trang chủ-Chương trình-Công nghệ ổ cứng mới. Ổ cứng - sự phát triển của công nghệ ghi âm

Công nghệ ổ cứng mới. Ổ cứng - sự phát triển của công nghệ ghi âm

ổ cứng hay ổ cứng là một trong những thành phần của máy tính cá nhân. Đây là thiết bị lưu trữ hầu hết tất cả dữ liệu và chương trình. Nguyên lý hoạt động của ổ cứng dựa trên hiện tượng từ hóa dư của vật liệu. Phương tiện lưu trữ trực tiếp là một hoặc nhiều tấm được phủ vật liệu sắt từ. Theo đúng nghĩa đen, một cái đầu lơ lửng trên bề mặt, bằng cách từ hóa hàng tỷ khu vực nhỏ, ghi lại thông tin và bằng cách đăng ký từ trường dư, đọc nó.

Ổ cứng đầu tiên xuất hiện vào năm 1956. Nó bao gồm 50 đĩa có đường kính 60 cm và quay với tốc độ gần 1,5 nghìn vòng quay mỗi phút. Dung lượng của nó chỉ có 5 MB và kích thước của nó giống như một chiếc tủ lạnh hiện đại.

Trong quá trình tiến hóa, mật độ thông tin ghi trên đĩa tăng lên nên dung lượng tăng lên và kích thước giảm dần. Giờ đây, mật độ ghi dữ liệu đã tăng lên khoảng 60 triệu lần so với các mẫu đầu tiên. Hiện nay, ổ cứng có dung lượng hàng trăm, hàng nghìn GB. Mặc dù các nhà sản xuất của họ đã đạt được các đặc tính kỹ thuật khá cao nhưng sự phát triển của công nghệ vẫn tiếp tục cho đến ngày nay.

Ghi song song. Một ô nhớ duy nhất, được gọi là miền, bao gồm nhiều nguyên tử sắt từ bao phủ các tấm mang. Để loại trừ ảnh hưởng của một miền này đến một miền khác nằm cạnh nó, chúng được ngăn cách với nhau bằng các vùng đệm đặc biệt. Điều này cung cấp khả năng lưu trữ thông tin được ghi lại đáng tin cậy nhất, nhưng khiến không thể giảm kích thước miền một cách liên tục. Với công nghệ ghi song song, các hạt từ được đặt sao cho vectơ hướng từ song song với bề mặt đĩa. Do đó tên của phương pháp. Từ quan điểm công nghệ, đây là giải pháp đơn giản nhất trong số các giải pháp khả thi và do đó công nghệ này tương đối rẻ nhất và là một trong những giải pháp đáng tin cậy nhất. Nhưng cũng có một hạn chế, đó là nhược điểm của phương pháp - mật độ tối đa là khoảng 23 Gbit/cm2.

Ghi vuông góc. Công nghệ bắt đầu tồn tại kể từ năm 2005. Ở đây các vectơ hướng từ nằm vuông góc với bề mặt của đĩa. Do đó, từ trường của các miền lân cận được định hướng song song với nhau và thực tế không tương tác. Không cần cài đặt vùng đệm và do đó mật độ lưu trữ dữ liệu có thể tăng lên. Mật độ lý thuyết tối đa là 75 Gbit/cm2.

Công nghệ ghi âmHAMR trên thực tế, nó là sự tiếp nối của đường vuông góc. Sự khác biệt là miền được xử lý nhiệt trước khi ghi. Đó là lý do vì sao công nghệ này được gọi là “ghi nhiệt từ”. Bằng cách làm nóng chính xác miền bằng chùm tia laze, người ta sẽ đạt được mật độ lưu trữ dữ liệu rất cao – lên tới 150 Gbit/cm2 . Cho đến nay, đây là một công nghệ đầy hứa hẹn đang ở giai đoạn thử nghiệm. Các nhà sản xuất phương tiện lưu trữ tự tin rằng nếu được phát triển hơn nữa, nó sẽ có thể đạt được những chỉ số hoàn toàn đáng kinh ngạc - mật độ ghi là 7 Tbit/cm 2 . Nhưng đây vẫn chỉ là lý thuyết xa vời, chưa được thực tiễn xác nhận.

Nhân tiện, cho dù ổ cứng có đặc tính tuyệt vời đến đâu, chúng vẫn có thể gặp phải những rắc rối như khả năng mất dữ liệu. Và trên thực tế, điều này không phụ thuộc vào công nghệ ghi âm được sử dụng. Vì vậy, chương trình khôi phục tập tin sẽ được người dùng PC cá nhân ưa chuộng trong một thời gian dài.

Để ghi vào LMD, các phương pháp FM, điều chế tần số sửa đổi (MFM) và RLL được sử dụng, trong đó mỗi byte dữ liệu được chuyển đổi thành mã 16 bit.

Với phương pháp MFM, mật độ ghi dữ liệu tăng gấp đôi so với phương pháp FM. Đối với phương pháp này (Hình 14.2), nếu bit dữ liệu được ghi là 1 thì bit đồng hồ trước nó sẽ không được ghi. Nếu nó được viết " 0 ", và bit trước đó là " 1 ", thì tín hiệu đồng hồ cũng không được ghi lại, bit dữ liệu cũng vậy. Nhưng nếu trước đó " 0 "đáng giá một chút" 0 ", thì tín hiệu đồng bộ sẽ được ghi lại.

Hiện nay có 3 kiểu ghi:

Phương pháp ghi song song

Hiện tại, đây là công nghệ phổ biến nhất để ghi thông tin trên ổ cứng. Các bit thông tin được ghi lại bằng một đầu nhỏ, đi qua bề mặt của một đĩa quay, từ hóa hàng tỷ vùng - miền rời rạc nằm ngang. Mỗi vùng này là một số 0 hoặc một logic, tùy thuộc vào độ từ hóa. Ngày nay, các miền đang trở nên nhỏ đến mức đặt ra câu hỏi về tính ổn định của chúng. Sự phát triển hơn nữa của công nghệ này là một vấn đề đáng nghi ngờ; nhiều người coi phương pháp này đã cạn kiệt. Mật độ ghi sử dụng phương pháp này hiện là 150 Gbit/in² (23 Gbit/cm²).

Phương pháp ghi vuông góc

Để giải quyết vấn đề tăng mật độ hơn nữa, nhiều nhà sản xuất đang xem xét công nghệ trong đó các bit thông tin sẽ được lưu trữ trong các miền dọc. Điều này sẽ cho phép sử dụng từ trường mạnh hơn và giảm diện tích vật liệu cần thiết để ghi 1 bit. Mật độ ghi của nguyên mẫu thử nghiệm là 200 Gbit/inch 2 (31 Gbit/cm 2), trong tương lai dự kiến ​​sẽ tăng mật độ lên 400-500 Gbit/inch 2 (60-75 Gbit/cm 2).

Phương pháp ghi nhiệt từ

Phương pháp ghi từ tính hỗ trợ nhiệt (HAMR) hiện đang được tích cực phát triển. Phương pháp này sử dụng hệ thống làm nóng điểm của đĩa, cho phép đầu từ hóa các khu vực rất nhỏ trên bề mặt của nó. Sau khi đĩa được làm mát, từ hóa sẽ được “cố định”. Chính phương pháp này mà Seagate và IBM đang có kế hoạch sử dụng để đạt được mật độ 4 Tbit trên một mét vuông. inch (620 Gbit trên cm vuông). Điều này sẽ giúp sản xuất ổ cứng 3,5 inch với dung lượng 25 TB. Cho đến nay, mật độ tối đa đã được đặt ở mức 100 Tbit/m2. inch (khoảng 15 TB trên mỗi cm vuông), tương ứng với âm lượng 0,65-Pb (petabyte) ở hệ số dạng 3,5 inch.

Định dạng để ghi thông tin vào đĩa từ cứng

Ổ cứng thường sử dụng các định dạng dữ liệu với số lượng cung cố định trên mỗi rãnh (17, 34 hoặc 52) và với khối lượng dữ liệu là 512 hoặc 1024 byte cho mỗi cung. Các lĩnh vực được đánh dấu bằng một điểm đánh dấu từ tính.

Định dạng dữ liệu cụ thể được xác định bởi cấu hình phần mềm bên trong của PC và các đặc tính kỹ thuật của bộ điều hợp lưu trữ. Cấu trúc của định dạng (Hình 14.3) tương tự như cấu trúc được sử dụng trong NGMD.

Sự bắt đầu của mỗi khu vực được chỉ định bởi một điểm đánh dấu địa chỉ. Các byte đồng bộ hóa được ghi ở đầu trường nhận dạng và dữ liệu, dùng để đồng bộ hóa mạch phân bổ dữ liệu của bộ điều hợp HDD. Mã định danh khu vực chứa địa chỉ của đĩa trong gói, được biểu thị bằng mã trụ, đầu và mã số khu vực. Không giống như ổ cứng HDD, trong ổ cứng HDD, các byte so sánh và cờ được nhập thêm vào mã định danh. Byte so sánh biểu thị cùng một số cho từng khu vực, nhờ đó mã định danh được đọc chính xác. Byte cờ chứa cờ cho biết trạng thái của rãnh (chính hoặc dự phòng, có thể bảo trì hoặc bị lỗi).

Các byte điều khiển được ghi vào trường mã định danh một lần khi mã định danh khu vực được ghi và vào trường dữ liệu mỗi khi thực hiện ghi dữ liệu mới. Các byte điều khiển trong ổ cứng không chỉ nhằm mục đích xác định mà còn để sửa lỗi đọc. Được sử dụng phổ biến nhất là mã hiệu chỉnh đa thức; Việc sử dụng các mã cụ thể phụ thuộc vào việc triển khai mạch của bộ chuyển đổi.

Trước khi sử dụng ổ cứng, cần phải định dạng ban đầu- một quy trình được thực hiện dưới sự kiểm soát của một chương trình đặc biệt, trong đó thông tin dịch vụ được ghi vào gói đĩa và kiểm tra tính phù hợp của các trường dữ liệu.

Gần đây các công ty đã sử dụng định dạng thích ứng. Bản chất của nó nằm ở chỗ mỗi ổ đĩa đều được cấu hình riêng tại nhà máy để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy tốt nhất. Để thực hiện điều này, mỗi cặp bề mặt đầu-đĩa của đĩa đã lắp ráp được kiểm tra để xác định các đặc tính hoạt động của nó, sau đó mỗi mặt của đĩa từ được định dạng riêng (được gắn nhãn thành các rãnh và cung) để đảm bảo hiệu suất tốt nhất khi làm việc với đĩa đó. cái đầu. Kết quả là mật độ ghi tuyến tính trên mỗi mặt của mỗi đĩa có thể không khớp với các đĩa liền kề.

Năm khoảng thời gian khác nhau trong ổ cứng được sử dụng để đồng bộ hóa các quá trình đọc-ghi điện tử và kiểm soát hoạt động của các bộ phận cơ điện của ổ đĩa.

Do định dạng ban đầu, vị trí của các cung được xác định và số logic của chúng được đặt. Vì tốc độ quay của đĩa rất cao nên để đảm bảo số lần quay đĩa tối thiểu khi truy cập vào các cung liên tiếp, các cung có số thứ tự được đặt cách nhau N cung vật lý (Hình 14.4).

ĐẾN Thứ tự khu vực được đặt khi định dạng đĩa. Tỷ lệ xen kẽ là 6:1, 3:1 và 1:1. Các mẫu HDD mới nhất sử dụng tỷ lệ 1:1 và bộ điều khiển của chúng đọc thông tin từ toàn bộ rãnh ghi từ đĩa trong một lượt rồi lưu nó vào bộ nhớ đệm. Khi một yêu cầu được thực hiện từ bộ nhớ đệm, thông tin sẽ được chuyển từ các khu vực được yêu cầu.

Mỗi rãnh trên đĩa được chia thành cùng một số cung, do đó các cung trên các rãnh gần với rãnh số 0 sẽ nhỏ hơn. Để ghi lại các lĩnh vực đó

từ trường có cường độ cao hơn được sử dụng ( viết bồi thường). Số bề mặt đĩa (đầu), số trụ (rãnh) và điểm bắt đầu bù ghi là cài đặt để cấu hình Bộ điều khiển ổ cứng.

Thời gian truy cập trung bình với thông tin trên ổ cứng là

t av =t n +0,5/F+t rev, (14.1)

trong đó t n là thời gian định vị trung bình; F - tốc độ quay đĩa; t trao đổi - trao đổi thời gian. Thời gian trao đổi phụ thuộc vào phần cứng của bộ điều khiển và loại giao diện của nó, sự hiện diện của bộ đệm đệm tích hợp, thuật toán mã hóa dữ liệu đĩa và hệ số xen kẽ.

Có thể được từ hóa theo một trong hai cách có thể, đại diện cho số 0 hoặc số một, tức là 1 bit. Vùng từ hóa này được gọi là miền từ tính và là một nam châm thu nhỏ trên bề mặt đĩa với sự định hướng cụ thể của các cực từ phía nam và phía bắc. Để ghi lại một bit, đầu từ tạo ra một từ trường có hướng đặc biệt, định hướng một miền có vectơ từ hóa được duy trì trong thời gian dài sau khi đầu từ ngừng ảnh hưởng lên bề mặt từ tính. Mật độ ghi, lượng thông tin có thể được ghi trên một đơn vị bề mặt của tấm bán dẫn, có liên quan đến kích thước của miền. Các giá trị thường được sử dụng cho mật độ ghi là:

  • BPSI (Mật độ ghi trên mỗi đơn vị diện tích) là lượng thông tin có thể được ghi trên một inch vuông của đĩa từ.
  • TPI - (Mật độ rãnh) - một giá trị cho biết mức độ gần nhau của các rãnh trên đĩa. Được đo bằng số lượng rãnh trên mỗi inch.
  • BPI (mật độ tuyến tính) là giá trị cho biết mật độ dữ liệu được “đóng gói” trên một tuyến đường như thế nào. Được đo bằng bit trên mỗi inch của rãnh ghi.

Những lý do chính khiến không thể giảm vô hạn kích thước miền là:

  • Kích thước đầu từ. Hiện tại, chính điều này quyết định kích thước của vùng từ hóa tối thiểu - miền.
  • Làm suy yếu mức tín hiệu đọc và tăng mức nhiễu trong đó.
  • Sự tự khử từ tự phát của một miền do tiếp xúc với nhiệt độ.

Ngoài việc giảm kích thước miền, các nhà sản xuất ổ cứng đang sử dụng các công nghệ khác để tăng mật độ ghi:

PRML - khả năng đáp ứng tối đa một phần. Đây là thuật toán chuyển đổi tín hiệu tương tự được ghi trên đĩa từ, dựa trên một số nguyên tắc của lý thuyết nhận dạng mẫu. Trong phương pháp PRML, một tập hợp các mẫu được sử dụng để giải mã, trong đó tín hiệu đọc được so sánh và kết quả là mẫu giống nhất. Nó bao gồm hai phần - hệ thống con Phản hồi một phần chuyển đổi tín hiệu từ dạng tương tự sang dạng kỹ thuật số, giảm thiểu nhiễu và hệ thống con Khả năng tối đa xử lý tín hiệu bằng kỹ thuật số để khôi phục dạng hợp lý nhất. Thuật toán này và EPRML phát triển của nó được sử dụng trong hầu hết các ổ cứng hiện đại.

AFC - cặp phản sắt từ (màng bù từ). Bản chất của ý tưởng là phủ một lớp phủ chống sắt từ ba lớp lên đĩa, trong đó một cặp lớp từ tính được ngăn cách bằng một lớp ruthenium cách điện đặc biệt. Do các miền từ nằm dưới nhau có hướng phản song song của từ trường, chúng tạo thành một cặp có khả năng chống lại sự đảo ngược từ hóa tự phát cao hơn so với một miền “phẳng”.

PMR - vectơ từ hóa vuông góc. Công nghệ này cho phép bạn tăng gần gấp đôi mật độ ghi thông tin và giảm các vấn đề về ảnh hưởng từ tính (nhiễu). Không giống như công nghệ ghi cổ điển, miền từ được sử dụng với vectơ từ trường vuông góc, thay vì song song với bề mặt đĩa. Trong trường hợp này, các miền lân cận và khác nhau không còn “nhìn” nhau bằng các cực giống nhau, như đã biết, đẩy nhau. Điều này cho phép giảm kích thước không gian liên miền so với công nghệ ghi cổ điển, điều này cũng làm tăng dung lượng ổ cứng.

Ghi theo chiều dọc

Ghi vuông góc

HAMR - ghi nhiệt từ. Bản chất của ý tưởng là sử dụng vật liệu từ tính đảm bảo độ ổn định nhiệt cao cho các diện tích bề mặt được ghi lại. Để ghi lại thông tin, miền từ được làm nóng trước bằng chùm tia laze tập trung. Đường kính của chùm tia xác định kích thước của vùng tương ứng với một bit thông tin. Khi nhiệt độ của một miền tăng lên, sự thay đổi đáng kể về tính chất từ ​​của nó xảy ra (lực cưỡng bức giảm), và do đó các vùng được làm nóng trở nên có khả năng từ hóa. Để đưa HAMR vào sản xuất hàng loạt, cần phát triển một bộ tản nhiệt hiệu quả từ các tấm từ tính trong quá trình ghi thông tin.

SOMA - mạng từ tính tự tổ chức. Công nghệ này liên quan đến việc hình thành trên bề mặt đĩa một lớp đơn phân tán gồm các “mảng từ tính tự tổ chức” gồm các tập đoàn sắt-bạch kim nhỏ đồng nhất có kích thước khoảng 3 nm (3 nm là 10-15 nguyên tử chất rắn được đặt trong một hàng ngang). Việc sử dụng “công nghệ nano” này sẽ làm giảm đáng kể mức độ mất ổn định của từng hạt từ tính và giảm kích thước của miền.

Bản thân sự tiến bộ của ổ đĩa cứng - nếu bạn không tính đến sự gia tăng trí thông minh của bộ điều khiển và quá trình chuyển đổi sang các giải pháp dựa trên đối tượng ở cấp hệ thống - xảy ra theo các hướng sau: ổ đĩa ngày càng nhỏ gọn hơn, dung lượng của chúng và tốc độ truy cập dữ liệu ngày càng tăng. Có thể giảm kích thước hình học nhờ chuyển sang ghi dọc và giao diện SCSI đính kèm nối tiếp.

Ghi dọc

Một trong những giải pháp sẽ đảm bảo tăng gấp đôi mật độ ghi hàng năm và mở ra cơ hội cải thiện vật lý đĩa trong thập kỷ tới sẽ là sự chuyển đổi từ song songĐẾN vuông góc Hồ sơ. Sự khác biệt giữa hai phương pháp ghi là cách các miền từ tính trên đĩa đĩa được định hướng - theo chiều ngang hoặc chiều dọc.

Trong mọi trường hợp, các vật mang số nhị phân là các miền từ tính được nhóm lại thành cái gọi là “hạt”. Đặc điểm chính của phương pháp ghi âm là nó mật độ tích phân(mật độ diện tích), bao gồm tích của mật độ tuyến tính, được xác định bằng số bit trên mỗi inch của một rãnh (Bits trên inch, BPI) và số lượng rãnh trên mỗi inch đường kính (Rãnh trên mỗi inch, TPI). Ở một tốc độ quay nhất định, để tăng gấp bốn lần mật độ tích phân, chỉ cần tăng gấp đôi cả TPI và BPI là đủ. Trên thực tế, quá trình tăng mật độ hoàn toàn không tuyến tính: việc giảm kích thước hạt bị ảnh hưởng bởi sự tăng tốc độ quay của đĩa, điều này cần thiết để tăng tốc độ trao đổi dữ liệu và giảm tín hiệu trên nhiễu. tỷ lệ và các yếu tố vật lý khác. Sự tăng trưởng gần như tuyến tính quan sát được vẫn có thể xảy ra cho đến khi công nghệ này tiến gần đến giới hạn siêu thuận từ, khiến cho việc tăng mật độ sau đó là không thể thực hiện được bằng các phương pháp truyền thống. Bản chất của hạn chế này là việc thu nhỏ các hạt sớm hay muộn sẽ dẫn đến hiện tượng chất mang mất đi tính ổn định và biến thành vô số hạt từ hóa có vị trí hỗn loạn và thay đổi hướng một cách ngẫu nhiên. Hiệu ứng siêu thuận từ xảy ra khi năng lượng cần thiết để thay đổi mômen từ trở nên tương đương với môi trường nhiệt.

Công nghệ ghi song song hiện đại dựa trên hai loại hiệu ứng, hiệu ứng siêu từ trở(từ trở khổng lồ, GMR) và hiệu ứng từ điện trở đường hầm(điện trở đường hầm, TMR). Cả TMR và GMR đều là công cụ để cải thiện khả năng ghi tuyến tính, nhưng khả năng của chúng đã đạt đến cái gọi là “giới hạn siêu thuận từ”. Để duy trì tốc độ tăng mật độ hiện tại, cần phải chuyển sang ghi dọc, trong đó các miền được định hướng không dọc theo bề mặt của đĩa đĩa mà trực giao với nó (Hình 1), do đó, chúng có thể được đóng gói dày đặc hơn .

Sự đơn giản của giải pháp này là rõ ràng. Trên thực tế, việc thay thế một loại bản ghi bằng loại khác liên quan đến việc khắc phục các vấn đề kỹ thuật nghiêm trọng. Đặc biệt, cần phải đảm bảo độ cao bay của đầu thấp hơn và tạo cho các đầu một thiết kế đặc biệt để đảm bảo ghi theo chiều dọc và nên sử dụng vật liệu đặc biệt mềm theo quan điểm từ tính làm chất nền. Bằng cách này hay cách khác, theo dự báo, vào năm 2007, những khó khăn này sẽ được khắc phục và ổ cứng ghi dọc sẽ bắt đầu được đưa vào thị trường.

Tuần tự hóa SCSI

Phiên bản đầu tiên của giao diện SCSI song song được Shugart Associates giới thiệu vào năm 1979 dưới tên SASI (Giao diện hệ thống Shugart Associates). Sau khi hợp tác phát triển với NCR Corporation, ngày nay tồn tại như một công ty độc lập có tên Engenio, nó đã được áp dụng làm tiêu chuẩn ANSI vào năm 1986. Giống như bất kỳ bus song song nào, băng thông SCSI bằng tần số xung nhịp của bus nhân với kích thước dữ liệu được truyền trên mỗi chu kỳ xung nhịp. Trong các phiên bản đầu tiên, độ rộng bus là một byte và tần số lần lượt là 5 MHz, thông lượng là 5 MB/s. Trong phiên bản “cao cấp” nhất của Ultra320 SCSI, một phần 2 byte được truyền ở tần số 80 MHz. Tính đến việc sử dụng thuật toán DDR tăng gấp đôi thông lượng, tốc độ truyền dữ liệu đạt 320 MB/s .

Đến năm 2001, sau hai thập kỷ không ngừng cải tiến phiên bản song song của SCSI, rõ ràng là tài nguyên của giao diện này đã cạn kiệt. Sau đó, nhận thấy sự bế tắc sắp xảy ra, một nhóm công ty sản xuất ổ cứng đã tổ chức buổi brainstorming với sự tham gia của các chuyên gia đầu ngành. Kết quả của hành động này là đề xuất tạo ra một giao diện mới - SCSI đính kèm nối tiếp. Những đề xuất này sau đó đã được đệ trình lên ủy ban kỹ thuật ANSI INCITS T10, nơi đến năm 2003 chúng đã được đưa lên giai đoạn tiêu chuẩn ANSI. Quyết định này không hề bất ngờ. Trước đây, giao diện ATA được tuần tự hóa dưới dạng SATA và việc nhận dạng giao diện này diễn ra như một vụ nổ; Giao diện USB đã được công nhận với tốc độ không kém.

Nguyên nhân gây ra làn sóng thay thế nhanh chóng song song giao diện nhất quán? Điều gì đằng sau điều này, vì tôi vẫn nhớ việc thay thế những cái cũ liên tiếp giao diện song song? Điều kỳ lạ là phải mất nhiều năm người ta mới nhận ra rằng song song hóa chỉ là một giải pháp tạm thời. Lúc đầu, có vẻ như việc thay thế một dây bằng nhiều dây sẽ tăng tốc độ lên số lần tương ứng. Sự xuất hiện của cáp dẹt được coi là một thành tựu kỹ thuật vĩ đại. Tuy nhiên, mặc dù sự cải thiện về hiệu quả trong việc truyền dữ liệu song song dường như chỉ ở bề nổi, nhưng công nghệ này có một lỗ hổng hữu cơ nghiêm trọng: nó làm trầm trọng thêm vấn đề. đồng bộ hóa. Bạn có thể tăng tốc độ truyền tải lên đến một giới hạn nhất định bằng cách tăng tần số bus, nhưng vượt quá giới hạn này, chi phí đồng bộ hóa sẽ vượt quá lợi ích của việc song song. Trên thực tế, bus song song chỉ hoạt động trong những khoảng thời gian ngắn khi xung đồng hồ bên ngoài đến; thời gian còn lại nó chỉ ở trạng thái rảnh. Theo định nghĩa, kênh nối tiếp bao gồm việc bao gồm các dấu phân cách bên trong dữ liệu được truyền đi; do đó có thể sử dụng đầy đủ băng thông của kênh. Vấn đề tương tự cũng là đặc điểm của các bộ xử lý hiện đại; bản chất bất lợi của việc đồng bộ hóa đã được phát hiện khi tần số xung nhịp bắt đầu được đo bằng megahertz. May mắn thay, nhiệm vụ thay thế các giao diện song song bằng các giao diện nối tiếp đơn giản hơn nhiều so với việc thay thế các bộ xử lý đồng bộ bằng các bộ xử lý không đồng bộ. Nhờ đó, ngày nay các ổ đĩa SATA II có dung lượng lên tới 500 GB có khả năng truyền dữ liệu với tốc độ lên tới 3 Mbit/s.

Cấu trúc liên kết SAS là nguyên bản: nó có thể được coi là một mạng nhưng không cần chuyển đổi, một mạng có hoạt động được hỗ trợ bởi bộ điều khiển đĩa và máy chủ (Target Initiator), cũng như các thiết bị Expander, Fanout và Edge đặc biệt. Chúng cùng nhau tạo thành miền SAS; thuật ngữ Miền SAS đề cập đến một mạng lưới các thiết bị và không gian của các Tên duy nhất và Toàn cầu (WWN), số nhận dạng duy nhất. Có thể có tới 16.256 thiết bị trong miền SAS.

Hiện tại, tốc độ truyền dữ liệu qua giao diện SAS là 3 Gbit/s, trong tương lai gần con số này hứa hẹn sẽ tăng lên 6 Gbit/s và đến năm 2010 - lên 10 Gbit/s. Một tính năng đặc biệt khác của SAS là các đầu nối vào đĩa có nhiều kiểu dáng. Chúng bao gồm SFF 8482 tương thích với SATA, SFF 8470 tương thích với Infiniband và SFF 8088 10 Gbps. SAS hỗ trợ các giao thức truyền tải Giao thức SCSI nối tiếp (SSP) và Giao thức đường hầm ATA nối tiếp (STP); nếu các đầu nối tương thích, điều này cho phép bạn kết hợp các loại đĩa khác nhau trong một ổ đĩa.

Biên giới xa

Sẽ có thể nén chặt hơn nữa quá trình ghi vuông góc với sự ra đời của công nghệ HAMR (Ghi từ tính hỗ trợ nhiệt). Từ cái tên, công nghệ này liên quan đến hệ thống sưởi phụ trợ, được thực hiện bằng cách sử dụng tia laser (trong 1 pico giây, khu vực ghi được làm nóng đến 100? C). Theo nhiều ước tính khác nhau, mật độ ghi có thể tăng thêm một hoặc hai bậc độ lớn; có lý do để hy vọng rằng đến năm 2010 có thể đạt được 5 Tbit/sq. inch.

Có thể tăng mật độ một cách triệt để bằng cách giảm vùng lưu trữ của một bit dữ liệu xuống một miền; trong trường hợp này, các hạt sẽ được xếp thành hàng ảnh bitmap(Phương tiện có hoa văn bit). Về mặt lý thuyết, có hai giải pháp thay thế cho phép đạt được điều này, một dựa trên phương pháp in thạch bản đặc biệt trên bề mặt đĩa, giải pháp còn lại bằng cách tạo ra cấu trúc vật liệu thích hợp.

Con đường đầu tiên đang được các nhà nghiên cứu từ phòng thí nghiệm IBM ở Almaden cùng với các đồng nghiệp từ Đại học Stanford thực hiện. Họ đã tìm ra cách dán mặt nạ từ tính lên bề mặt đĩa. Để làm được điều này, polyme được in dưới áp suất rất cao lên nền oxit silic và sau đó được xử lý theo cách phức tạp. Con đường thứ hai được Hitachi và Seagate lựa chọn. Tại Hitachi (Hình 2), công nghệ mới được gọi là Phương tiện từ tính theo mẫu, và tại Seagate, một công nghệ tương tự được gọi là Mảng từ tính tự đặt hàng (SOMA). Trong cả hai trường hợp, ý tưởng là tạo ra một môi trường có cấu trúc được xác định không phải từ bên ngoài, như trong trường hợp in thạch bản, mà bởi các đặc tính riêng của vật liệu. Seagate hoạt động với hợp kim FePt, cho phép tạo ra cấu trúc tế bào trơn tru hoàn hảo với kích thước tế bào vài nanomet.

Trong số các lựa chọn thay thế "không quay" cho ổ cứng, gần nhất là bộ nhớ bất biến dựa trên công nghệ được sử dụng cho ổ đĩa flash và về lâu dài là PST (Công nghệ lưu trữ thăm dò), là một mảng kính hiển vi quét (nguyên tử). kính hiển vi lực, AFM).

Ghi dọc

Lời hứa về công nghệ ghi dọc đã được nhiều người biết đến từ lâu. Phương pháp này lần đầu tiên được đề xuất vào thế kỷ 19 bởi nhà tiên phong ghi từ tính Voldemar Poulsen. Và vào năm 1955, tức là song song với dự án RAMAC, dự án sáng lập ra các ổ đĩa hiện đại, dự án ADF cũng được khởi động tại IBM, vốn được cho là sử dụng tính năng ghi dọc. Thiết kế này được cho là sẽ cung cấp dung lượng gấp 10 lần và thời gian truy cập ít hơn 10 lần. Đĩa ADF được thiết kế cho Hệ thống đặt chỗ hàng không của các hãng hàng không (Sabre), cũng như cho siêu máy tính phòng thủ Stretch. Vào tháng 8 năm 1959, một đĩa ADF nguyên mẫu (IBM 1301) đã được lắp ráp, nhưng công việc về chủ đề này vào năm sau đã bị ngừng lại. Hóa ra ở mức độ phát triển công nghệ vào những năm 60, ghi tuyến tính mang lại độ tin cậy cao hơn và nó được ưa chuộng hơn. Công lao hồi sức đi ngang với kỷ lục thuộc về nhà khoa học Nhật Bản Shunichi Iwaski; vào năm 1976, ông công bố kết quả nghiên cứu của mình và từ đó kích thích một làn sóng phát triển mới.

Không giống như các bus song song, các kết nối nối tiếp như Kiến trúc lưu trữ nối tiếp (SSA), Kênh sợi quang (FC-AL) và SCSI đính kèm nối tiếp (SAS) truyền dữ liệu theo từng khối bit đơn. Do đó, tốc độ được đo bằng Mbit/s; Ngoài ra, chúng có thể không có tần số xung nhịp cố định.

Trang 2 trên 11

PHẦN I. Khôi phục tập tin từ ổ cứng của bạn

CHƯƠNG 1. CÁCH HOẠT ĐỘNG CỦA ĐĨA CỨNG VÀ CÁCH DỮ LIỆU ĐƯỢC LƯU TRỮ TRÊN NÓ

Một chút về thiết kế ổ cứng. Thiết bị HDD dùng chung

Ổ cứng (nói đúng ra là ổ cứng) là gì? Nếu bạn không có cơ hội nhìn thấy nó, hãy coi như nhìn từ bên ngoài nó giống như một khối kim loại duy nhất. Hơn nữa, nó rất bền và hoàn toàn kín. Thực tế là công nghệ của đĩa rất tinh vi đến mức ngay cả một hạt lạ nhỏ nhất lọt vào bên trong cũng có thể làm gián đoạn hoàn toàn hoạt động của nó. Ngoài ra, để ngăn chặn tình trạng khủng hoảng, một bộ lọc làm sạch đã được đặt trên ổ cứng. Vỏ ổ cứng còn có tác dụng như một tấm chắn chống nhiễu điện. Trên thực tế, ổ cứng bao gồm hai phần chính - cơ khí và điện tử. Phần đế của bộ phận cơ khí được tạo thành từ các tấm (đĩa) có hình tròn. Trong thực tế, có thể chỉ có một đĩa. Tất cả phụ thuộc vào dung lượng của ổ cứng nói chung. Theo một phiên bản, ổ cứng này nhận được cái tên “Winchester” nhờ vào công ty đã phát hành mẫu ổ cứng 3340 vào năm 1973, lần đầu tiên kết hợp đĩa cứng và đầu đọc trong một vỏ nguyên khối. Khi phát triển nó, các kỹ sư đã sử dụng tên nội bộ ngắn gọn “30-30”, có nghĩa là hai mô-đun (ở cấu hình tối đa) mỗi mô-đun có dung lượng 30 MB. Kenneth Houghton, giám đốc dự án, phù hợp với tên gọi của loại súng săn phổ biến “Winchester 30-30”, đã đề xuất gọi chiếc đĩa này là “Winchester”. Ở Châu Âu và Hoa Kỳ, cái tên “Winchester” không còn được sử dụng vào những năm 1990, nhưng trong tiếng Nga, nó vẫn được bảo tồn và nhận được trạng thái bán chính thức, và trong tiếng lóng máy tính, nó được rút gọn thành từ “vint” (nhất phiên bản phổ biến), “vinch” và “chổi”. Bất kể vật liệu nào được sử dụng làm đế của đĩa, nó đều được phủ một lớp chất mỏng có thể giữ lại từ tính dư sau khi tiếp xúc với từ trường bên ngoài. Lớp này được gọi là lớp làm việc hoặc lớp từ tính, và nó lưu trữ thông tin được ghi lại. Các loại lớp làm việc phổ biến nhất là:
Oxit;
phim ngắn;
phản sắt từ kép (AFC)

Hiện nay, có những ổ cứng bao gồm bốn đĩa trở lên. Thành phần của đĩa có thể khác nhau. Chúng được làm bằng nhôm, thủy tinh hoặc gốm sứ. Hai hợp chất cuối cùng thực tế hơn nhưng rất đắt tiền và do đó chúng được sử dụng để tạo ra các ổ cứng “ưu tú”. Sau khi sản xuất, các tấm được phủ một lớp vật liệu sắt từ. Kể từ khi những chiếc ổ cứng đầu tiên được tạo ra, oxit sắt đã được sử dụng ở đây. Tuy nhiên, chất này có một nhược điểm đáng kể. Đĩa được phủ bằng chất sắt từ này có khả năng chống mài mòn rất thấp. Về vấn đề này, hầu hết các nhà sản xuất hiện nay đều sử dụng crom coban làm lớp phủ cho tấm. Khả năng chống mài mòn của chất này lớn hơn nhiều so với khả năng chống mài mòn của chất sắt từ đã được sử dụng trong nhiều năm. Ngoài ra, lớp phủ này mỏng hơn nhiều do được áp dụng bằng phương pháp phún xạ, giúp tăng đáng kể mật độ ghi. Vật liệu sắt từ được áp dụng cho cả hai mặt của đĩa, do đó dữ liệu cũng sẽ được đặt trên cả hai mặt. Các tấm được đặt trên trục xoay ở cùng một khoảng cách với nhau, do đó tạo thành một chồng chúng. Dưới các đĩa có một động cơ quay chúng. Đầu đọc/ghi được đặt ở cả hai mặt của đĩa. Chúng được thiết kế theo cách di chuyển từ mép đĩa đến tâm của nó. Một động cơ chuyên dụng đặc biệt chịu trách nhiệm cho việc này. Điện tử là một bảng mạch trên đó đặt nhiều phần tử “cần thiết” cho hoạt động của ổ cứng, chẳng hạn như bộ xử lý, chương trình điều khiển, RAM, bộ khuếch đại ghi/đọc và các phần tử khác. Mỗi mặt của tấm được chia thành các rãnh. Họ, lần lượt, được chia thành các lĩnh vực. Tất cả các rãnh có cùng đường kính trên tất cả các bề mặt tạo thành một hình trụ. Ổ cứng hiện đại có một “xi lanh kỹ thuật”. Nó chứa thông tin dịch vụ (kiểu ổ đĩa, số sê-ri, v.v.) dành cho máy tính đọc thêm.

Trước đây, để đĩa sẵn sàng sử dụng, người dùng cần thực hiện cái gọi là định dạng cấp thấp. Thậm chí còn có một mục tương ứng trong BIOS. Bây giờ việc đánh dấu này được thực hiện ngay lập tức trong quá trình sản xuất ổ cứng. Thực tế là với định dạng cấp thấp, thông tin servo sẽ được ghi lại. Nó chứa các dấu hiệu đặc biệt cần thiết để ổn định tốc độ quay của trục chính, tìm kiếm các vùng cần thiết bằng các đầu, đồng thời theo dõi vị trí của các đầu trên bề mặt của các tấm. Nếu bạn nghĩ rằng các thành phần “xấu” trên ổ cứng chỉ xuất hiện trong quá trình hoạt động thì bạn đã nhầm. Ổ cứng mới tạo nào cũng đã có bad block rồi. Vì vậy, với định dạng cấp thấp, các khối này được phát hiện và ghi vào bảng gán lại đặc biệt. Sau đó, trong quá trình hoạt động, bộ điều khiển đĩa cứng sẽ thay thế các bộ phận bị lỗi bằng các bộ phận chức năng được dành riêng cho các mục đích đó trong quá trình sản xuất. Trong ổ đĩa cứng, dữ liệu được ghi và đọc bởi các đầu đọc/ghi phổ quát từ các vòng tròn đồng tâm của các đĩa từ quay (rãnh) được chia thành các cung 512 byte. Track là một "vòng" dữ liệu trên một mặt của đĩa. Bản ghi trên đĩa quá lớn để có thể sử dụng làm thiết bị lưu trữ. Trong nhiều ổ đĩa, dung lượng của nó vượt quá 100 nghìn byte và việc phân bổ một khối như vậy để lưu trữ một tệp nhỏ là vô cùng lãng phí. Vì vậy, các track trên đĩa được chia thành các phần được đánh số gọi là các cung.

Ổ cứng hoạt động như thế nào

Do đặc thù nên khi ổ cứng hoạt động không có sự tiếp xúc trực tiếp của các đầu từ với bề mặt các tấm đĩa. Bạn có thể nói khác đi: sự tiếp xúc “giống như cái chết”. Thiết kế của các đầu được tạo ra theo cách cho phép bạn "lơ lửng" phía trên bề mặt của các tấm. Động cơ quay trục chính với tốc độ (lên tới 15.000 vòng / phút) để tạo ra luồng không khí mạnh từ các đĩa quay. Điều này tạo ra hiệu ứng đệm không khí. Khoảng cách giữa đầu và đĩa là một phần micron. Tuy nhiên, như chúng tôi đã đề cập ở trên, việc đầu tiếp xúc với bề mặt là không thể chấp nhận được. Nhưng có sự cố mất điện, bạn nói. Vâng tất nhiên. Chính trong trường hợp này mà cái gọi là “khu vực đỗ xe” đã được phát minh ra. Và khi xảy ra tình huống trong đó tốc độ quay của trục chính giảm xuống dưới giới hạn cho phép (trong khi hoạt động bình thường hoặc ở chế độ khẩn cấp khi tắt nguồn), được bộ xử lý ổ cứng theo dõi liên tục, các đầu sẽ được chuyển xuống cùng vị trí đỗ xe này. vùng. Vùng này nằm ngay chính trục quay, nơi không có thông tin nào được ghi lại nên các đầu từ có thể dễ dàng “nằm” trên bề mặt đĩa. Ổ cứng “khởi động” như thế nào? Tóm lại, nó diễn ra như thế này. Ngay khi ổ cứng nhận được điện, bộ xử lý của nó bắt đầu kiểm tra các thiết bị điện tử và nếu kết quả là dương tính, bộ xử lý sẽ khởi động động cơ quay đĩa cứng. Khi tốc độ quay tăng lên, hiệu ứng đệm không khí sẽ đạt được, giúp nâng các đầu từ ra khỏi khu vực đỗ xe. Khi tốc độ đạt đến giá trị yêu cầu, các đầu sẽ rời khỏi khu vực đỗ xe và sử dụng bộ điều khiển để “tìm kiếm” các động cơ servo để ổn định tốc độ quay. Sau đó, các khu vực "xấu" được chỉ định lại và vị trí đầu được kiểm tra. Nếu công việc được thực hiện là tích cực, bộ điều khiển ổ cứng sẽ chuyển sang chế độ vận hành. Tất nhiên, quá trình cơ học của ổ cứng sẽ sâu hơn khi được xem xét chi tiết hơn, nhưng chúng tôi không bắt đầu mô tả nó một cách chi tiết. Điều chính là bạn hiểu các nguyên tắc cơ bản của cơ chế tương tác của đầu với các tấm. Nếu bất cứ ai quan tâm đến chi tiết của quá trình này, thì một lượng lớn tài liệu đã được tạo ra về chủ đề này. Và chúng ta sẽ chuyển sang một phần khác của quy trình làm việc trên ổ cứng - công nghệ đọc/ghi dữ liệu.

Công nghệ đọc/ghi dữ liệu trên đĩa cứng

Thông tin đọc/ghi vào đĩa được thực hiện bằng cách sử dụng các đầu từ, nguyên lý chuyển động của chúng đã được thảo luận ở trên. Nếu bạn vẫn còn một chiếc máy ghi âm cũ còn tốt thì phương pháp ghi/đọc âm thanh đến/từ băng từ giống hệt với những gì chúng ta đang xem xét. Dữ liệu được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều, được cung cấp cho đầu từ, sau đó nó được chuyển đổi thành từ trường, nhờ đó các vùng mong muốn của đĩa từ được từ hóa. Chúng ta đã biết rằng các đĩa cứng được phủ một lớp sắt từ. Một khu vực được chọn riêng của lớp phủ này có thể được từ hóa theo một trong hai cách có thể. Từ hóa theo một cách nào đó sẽ có nghĩa là bằng 0, theo cách khác - một. Vùng từ hóa riêng biệt như vậy được gọi là miền. Nó là một nam châm mini có hướng cụ thể là cực Nam và cực Bắc. Bằng cách tác động lên một miền nhất định bằng từ trường bên ngoài (đầu từ), nó sẽ chấp nhận sự tương ứng này. Khi ảnh hưởng của từ trường bên ngoài chấm dứt, các vùng từ hóa dư xuất hiện trên bề mặt. Chúng có nghĩa là thông tin được lưu trữ trên đĩa. Tôi muốn lưu ý rằng mật độ ghi dữ liệu, tức là dung lượng ổ đĩa, phụ thuộc vào kích thước của miền. Từ lâu, người ta đã biết đến hai công nghệ ghi thông tin trên ổ cứng: song song và vuông góc. Mặc dù phương pháp ghi thứ hai hiệu quả hơn nhưng nó phức tạp hơn một chút về độ phân giải công nghệ. Vì vậy, các nhà sản xuất đã sử dụng và cải tiến phương pháp song song cho đến khi đạt đến giới hạn vật lý. Nếu chúng ta mô tả ngắn gọn về công nghệ ghi song song thì nó như sau. Từ hóa của các miền song song với mặt phẳng của đĩa. Mọi người có lẽ đã từng “nghiên cứu” nam châm khi còn nhỏ và do đó biết rằng chúng sẽ hút nhau khi quay về phía nhau với các cực khác nhau (xanh và đỏ). Và ngược lại, nếu bạn cố gắng ép chúng lại với nhau bằng các mặt cùng màu, thì nỗ lực như vậy sẽ không bao giờ đạt được thành công. Vì vậy, khi sử dụng công nghệ này, một trường đi lạc xuất hiện ở ranh giới của các miền lân cận, lấy đi năng lượng từ trường của chúng. Kết quả là, các hạt bên ngoài của miền trở nên kém ổn định hơn và ảnh hưởng của thăng giáng nhiệt lên trật tự từ của nó tăng lên. Khi sử dụng công nghệ ghi vuông góc, từ hóa của các miền nằm ở góc 90° so với mặt phẳng của tấm. Nhờ đó, hiệu ứng đẩy của các miền lân cận đơn cực biến mất, bởi vì trong sự sắp xếp này, các hạt từ hóa bị quay về phía nhau với các cực khác nhau. Điều này làm giảm kích thước không gian liên miền so với công nghệ ghi song song, điều này cũng làm tăng dung lượng ổ cứng. Tuy nhiên, phương pháp ghi này yêu cầu sử dụng thành phần phức tạp hơn của lớp từ tính. Bên dưới lớp bảo vệ mỏng là lớp ghi âm bao gồm hợp kim coban, bạch kim và crom bị oxy hóa. Chất nền bao gồm hai lớp có thành phần hóa học phức tạp, được gọi là lớp liên kết phản sắt từ. Chúng là những thứ cho phép bạn loại bỏ cường độ từ trường bên trong. Ngoài ra, ghi vuông góc yêu cầu sử dụng các thẻ từ khác có thể tạo ra từ trường mạnh hơn. Mật độ ghi vuông góc là 500 Gbit/in2. Điều này sẽ giúp sản xuất ổ cứng có dung lượng vài terabyte. Tuy nhiên, khoa học không đứng yên và sự phát triển của các công nghệ mới đã phát triển mạnh mẽ. Một trong số đó được gọi là HAMR (Ghi từ tính hỗ trợ nhiệt). Công nghệ này là sự kế thừa của ghi vuông góc và nhằm mục đích cải thiện nó. Trong trường hợp này, quá trình ghi xảy ra khi làm nóng trước bằng tia laser. Quá trình gia nhiệt xảy ra trong vòng một phần nghìn giây, với nhiệt độ đạt tới 100 ° C. Trong trường hợp này, các hạt từ của miền nhận được nhiều năng lượng hơn nên khi tạo ra trường không cần cường độ cao. Và năng lượng cao đảm bảo tăng tính ổn định của thông tin được ghi. Một lần nữa, việc sử dụng công nghệ này là không thể nếu không sử dụng vật liệu có mức độ dị hướng cao. Tuy nhiên, hợp kim phù hợp cho mục đích này lại quá đắt. Ngoài ra, việc ghi nhiệt từ sẽ cần có hai đầu riêng biệt. Bạn cũng cần quan tâm đến cách loại bỏ nhiệt khỏi đĩa. Tuy nhiên, động lực to lớn để sử dụng ghi nhiệt từ là công nghệ này cho phép bạn đạt được mật độ ghi lên tới 1 Tbit/in2

Dữ liệu được lưu trữ trên ổ cứng như thế nào

Đơn vị thông tin nhỏ nhất mà hệ thống quản lý đĩa cứng vận hành được gọi là một khu vực. Trong phần lớn các phương tiện truyền thông hiện đại, một cung bằng 512 byte. Hệ thống đánh địa chỉ khu vực hiện đang được sử dụng được gọi là LBA (Địa chỉ khối logic). Đồng thời, đối với các đĩa có dung lượng nhỏ hoặc nhằm mục đích tương thích ngược với các thiết bị cũ hơn, có thể sử dụng hệ thống đánh địa chỉ CHS. CHS viết tắt là viết tắt của Xi lanh, Đầu, Khu vực - xi lanh, đầu, khu vực. Ngay từ cái tên, ý nghĩa của kiểu địa chỉ này đã rõ ràng vì nó gắn liền với các bộ phận của thiết bị đĩa cứng. Ưu điểm của LBA so với CHS là cái thứ hai có giới hạn về số lượng cung cấp địa chỉ tối đa, về mặt định lượng bằng 8,4 gigabyte, LB A không có giới hạn này. Khu vực đầu tiên của ổ cứng (hay đúng hơn là số 0) được gọi là MBR (Bản ghi khởi động chính) hoặc bản ghi khởi động chính. Ở đầu khu vực này có mã nơi hệ thống đầu vào/đầu ra cơ bản của máy tính chuyển quyền điều khiển khi nó khởi động. Mã này sau đó chuyển quyền điều khiển sang bộ nạp hệ điều hành. Ngoài ra trong khu vực 0 còn có bảng phân vùng đĩa cứng. Một phần đại diện cho một phạm vi cụ thể của các lĩnh vực. Một bản ghi về phân vùng được nhập vào bảng, cùng với số lượng và kích thước của khu vực bắt đầu. Có thể có tổng cộng bốn mục như vậy trong bảng phân vùng. Phân vùng có mục nhập trong bảng phân vùng của khu vực 0 được gọi là phân vùng chính. Do những hạn chế nêu trên, có thể có tối đa bốn phân vùng như vậy trên một đĩa. Một số hệ điều hành chỉ được cài đặt trên ổ đĩa chính. Nếu cần sử dụng nhiều phân vùng hơn, mục nhập về phân vùng mở rộng sẽ được nhập vào bảng. Loại phân vùng này là nơi chứa các phân vùng logic được tạo ra. Có thể có số lượng khối logic không giới hạn, tuy nhiên, trong hệ điều hành Windows, số lượng khối được kết nối đồng thời bị giới hạn bởi số lượng chữ cái trong bảng chữ cái Latinh. Ba loại phân vùng này có AP rộng nhất, hỗ trợ trong phần lớn các hệ điều hành và khả năng phân phối lớn nhất. Trên thực tế, ở nhà hoặc trên quy mô máy tính khách của các tổ chức, đây là những loại phân vùng được tìm thấy. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là các loại phân vùng bị giới hạn ở ba loại này. Có một số lượng lớn các phân vùng chuyên biệt, nhưng chúng cũng sử dụng các khối chính làm vùng chứa. Một phân vùng chỉ là không gian được phân bổ trên đĩa; Để lưu trữ bất kỳ thông tin nào trong đó nhằm tổ chức cấu trúc lưu trữ dữ liệu, một hệ thống tệp phải được tạo. Quá trình này được gọi là định dạng phân vùng. Có rất nhiều loại hệ thống tệp; hệ điều hành Windows sử dụng FAT/NTFS; hệ điều hành dựa trên nhân Linux sử dụng Ext2/3FS, ReiserFS và Swap. Có nhiều tiện ích để truy cập đa nền tảng vào các hệ thống tệp khác nhau từ các hệ điều hành không hỗ trợ chúng nguyên bản (ví dụ: cung cấp khả năng truy cập các phân vùng Linux từ Windows và ngược lại). Một số hệ thống tệp, chẳng hạn như FAT/NTFS, hoạt động trên các cấu trúc dữ liệu lớn hơn trên ổ cứng được gọi là cụm. Một cụm có thể bao gồm một số lĩnh vực tùy ý. Thao tác với kích thước cụm mang lại lợi ích bổ sung cho hiệu suất hệ thống tệp hoặc mức tiêu thụ dung lượng trống. Do đó, thu được cấu trúc lưu trữ dữ liệu logic sau: ổ cứng được chia thành các phân vùng (thông tin về phân vùng này được lưu trữ trong cái gọi là bản ghi khởi động chính) - chúng được đặt tên là C:, D:, E:, v.v., cho mỗi Hệ thống tệp được cài đặt trên phân vùng (do định dạng phân vùng). Hệ thống tệp chứa thông tin về cách phân định không gian của một phân vùng (đĩa logic) và vị trí của tệp nào trên đó. Chà, sau đó phân vùng lưu trữ các tệp được chia thành một số cụm nhất định, chiếm một số khu vực nhất định mà các rãnh đĩa cứng được chia vào đó. Hệ thống tệp chỉ định địa chỉ riêng của nó cho tất cả các khu vực, sau đó lưu trữ các tệp của nó tại các địa chỉ này, ghi vào bảng của nó địa chỉ của các cụm (phạm vi cụm) thuộc một số tệp nhất định.

Các ấn phẩm tương tự: