Đang tải... (xem toàn văn)
Các phương pháp sáng tạo được áp dụng trong quá trình phát triển thiết bị lưu trữ trên máy tính
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA HỆ THỐNG THÔNG TIN CAO HỌC KHÓA 22 ________________ ĐỀ TÀI: CÁC PHƯƠNG PHÁP SÁNG TẠO ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN THIẾT BỊ LƯU TRỮ TRÊN MÁY TÍNH GVHD: GS TS KH HO ÀNG VĂN KIẾM HVTH: LÊ MINH TRÍ (MSHV: 12 12 040) TP. HCM, năm 2012 Mục lục TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN 1 GIỚI T HIỆU 4 I. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA THIẾT BỊ LƯU TRỮ: 6 1. Phiếu đục lỗ: 6 2. Ổ cứng IBM 350: 7 3. Ổ cứng IBM3380 & ST-506: 8 4. Seagate Barracuda: 9 5. IBM 170 Micro Drive: 10 6. USB & Flash Drive: 11 7. Ổ cứng lai: 12 8. Ổ cứng thể rắn (Solid State Drive hay S DD): 13 II. GIỚI THIỆU 40 NGUYÊN TẮC SÁNG T ẠO: 15 1. Nguyên tắc phân nhỏ : 15 2. Nguyên tắc “tách khỏi” : 16 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ : 16 4. Nguyên tắc phản đối xứng : 16 5. Nguyên tắc kết hợp : 16 6. Nguyên tắc vạn năng : 16 7. Nguyên tắc “chứa t rong” : 16 8. Nguyên tắc phản trọng lượng : 16 9. Nguyên tắc gây ứng suất s ơ bộ: 17 10. Nguyên t ắc thực hiện sơ bộ : 17 11. Nguyên t ắc dự phòng : 17 12. Nguyên t ắc đẳng thế : 17 13. Nguyên t ắc đảo ngược : 17 14. Nguyên t ắc cầu (tròn) hoá : 17 15. Nguyên t ắc linh động : 18 16. Nguyên t ắc giải “ thiếu” hoặc “ thừa” : 18 17. Nguyên t ắc chuyển sang chiều khác : 18 18. Nguyên t ắc sử dụng các dao động cơ học : 18 19. Nguyên t ắc tác động theo chu kỳ : 18 20. Nguyên t ắc liên tục t ác động có ích : 19 21. Nguyên t ắc “ vượt nhanh” : 19 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi : 19 23. Nguyên t ắc quan hệ phản hồi : 19 24. Nguyên t ắc sử dụng t rung gian : 19 25. Nguyên t ắc tự phục vụ: 19 26. Nguyên t ắc sao chép (copy) : 19 27. Nguyên t ắc “ rẻ” thay cho “đắt”: 20 28. Thay thế sơ đồ cơ học: 20 29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng : 20 30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng : 20 31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ : 20 32. Nguyên t ắc thay đổi màu sắc : 21 33. Nguyên t ắc đồng nhất : 21 34. Nguyên t ắc phân hủy hoặc tái sinh các phần : 21 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng: 21 36. Sử dụng chuyển pha : 21 37. Sử dụng sự nở nhiệt : 21 38. Sử dụng các chất ôxy hóa mạnh : 22 39. Thay đổi độ trơ : 22 40. Sử dụng các vật liệu hợp t hành (composite) : 22 III. CÁC PHƯƠNG PHÁP SÁNG T ẠO ĐƯỢC S Ử DỤNG: 22 1. Nguyên tắc phân chia nhỏ: 22 2. Nguyên tắc chuyển động tròn: 22 3. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “ đắt”: 23 4. Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học: 23 5. Nguyên tắc môi trường khí trơ: 23 6. Nguyên tắc tự phục vụ: 23 7. Nguyên tắc tách khỏi: 23 8. Nguyên tắc sử dụng trung gian: 24 9. Nguyên tắc thay thế hệ thống cơ học: 24 10. Nguyên t ắc quan hệ phản hồi: 24 11. Nguyên t ắc kết hợp: 24 TÀI LIỆU T HAM KHẢO: 25 GIỚI THIỆU Ngày nay, máy tính chúng ta sử dụng có thể lưu trữ hàng trăm, thậm chí hang ngàn GB dữ liệu. Ngay cả những thiết bị cầm tay như máy M P3, điện thoại di động cũng có có vài GB bộ nhớ lưu trữ. M ột vài thập kỉ trước đây điều này chỉ có thể có trong khoa học viễn tưởng. Ví dụ, không lâu trước đây, vào năm 1980, ổ cứng đầu tiên đạt đến dung lượng lưu trữ Gigabyte ra đời có kích thước bằng chiếc tủ lạnh. Trong phạm vi bài thu hoạch này, em xin trình bày về những nguyên tắc sang tạo được áp dụng trong lịch sử phát triển của thiết bị lưu trữ trên máy tính. Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến Giáo sư, Tiến sĩ khoa học Hoàng Văn Kiếm đã tận tình truyền đạt những kiến thức nền tảng cơ bản cho chúng em trong bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học”. I. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA THIẾT BỊ LƯU TRỮ: 1. Phiếu đục lỗ: - Hầu hết mọi người nghĩ về phiếu đục lỗ như là một cách ghi lại thời gian đến và rời chỗ làm. Năm 1725, Basile Bouchon, một công nhân ngành dệt dùng phiếu đục lỗ để điều khiển máy dệt. Qua đó máy dệt có thể đọc và và tự vận hành các thiết lập. Đánh dấu lần đầu tiên một máy tự sử dụng một phương cách để đọc mã và thực thi một qui trình. Quang trọng hơn, những phiếu đục lỗ được sử dụng như những thẻ nhớ nguyên thủy. - Năm 1890, một phiếu đục lỗ được sử dụng bởi Herman Hollerith để ghi âm và đọc dữ liệu từ một máy tính. Ông dùng nó để hoàn thành cuộc tổng điều tra năm 1890 trong vòng duy nhất một năm. Trước đó phải mất đến 8 năm để hoàn thành cho năm 1880. - Phiếu đục lỗ được sử dụng phổ biến cho đến giữa thập niên 1970. Phiếu đục lỗ cho chương trình viết bằng Fortran Hình trái: máy đọc, hình phải: máy ghi 2. Ổ cứng IBM 350: - Năm 1956, ổ cứng hiện đại đầu tiên IBM 350 ra đời có dung lượng lưu trữ 4,4 MB với 50 đĩa 25 inch, tốc độ quay 1.200 RPM (vòng trong 1 phút). 3. Ổ cứng IBM3380 & ST-506: - Ổ cứng đầu tiên có dung lượng đạt đến 1GB là IBM 3380 ra đời vào năm 1980 (có thể lưu trữ 2.52GB). Nó có kích thước bằng cái tủ lạnh, nặng 250 kg, giá cả được giới thiệu dao động từ $81.000 đến $142.400. Hình trái: Ổ cứng 250 MB ra đời năm 1979. Hình phải: ổ cứng IBM 3380 ra đời năm 1980 - Cũng trong năm 1980, chiếc ổ cứng tiền nhiệm cho máy tính hiện đại ra đời, kích thước nhỏ 5.25”, có dung lượng lưu trữ 5MB 4. Seagate Barracuda : - Năm 1996, Seagate cho ra đời ổ cứng đầu tiên đạt tốc độ 7.200 RPM, trở thành tốc độ chuẩn trong các thiết bị ổ cứng ngày nay. 5. IBM 170 Micro Drive: - Năm 1999, trước khi có bộ nhớ flash, những ổ cứng nhỏ mang t ính cách mạng này đã được sử dụng trong các dòng máy Ipod đầu tiên của Apple. Apple tiếp tục sử dụng nó trong các dòng Ipod classic [...]... Flash Drive: - Năm 2000, IBM đã cách mạng hóa cách con ngư ời lưu trữ và di chuyển dữ liệu với nhữ ng thiết bị nhỏ gọn như ng kinh tế Sau khi đư ợc giới thiệu, nó đã nhanh chóng khai tử đĩa mềm và Z ip, bắt đầu cuộc cách mạng lưu trữ flash - Kể từ khi ra m ắt năm 2000, nó đã tạo nên một sử phổ biến rộng khắp trong các thiết bị di động, máy ảnh số Những thiết bị này không còn bị giới hạn bởi kích thước... Thay đổi dộ dẻo - Thay đổi nhiệt độ, thể tích 36 Sử dụng chuyển p ha : - Sử dụng các hiện tượng nảy sinh, trong các quá trình chuyển pha như thay đổi thể tích, tỏa hay hấp thu nhiệt lư ợng … 37 Sử dụng sự nở nhiệt : - Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu - Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau 38 Sử dụng các chất ôxy hóa mạnh : - Thay không khí thường bằng... nói chung sử dụng các loại vật liệu mới III CÁC PHƯƠNG PHÁP SÁNG TẠO ĐƯỢC SỬ DỤNG: 1 Nguyên tắc phân chia nhỏ: - Ổ cứng đư ợc cấu t ạo từ nhiều thành phần: Cụm đĩa: đĩa từ, trục quay, động cơ Cụm đầu đọc: đầu đọc, cần di chuyển đầu đọc Mạch điện: m ạch điều khiển, mạch xử lý dữ liệu, bộ nhớ đệm, đầu cắm nguồn cung cấp điện cho ổ cứng, đầu kết nối giao tiếp với máy tính, các đầu thiết đặt (hay... bên ngoài - Thay đổi độ trong suốt của đối tượng hay mội trư ờng bên ngoài - Để có thể quan sát được những đối tư ợng hoặc nhữ ng quá trình, sử dụng các chất phụ gia m àu, huỳnh quang - Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu - Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp 33 Nguyên tắc đồng nhất : - Những đối tượng tương tác với đối tượng cho trư ớc, phải được làm từ cùng một vật... drive) là các ổ đĩa cứ ng thông thư ờng 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 v iệc của bộ nhớ đệm ( cache) của ổ đĩa cứng: Dữ liệu chứ a 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 cứ ng, chỉ khi máy tính đã... âm hoặc mùi vị - Sử dụng diện trư ờng, từ trừơng và điện từ trường trong tương tác với đối tượng - Chuyển các trư ờng đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi theo thời gian, các trư ờng đồng nhất sang có cấu trúc nhất định - Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ 29 Sử dụng các kết cấ u k hí và lỏng : - Thay cho các phần của đối tư ợng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng;... rẻ hơn với dung lượng lưu trữ lớn hơn 4 Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học: - Ổ cứng lư u trữ dữ liệu thể rắn (SSD) sử dụng các chip nhớ để chứa thông tin thay vì cách đọc ghi từ đĩa từ như ổ cứng truyền thống (HDD) SSD có ưu điểm hơn hẳn HDD ở tốc đ ộ đọc ghi dữ liệu và khả năng chống sốc n ên tạo ra hiệu năng sử dụng cao hơn hẳn tr ên các thiết bị cần xử lý nhanh cũng như thiết bị di động 5 Nguyên tắc... Đánh dấu lần đầu tiên một máy tự sử dụng một phương cách để đọc mã và thự c t hi một qui trình 7 Nguyên tắc tách khỏi: - Thẻ nhớ flash card ra đời giúp các thiết bị như điện thoại, m áy chụp ảnh số t ách rời bộ phận lư u trữ ra khỏi m áy Những thiết bị này không còn bị giới hạn bởi kích thước vật lý giúp chúng ngày càng mỏng, nhẹ 8 Nguyên tắc sử dụng trung gian: - Các ổ cứng hiện nay có vùng nhớ đệm... ôxy - Dùng các bức xạ iôn hóa tác động lên không khí hoặc ôxy - Thay ôxy giàu iôn (hoặc ôxy bị iôn hóa) bằng chính ôxy 39 Thay đổi độ trơ : - Thay m ôi trường thông t hường bằng m ôi trường trung hòa - Đưa thêm vào đối tượng các phần, các chất, phụ gia trung hòa - Thực hiện quá trình trong chân không 40 Sử dụng các vật liệu hợp thà nh (composite) : - Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những... vòng tròn đồng tâm thành các track Track có thể được h iểu đơn giản giống các rãnh ghi dữ liệu giống như các đĩa nhựa ( ghi âm nhạc trư ớc đây) nhưng sự cách biệt của các rãnh ghi này không có các gờ phân biệt và chúng là các vòng tròn đồng t âm chứ không nối tiếp nhau thành dạng xoắn trôn ốc như đĩa nhựa 3 Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”: - Ổ cứng ngày nay được nghiên cứu sử dụng các vật liệu có giá thành . CAO HỌC KHÓA 22 ________________ ĐỀ TÀI: CÁC PHƯƠNG PHÁP SÁNG TẠO ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN THIẾT BỊ LƯU TRỮ TRÊN MÁY TÍNH GVHD: GS TS KH HO ÀNG VĂN KIẾM HVTH:. Trong phạm vi bài thu hoạch này, em xin trình bày về những nguyên tắc sang tạo được áp dụng trong lịch sử phát triển của thiết bị lưu trữ trên máy tính. Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn. nền tảng cơ bản cho chúng em trong bộ môn Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học”. I. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA THIẾT BỊ LƯU TRỮ: 1. Phiếu đục lỗ: -