổ cứng IDE lẫn SATA. Tuy vậy, cách 
thức cài đặt chúng vào hệ thống thì khác nhau. Do đó, ta cần biết 
cách phân biệt giữa ổ cứng IDE và SATA để có thể tự cài đặt vào hệ 
thống của mình khi cần thiết. Cách thức đơn giản nhất để phân biệt 
là nhìn vào phía sau của ổ cứng, phần kết nối của nó. Ổ cứng PATA 
(IDE) với 40-pin kết nối song song, phần thiết lập jumper (10-pin với 
thiết lập master/slave/cable select) và phần nối kết nguồn điện 4-pin, 
độ rộng là 3,5-inch. Có thể gắn 2 thiết bị IDE trên cùng 1 dây cáp, có 
nghĩa là 1 cáp IDE sẽ có 3 đầu kết nối, 1 sẽ gắn kết vào bo mạch chủ 
và 2 đầu còn lại sẽ vào 2 thiết bị IDE. 
Ổ cứng SATA có cùng kiểu dáng và kích cỡ, về độ dày có thể sẽ 
mỏng hơn ổ cứng IDE do các hãng sản xuất ổ cứng ngày càng cải 
tiến về độ dày. Điểm khác biệt dễ phân biệt là kiểu kết nối điện mà 
chúng yêu cầu để giao tiếp với bo mạch chủ, đầu kết nối của ổ cứng 
SATA sẽ nhỏ hơn, nguồn đóng chốt, jumper 8-pin và không có phần 
thiết lập Master/Slave/Cable Select, kết nối Serial ATA riêng biệt. 
Cáp SATA chỉ có thể gắn kết 1 ổ cứng SATA. 
* Hai chuẩn kết nối cho ổ cứng gắn ngoài là USB, FireWire. Ưu điểm 
của 2 loại kết nối này so với IDE và SATA là chúng có thể cắm 
“nóng” rồi sử dụng ngay chứ không cần phải khởi động lại hệ thống. 
CHƯƠNG 6: LẮP RÁP CÀI ĐẶT MÁY TÍNH 
§ 6.1. Khảo sát, lắp ráp các thành phần phần cứng máy tính 
§ 6.2. Khảo sát BIOS – đọc hiểu catalog 
§ 6.3. Cài đặt WINDOWS XP, các driver thiết bị 
§ 6.4. Phân chia, định dạng đĩa cứng bằng WINDOWS 
§ 6.5. Cài đặt phần mềm ứng dụng 
CHƯƠNG 7: SAO LƯU PHỤC HỒI DỮ LIỆU 
§ 7.1. Phân chia đĩa. 
§ 7.2. Backup, restore. 
§ 7.3. Tạo file Image cho 1 partition. 
§ 7.4. Phục hồi partition từ file Image đã tạo. 
CHƯƠNG 8: BẢO MẬT VỚI REGISTRY, GROUP POLICY 
§ 8.1. Giới thiệu 
§ 8.2. Cấu hình máy tính với Registry, Group Policy 
§ 8.3. Bảo vệ máy tính với Registry, Group Policy