Các loại thiết bị lưu trữ!

6. THIẾT BỊ LƯU TRỮ

Máy tính có các thiết bị ngoại vi có khả năng nhận và xuất dữ liệu - đó là các ổ đĩa máy tính, nơi ghi nhớ các thông tin dữ liệu. Nhũng thiết bị này gọi là các thiết bị lưu trữ thứ cấp - secondary starage (thiết bị lưu trữ sơ cấp - primary storage là bộ nhớ máy tính.) Khác với thiết bị lưu trữ sơ cấp khi ngắt điện là mọi thứ trong RAM đều không còn, loại thứ cấp này có thể lưu dữ kiện ngay cả khi không có nguồn nuôi, xét về lý thuyết, dữ liệu trên loại này có thể tồn tại vĩnh viễn và có thể được đọc, ghi, sửa hay xóa lúc này hay lúc khác, Có hai phương pháp lưu dữ kiện tạo nên hai họ khác nhau, là dựa trên từ tính, và dựa trên khả năng ứng dụng quang học.

1.Ðĩa từ tính
Có hai loại chủ yếu là đĩa mềm và đĩa cứng. Ðĩa mềm, có thể hiểu đơn giản là loại đĩa dung lượng thấp, nhỏ gọn tháo lắp dễ dàng, nhiều đĩa dùng chung một ổ đĩa. Hiểu như vậy để có thể phân biệt với đĩa cứng là loại ổ đĩa thường lắp hẳn bên trong máy, ít được tháo rời, phức tạp, và bản thân nó là thiết bị hoàn chỉnh đọc ghi với dung lượng lớn.

Ðĩa mềm - floopy disk :

Gồm vỏ bảo vệ và một đĩa plastic nhỏ có phủ vật liệu từ (oxit sắt, oxit niken hoặc oxit coban pha với vật liệu không từ tính hay đất hiếm). Dữ liệu thông tin dạng số sẽ được đại diện bởi các hạt từ tính, các hạt này do có tính từ tính, nên bằng một phương pháp nào đó nó được xác định một trong hai hướng rõ rệt - như vậy thể hiện được số 0 hay số 1. Ðĩa mềm cũng trải qua nhiều thế hệ, những khác nhau giữa các hệ dĩa mềm chỉ là quanh vấn đề dung lượng nhớ của nó chứ về nguyên tắc hoạt động của dĩa cũng như ổ đĩa không có thay đổi lớn nào. Ngày nay người ta chỉ còn dùng loại đĩa mềm 3.5 ich thường gọi là 1 đĩa 1.44Mb, nhưng cũng có loại 2,88Mb. Loại 5,25 inch gần như không còn được dùng nữa. Ðĩa mềm có tính cơ động cao, nhưng bị hạn chế về dung lượng nhớ, hiện nay các chương trình hầu như không thể chạy trên đĩa mềm như cách đây khoảng 5 năm, cho nên đĩa mềm chủ yếu dùng sao lưu dữ liệu, vả lại tốc độ đọc ghi của đĩa mềm rất thấp - bù lại giá đĩa mềm tương đối rẻ, bạn có thể mua một hộp đĩa mềm với giá khoảng 50.000 đồng (10 hay 11 đĩa).

Ðĩa cứng - Hard disk :

Có thể so sánh tên gọi đĩa cứng và đĩa mềm cũng đủ rút ra kết luận. Ðĩa cứng....cứng hơn đĩa mềm! Và giá cả cũng đắt hơn. Bạn có thể hình dung, ổ đĩa cứng gồm vỏ cứng bảo vệ, các bộ phận điều khiển xuất nhập, nguồn, và đĩa từ tính. Bộ khung vỏ bảo vệ thường là hợp kim nhôm đúc ở áp lực cao, cũng có hai cỡ 5.25 inch và 3.5 inch, và thông dụng nhất vẫn là loại 3.5 inch. Dung lượng ổ cứng không phải bị chi phối bởi vỏ ổ cứng mà ở đĩa từ. Ðĩa từ của ổ cứng thường làm từ nhôm, thủy tinh hay gốm-phủ một lớp vật liệu từ và lớp bảo vệ ở cả hai mặt. Ổ cứng có thể có nhiều đĩa từ xếp chồng lên nhau trên trục môtơ quay. Ðể hoạt động đọc ghi, ổ cứng còn có các đầu từ , môtơ dịch chuyển đầu từ, mạch chính, mạch điện tử điều khiển, và thường có bộ nhớ cache. Ðĩa cứng rất đa dạng về dung lượng, có thể từ vài chục Mb đến vài nghìn Mb hay hơn nữa, và phụ thuộc nhiều vào các chuẩn kỹ thuật giao tiếp. Loại ổ cứng thường dùng trong máy vi tính hiện nay khoảng 1 Gb đến 2 Gb, một con số khổng lồ nếu so với cách đây 5 năm khi mà ổ cứng chỉ có thể từ 100Mb đến 200Mb, thậm chí có máy không trang bị ổ cứng nữa.

Các ổ cứng giao tiếp với máy thông qua một dữ liệu cắm vào mạch điều khiển. Những máy tính thế hệ tiền PCI- tức là từ VesaLocalBus trở về trước giao tiếp giữa máy và thiết bị ngoại vi đều thông qua bảng mạch giao tiếp - thường gọi là cạc IO (input-output), tức là con chuột, ổ cứng, ổ mềm, máy in, joystick, đều nối vào đây. Ðể hoạt động, các ổ cứng giao tiếp với máy thông qua các chuẩn ESDI, IDE, SCSI. Chuẩn ESDI (Enhanced Small Device Interface) xuất hiện đầu năm 1983 dùng phương pháp mã hóa RLL, tốc độ có thể đạt đến khoảng 24 MB mỗi giây, là dạng giao tiếp câm nên các điều khiển quan trọng đều do card quản lý. Chuẩn IDE (Intelligent Drive Electronic - Intergrated Drive Electronic) cũng còn gọi là ATA (AT Attachment) dùng loại mạch điện tử ổ đĩa thông minh, là giao tiếp ở mức hệ thống. Chuẩn này nối với máy bằng một cáp nguồn 4 chân và một cáp dữ liệu 40 chân. Loại ổ đĩa này có tốc độ khá cao nên được dùng trong hầu hết các máy vi tính hiện nay, gía thành cũng rẻ hơn so với các loại ổ cứng khác. Nếu tính cụ thể thì khoảng 1.5USD cho 10Mb, rẻ hơn cả đĩa mềm: 1.5USD cho gần 5 Mb. Chuẩn giao tiếp SCSI (Small Computer System Interface) là một cấu trúc bus độc lập có thể truyền dữ liệu với tốc độ cao, từ 4Mb/giây đến khoảng 10Mb/giây. Ðược ứng dụng với ổ cứng tạo nên một khả năng lưu trữ cao với tốc độ đọc ghi cao. Ðể dùng được, cần có một bảng mạch điều hợp SCSI, tuy nhiên một card SCSI này có thể nối tiếp đến 7 thiết bị theo chuẩn này.

Ðĩa floptical :

Là loại ổ đĩa từ mềm, có hình dáng giống như đĩa 3.5 inch, nhưng dùng phương pháp vị quang học để đọc ghi, nên mật độ dữ liệu trên đĩa cao hơn, dung lượng nhớ lớn hơn. Thiết bị này không ghi dữ liệu bằng quang học, chỉ làm thao tác định vị thôi. Nhưmg do gía thành cao nên dù có khả năng lưu đến hơn 20MB, loại này vẫn không phổ dụng.

Ổ băng ghi lưu:

Cũng là thiết bị lưu trữ từ tính, nhưng loại này khác với các loại trên ở tính chất truy cập tuần tự của nó, do đó chỉ dùng sao lưu chứ không dùng để làm việc hằng ngày như thiết bị truy cập ngẫu nhiên - đĩa cứng, đĩa mềm. Ổ băng ghi lưu gồm một hộp băng và cuộn băng từ cỡ 0,25 inch. Loại này rất đa dạng về chủng loại và dung lượng, tùy yêu cầu công việc mà bạn lựa chọn.

Ổ đĩa tháo lắp ZIP:

Dùng loại đĩa có kích thước cũng khoảng 3.5 inch, dung lượng lên đến 100Mb trên một đĩa giá 20USD. Tốc độ đọc ghi trung bình, kỹ thuật dùng ở đây là định vị quang học để ghi dữ liệu. Nếu dùng với card SCSI, tốc độ không thua gì ổ cứng IDE.



Hình 24 : Một loại ổ ZIP

2. Ðĩa từ quang
Ðĩa từ quang - Magneto optical drive, thường gọi tắt là MO, là thiết bị kết hợp giữa từ tính và quang học để lưu dữ liệu. Ðĩa từ tính, dùng ánh sáng laser làm tác nhân đọc ghi. Dung lượng của loại 5.25 inch là 1.3Gb, loại 3.5inch là 230 Mb. Công nghệ này phù hợp để lưu trữ, theo các chuyên gia, có thể bảo đảm dữ liệu 50 năm so với 5 năm của ổ cứng, ổ mềm, băng từ.

3. Ðĩa quang học
Gọi là đĩa quang học, tức là vấn đề cốt lõi về kỹ thuật - đọc ghi dữ liệu được thực hiện trên nguyên tắc quang học, dùng tia sáng laser. So với hệ thống từ tính, ổ quang có ba điểm khác biệt chính: vì độ chính xác cao của thao tác quang học, nên ổ đĩa quang có thể có dung lượng cao hơn ổ đĩa từ gấp nhiều lần so với ổ đĩa từ. Ðộ bền dữ liệu ghi bằng phương pháp quang học cao hơn so với phương pháp từ tính nhiều lần, tối thiểu cũng 50 năm. Ðĩa quang có thể tháo lắp dễ dàng như một đĩa mềm mà hiệu qủa hơn nhiều, do đó ngày càng phổ dụng hơn. Ðĩa CD - compact disc là loại này.

Xuất phát từ nhu cầu âm thanh, CD âm thanh ra đời chứa dữ liệu dưới dạng các hốc lõm, khi CD quay tia laser sẽ phát đến đĩa và nhận sự phản xạ khác nhau giữa điểm lõm và điểm không lõm ứng với số 0 và 1 hệ nhị phân. Ðĩa CD-ROM ta dùng hiện nay cũng hoạt động theo nguyên tắc đó, vì là loại đĩa CD chứa dữ kiện chỉ đọc được nên có tên có tên CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory). Thông thường dữ liệu có thể đưa vào loại đĩa quang gía rẻ 680Mb (khoảng 10USD đĩa trắng - 1USD 68 MB) như chúng ta dùng rộng rãi hiện nay, đồng thời các loại đĩa âm thanh cũng có thể đọc hiểu vàhoạt động được bằng ổ đĩa CD của máy tính, nhưng đầu đọc của máy CD âm thanh thì không thể đọc được đĩa CD dữ liệu. Nói là CD-ROM-chỉ đọc, nhưng dĩ nhiên là phải có một lần nào đó ghi dữ liệu lên đĩa rồi mới đọc, thao tác này theo nguyên tắc khắc trên đĩa các điểm lõm hay không lõm đại diện cho số 0,1 bằng một nguồn phát tia laser công suất lớn. Người ta tạo một đĩa gốc trước trên nguyên tắc này bằng đầu CD có thể ghi trên một đĩa CD mới, sau đó âm bản của đĩa gốc được tạo ra bằng qúa trình mạ điện hoặc photopolymer. Tiến trình nhân bản thực hiện bằng cách phun polycarbonate-trong suốt, nhẹ, bền, ổn định, không nhiễm bẩn - nên đĩa CD giữ được thông tin gần như vĩnh viễn.

Như vậy, bạn có thể hiểu về bản chất các đĩa CD được chép lại bán ở một số dịch vụ tin học thực chất là một dạng đĩa gốc, do đó khi sử dụng phải tuyệt đối cẩn thận vì nókhông hề có một lớp bảo vệ polycarbonate như các đĩa CD được phát hành chính quy hay các đĩa CD nhạc.

Khi mà các đĩa CD-ROM đã gần như trở nên một chuẩn không thể thiếu trong hầu hết các máy tính multimedia thì lại xuất hiện một thành viên mới trong họ đĩa quang học mà được dự đoán sẽ là thiết bị lưu trữ chủ đạo thế kỷ 21 - DVD.



Hình 25 : Một dĩa CD lưu được một lượng thông tin tương đương 450 dĩa mềm và khoảng 500 cuốn sách !

DVD - Digital Vidéo Disc tức là đĩa vidéo kỹ thuật số hay Digital Versatile Disc - đĩa đa năng kỹ thuật số là một công nghệ chỉ mới ra đời gần đây. Cho đến thời điểm hiện nay, DVD vẫn chỉ còn trong dự án với giá thành khá cao, đã có DVD bán ra thị trường nhưng chỉ ở dạng hàng mẫu không phổ biến lắm. Vậy đâu là điểm mạnh mà DVD được đoán là sẽ nhanh chóng thay thế CD trong tương lai ? Cũng như CD dần dần thay thế dĩa mềm bởi dung lượng hàng trăm Mb của nó, DVD thay thế CD-ROM bởi DVD có thể lưu ít nhất 3.8 Gb và có thể đạt đến 17 Gb. DVD có kích thước giống như CD (120mm đường kính và dày 1,2mm) cũng làm bằng nguyên liệu như CD. Như đã nói ở trên, đây là một bước tiến về công nghe? dữ liệu trên DVD sẽ được ghi vào đĩa với mật độ cao hơn, sít hơn nhiều so với CD, lượng thấu kính trong đầu đọc nhiều hơn để tăng độ chính xác - và đầu đọc sẽ dùng laser cóc sóng ngắn hơn, có thể là tia laser đỏ - laser hồng ngoại. Quan trọng nhất là kỹ thuật DVD cho phép loại đĩa có hai lớp trên một mặt, nên với mỗi lớp khoãng hơn 4Gb thì loại đĩa 2 lớp hai mặt hoàn toàn có thể chứ đến 17Gb dữ liệu - hãy hình dung bằng toàn bộ dữ liệu của cả một thư viện 10 ngàn cuốn sách !