Bài 4. Máy tính và phần mềm máy tính

KỸ THUẬT BẢO TRÌ HỆ THỐNG
Bài giảng môn học:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Nguyễn Quốc Hưng
- HẢI PHÒNG 3/2007 -
MỘT SỐ THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÁY TÍNH
PHẦN 1:
Máy in (Printer)
Màn hình (Monitor)
Bàn phím (Keyboard)
Chuột (Mouse)
Case (CPU)
MỘT SỐ THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MÁY TÍNH
Màn hình (Monitor)
Màn hình là thiết bị hiển thị hình ảnh trên một ma trận các điểm ảnh (pixel), kích thước một điểm ảnh phụ thuộc vào kích thước của chùm tia điện tử. Số điểm ảnh trên một đơn vị chiều dài Inch được gọi là độ phân giải của màn hình (dpi - dot per inch) . Độ phân giải phân loại như sau :
Phân giải thấp : < 50 dpi
Phân giải trung bình : 51  70 dpi
Phân giải cao : 71  120 dpi
Phân giải siêu cao : > 120 dpi
Có ba loại màn hình thông dụng :
- Màn hình ống tia âm cực CRT (Cathode Ray Tube).
- Màn hình tinh thể lỏng LCD (Liquid Crystal Display)
- Màn hình đồng tích PD (Plasma Display)
Màn hình (Monitor)
Màn hình ống tia âm cực (CRT - Cathode Ray Tube)
Màn hình (Monitor)
Màn hình tinh thể lỏng LCD (Liquid Crystal Display)
Màn hình (Monitor)
Màn hình đồng tích PD (Plasma Display)
Bàn phím (Keyboard)
Bao gồm một loại các phím điều khiển giao tiếp với vỉ mạch cảm biến điện từ. Khi ta nhấn bàn phím sẽ làm chập mạch điện và sinh ra một tín hiệu mã quét (Scan code) dưới dạng tín hiệu xung, tín hiệu này được đưa tới bộ giải mã (thực chất đây là một bộ xử lý được xây dựng bên trong bàn phím, bộ xử lý này có thể giao tiếp được với các bộ xử lý khác). Bộ giải mã chuyển đổi tín hiệu analog nhận được về dạng tín hiệu số nhị phân 8 bits. Sau đó tín hiệu số được đưa vào bộ đệm và chuyển vào bộ nhớ RAM để bộ Vi xử lý xử lý.
Có một số loại bàn phím sau :
- Bàn phím cảm biến điện trở (nhận được tín hiệu nhấn và xây dựng mã quét bằng sự thay đổi về điện trở).
- Bàn phím cảm biến điện dung (nhận được tín hiệu nhấn và xây dựng mã quét bằng sự thay đổi về điện dung - tụ điện).
- Bàn phím cảm biến điện từ (nhận được tín hiệu nhấn và xây dựng mã quét bằng sự thay đổi về dòng điện theo hiệu ứng Hall).
Chuột (Mouse)
Là một thiết bị đo tốc độ di chuyển con trỏ dưới dạng xung, những xung này được tạo ra từ hai tín hiệu quét quang học thông qua sự dịch chuyển của các bánh xe. Mức độ xung cho biết độ dịch chuyển tương đối của chuột và từ vận tốc tương đối này hàm ngắt của hệ điều hành sẽ tính ra vị trí mới của con trỏ. Chuột còn có một số thành phần như :
- Chương trình xử lý hướng di chuyển của chuột, vẽ điểm sáng của chuột ra màn hình.
- Bộ chuyển đổi tín hiệu xung thành tín hiệu số.
- Chương trình xử lý sự kiện khi bấm phím chuột để sự kiện này được chuyển đến phần mềm của người sử dụng.
Máy in (Lazer)
Bao gồm một bộ phận quan trọng nhất là trống cảm quang. Trống này được phủ một lớp phim nhạy sáng, khi được tích điện cao thế lớp phim này sẽ hút mực từ vào những điểm được bắt sáng trên bề mặt trống. Khi ta ra lệnh in máy tính sẽ truyền tín hiệu điều khiển sự quét sáng của đèn Laser trong máy in để đèn này quét lên trống cảm quang thông qua gương đa giác quay liên tục (để lấy âm bản). Vì trống cũng quay lên tia Laser lần lượt quét lên toàn bề mặt trống. Cường độ tia Laser được điều biến theo độ đậm nhạt của từng điểm ảnh và làm giảm sự hút mực từ của lớp phim phủ trống. Khi giấy lăn qua trống, mực trên mặt trống được truyền lên giấy dưới dạng dương bản và giấy được chuyển qua trục sấy (2600C) để làm “chín” mực và ép chặt lên mặt giấy.
Bộ nguồn (Supply)
Là thiết bị có chức năng chuyển đổi điệp áp từ nguồn điện lưới cung cấp (có thể là 110 hoặc 220 V) thành dòng điện một chiều điện áp thấp phù hopự để nuôi các thiết bị trong hệ thống theo yêu cầu đã được thiết kế (thường là 3,5V, 5V, 12 V DC). Các bộ nguồn cung cấp điện năng cho hệ thống thường được thiết kế theo nguyên tắc ổng áp xung (đóng/mở), người ta đánh giá các bộ nguồn theo công suất điện của nó. Hiện nay hầu hết các bộ nguồn nuôi có công suất từ 200 đến 250W.
Bộ nguồn (Supply)
Bộ nguồn XT, AT thường được thiết kế một bộ ổn áp ngắt, năng lượng được điều tiết theo nguyên tắc đóng-mở. Bộ nguồn thông minh ATX còn cho phép phần mềm quản lý nó, tức là nguồn tự tắt điện khi nhận được tín hiệu tắt điện đến từ Mainboard. Ngoài ra để thiết lập chế độ tiết kiệm điện năng bộ nguồn ATX còn có một dây 5V đợi (5V Stand by) để cung cấp điện thế cho một số vi mạch của Mainboard khi toàn bộ hệ thống tạm ngừng hoạt động.
MỘT SỐ THÀNH PHẦN TRÊN MAINBOARD
Mainboard là hạt nhân của hệ thống nằm trong hộp máy chính, chứa hầu hết bộ nhớ và mạch vi xử lý của máy tính, cũng như các bus mở rộng và card mở rộng cắm trên đó.
Khe cắm bộ vi xử lý
Khe cắm bộ nhớ ngoài
Khe cáp tín hiệu IDE
Chipset
Các chuẩn Bus mở rộng
ROM - BIOS
Super IO chip
Bus vật lý
Bộ Vi xử lý (Central Processing Unit)
Một số thế hệ họ VXL Intel
Khe cắm bộ Vi xử lý
Socket
Slot
Một số chuẩn khe cắm bộ VXL
* VRM : Voltage Regulator Module (module điều chỉnh điện áp)
Đường truyền tín hiệu - Bus
Bus là những đường truyền vật lý để kết nối bộ vi xử lý với bộ nhớ của máy tính và các thiết bị có liên quan. Bus được đo bằng đại lượng MHz.
- Front-side bus nối CPU với bộ nhớ chính và đường bus của các thiết bị ngoại vi đi đến những thành phần của hệ thống như HDD, modem...
- Back-side bus được kết nối với CPU ở tốc độ tương đối cao dùng để chuyển thông tin vào và ra khỏi bộ nhớ đệm bên ngoài, thông thường là bộ nhớ đệm thứ cấp (Level 2 cache).
Vi mạch tổng hợp - Chipset
Là một loại vi mạch có chức năng điều khiển và quản lý hầu hết các thành phần quan trọng trên mainboard, nó chứa đựng toàn bộ các thiết bị logic và điều khiển của máy tính cá nhân được tích hợp lại từ trước để tạo nên sự đồng bộ cho hệ thống.
Chipset qui định tính đồng bộ cho những bộ phận sau :
- Tốc độ vi xử lý.
- Dung lượng bộ nhớ (RAM, Cache L1, L2, HDD).
- Tốc độ truyền dữ liệu giữa các cổng giao tiếp (ISA, PCI, AGP, USB).
Super IO chip
Thành phần quan trọng thứ 3 của mainboard được gọi là Super I/O chip. Đây là chip có chức năng điều khiển và xử lý các tín hiệu được đưa vào từ các cổng dữ liệu, kết quả của quá trình xử lý này sẽ được nó đưa đến CPU và các mệnh lệnh của CPU đưa tới các cổng dữ liệu lại phải thông qua quá trình xử lý của Super I/O chip. Hầu hết các Super I/O chip bao gồm các chức năng sau:
Bộ nhớ (Memory)
Memory: Memory đơn giản là một thiết bị nhớ nó có thể ghi và chứa thông tin. ROM, RAM, Cache, Hard disk, Floppy disk, CD.... đều có thể gọi là memory cả (vì nó vẫn lưu thông tin).
Các loại memory:
- ROM (Read Only Memory): Ðây là loại memory dùng trong các hãng sản xuất là chủ yếu. Nó có đặc tính là thông tin lưu trữ trong ROM không thể xoá được và không sửa được
+ PROM (Programmable ROM): Mặc dù ROM nguyên thủy là không xoá/ghi được, nhưng do sự tiến bộ trong khoa học, các thế hệ sau của ROM đã đa dụng hơn như PROM. Một đặc điểm lớn nhất của loại PROM là thông tin chỉ cài đặt một lần mà thôi. CD có thể được gọi là PROM vì chúng ta có thể copy thông tin vào nó (một lần duy nhất) và không thể nào xoá được.
+ EPROM (Erasable Programmable ROM): Là dạng ROM có thể xoá và viết lại được. Dạng "CD-Erasable" là một điển hình. EPROM khác PROM ở chổ là thông tin có thể được viết và xoá nhiều lần theo ý người sử dụng, và phương pháp xoá là hardware (dùng tia hồng ngoại xoá).
+ EEPROM (Electronic Erasable Programmable ROM): Đặc điểm khác biệt duy nhất so với EPROM là có thể ghi và xoá thông tin lại nhiều lần bằng software thay vì hardware. Ví dụ "CD-Rewritable"
Bộ nhớ (Memory)
Các loại memory:
- RAM (Random Access Memory): Rất nhiều người nghĩ là RAM khác với ROM trên nhiều khía cạnh nhưng thực tế RAM chẳng qua là thế hệ sau của ROM. Cả RAM và ROM đều là “random access memory" cả, tức là thông tin có thể được truy cập không cần theo thứ tự. Tuy nhiên ROM chạy chậm hơn RAM rất nhiều. Thông thường ROM cần trên 50ns để vận hành thông tin trong khi đó RAM cần dưới 10ns. 
- SRAM (Static RAM) và DRAM (Dynamic RAM): SRAM là loại RAM lưu giữ data mà không cần cập nhật thường xuyên (static) trong khi DRAM là loại RAM cần cập nhật data thường xuyên (high refresh rate). Thông thường dữ liệu trong DRAM sẽ được refresh (làm tươi) nhiều lần trong một second để lưu giữ lại những thông tin đang lưu trữ, nếu không refresh lại DRAM thì dù nguồn điện không ngắt, thông tin trong DRAM cũng sẽ bị mất. SRAM chạy nhanh hơn DRAM. Trên thực tế, chế tạo SRAM tốn kém hơn hơn DRAM và SRAM thường có kích cỡ lớn hơn DRAM, nhưng tốc độ nhanh hơn DRAM vì không phải tốn thời gian refresh nhiều lần.
Bộ nhớ (Memory)
Một số chuẩn khe cắm bộ nhớ ngoài:
- SIMM (Single In-Line Memory Module): Bao gồm 72 chân, loại RAM (có cấu hình SIMM) này thường tải thông tin mỗi lần 8bits, sau đó phát triễn lên 32bits. ). Truy cập dữ liệu với tần số 300  500 MHz.
Bộ nhớ (Memory)
Một số chuẩn khe cắm bộ nhớ ngoài:
- DIMM (Dual In-line Memory Modules): Bao gồm 168 chân, thông tin mỗi lần tải là 16bits, sau đó phát triển lên 64bits. Truy cập dữ liệu với tần số 800  1,6 GHz.
Bộ nhớ (Memory)
Một số chuẩn khe cắm bộ nhớ ngoài:
SO DIMM (Small Outline DIMM): Ðây là loại memory dùng cho notebook, có số chân là 144.  tốc độ vận hành là 64bits.
Bộ nhớ (Memory)
Một số chuẩn khe cắm bộ nhớ ngoài:
RIMM (Rambus In-line Memory Modules) và SO RIMM (RIMM dùng cho notebook): Là technology của hãng Rambus, có 184 chân (RIMM) và 160 chân (SO RIMM) và truyền data mỗi lần 16bit. Tuy nhiên do chạy với tốc độ cao, RIMM memory tụ nhiệt rất cao thành ra lối chế tạo nó cũng phải khác so với các loại RAM truyền thống. 
ROM – BIOS (Basic Input/Output System)
Tất cả các mainboard đều có một vi mạch ROM (Read Only Memory). Vi mạch này chứa chương trình của hệ điều hành vào ra cơ sở BIOS, BIOS bao gồm các chương trình khởi tạo và các trình điều khiển được sử dụng để điều khiển hệ thống chạy và hoạt động (như là mạch ghép nối các phần cứng cơ bản trong hệ thống). BIOS gồm 4 chức năng chính sau:
+ POST - Power On Selt Test: POST kiểm tra các thành phần máy tính như bộ vi xử lý, bộ nhớ, chipset, video card, điều khiển đĩa, bàn phím...
+ Bootstrap loader: là tập tin thi hành việc tìm hệ điều hành và nạp hệ điều hành. Nếu hệ điều hành không tìm thấy, nó được nạp và điều khiển PC.
+ BIOS: Tham chiếu tới sự liên kết của các trình điều khiển mà trình điều khiển này hoạt động như mạch nối ghép cơ bản giữa hệ điều hành và phần cứng. Khi chạy DOS hoặc Windows trong chế độ Safe mode, đang chạy các trình điều khiển BIOS.
+ CMOS setup: Đây là chương trình cho phép thiết đặt cấu hình hệ thống, cấu hình mainboard và thiết lập chipset. Đối với các thiết bị Plug and Play thì tham số trong ROM của thiết bị đó sẽ tự động được truyền vào CMOS-Setup.
ROM – BIOS (Basic Input/Output System)
Các chuẩn Bus mở rộng
- Bus ISA (Industry Standard Architecture): đây là kiểu bus mở có 62 chân bao gồm 3 đường dây đất, năm đường dây nguồn nuôi, hai mươi đường địa chỉ, 8 đường dữ liệu, mười đường ngắt, và mười sáu đường điều khiển. Bởi vì dùng 8 đường dữ liệu lên tốc độ truy cập của bus ISA rất chậm. Bus dữ liệu của ISA chạy ở tốc độ 4.7MHz (4Mb/giây).
Các chuẩn Bus mở rộng
- Bus EISA (Extend ISA): đây là loại bus mở rộng của bus ISA. Bus EISA tương thích ngược với bus ISA. Nó chạy ở tốc độ 8,33 MHz (33Mb/giây).
Các chuẩn Bus mở rộng
- VESA (Video Electonics Standard Assciation) hay VLB (VESA Local Bus) : do hiệp hội VESA đưa ra vào đầu năm 1990. VL-Bus cho phép truy cập tới bộ nhớ ngang với tốc độ ngoài của CPU (đến 33MHz). Tốc độ truyền dữ liệu của nó có thể từ 128Mb tới 132Mb.
Các chuẩn Bus mở rộng
- Bus PCI (Peripheral Component Interconnect): đây là loại bus mở rộng 32 bit hoặc 64 bit dựa vào kiểu thiết kế do Intel xây dựng vào năm 1992. Tốc độ truyền dữ liệu của nó là 132 Mb.
Các chuẩn Bus mở rộng
- AGP (Accelerated Graphics Port - cổng tăng tốc độ đồ hoạ): hệ thống bus mới này có khả năng nối trực tiếp board đồ hoạ trên nó với bộ nhớ chính trong PC. Thay vì thông qua bus PCI, AGP cho phép card đồ hoạ có thể truy cập trực tiếp vào bộ nhớ của hệ thống. Với bus 66Mhz (264MB/giây) gấp đôi tốc độ của bus PCI, AGP cung cấp khả năng truy cập nhanh vào RAM để hiển thị đồ hoạ 3D đúng như thực.
CÁCH THỨC TỔ CHỨC THÔNG TIN TRÊN ĐĨA
PHẦN 2:
Một số khái niệm cơ bản
- Khi đĩa được định dạng (format), trên mặt đĩa được chia thành các đường tròn đồng tâm gọi là track (cung từ)
- Mỗi track được chia thành các sector (1 sector = 512 bytes).
Một số khái niệm cơ bản
- Cluster (Allocation Unit) là tập hợp một vài sector có thể là 2, 4, 8…
- Tập hợp các track có cùng bán kính trên các mặt gọi là Cylinder (từ trụ)
Chú ý: Cylinder, track thì được đánh số bắt đầu từ 0 kể từ vòng ngoài vào tâm. Đầu từ cũng được đánh số từ 0 từ trên xuống dưới. Sector thì được đánh số từ 1 trở đi.
Master Boot Record - MBR
Master Boot Record - MBR
* MBR bao gồm 2 thành phần:
+ Master partition table: chứa thông tin về việc phân chia partition của đĩa, bao gồm số các partition trên đĩa, kích thước và vị trí của từng partition, kiểu và cho biết partition nào sẽ là partition chủ động (chứa hệ điều hành)
+ Master code: chứa chương trình khởi động (boootstrap routine). Chương trình này sẽ tìm ra đâu là partition chủ động. Sau đó nó trao quyền khởi động cho Boot record thuộc về partition chủ động.
* Chức năng của MBR
+ Kiểm tra bảng Partition để xác định xem Partition nào là chủ động (active partition).
+ Nạp Boot Record của Partition chủ động vào bộ nhớ rồi chuyển điều khiển cho Boot record của đĩa chủ để tiếp tục thực hiện quá trình khởi động.
Master Boot Record - MBR
MBR nằm tại sector 1, track 1, side 0.
MBR chiếm từ địa chỉ Offset 0 đến 1BDh, trên thực tế MBR chỉ chiếm từ Offset 0 tới 0DFh.
Master Boot Record - MBR
* Cấu trúc của 1 bảng phân vùng:
Boot Record
BR là chương trình nhỏ (viết bằng ngôn ngữ máy) mà chương trình này sẽ khởi đầu quá trình nạp DOS vào bộ nhớ. Đầu tiên nó sẽ kiểm tra xem đĩa có chứa các tập tin hệ thống không. Sau đó tiến hành các xử lý thích ứng.
BR cũng tương tự như MBR cũng bao gồm 2 thành phần:
+ Khối thông số về đĩa: lưu trữ thông tin về nhãn đĩa, kích thước ổ đĩa, số sector đang được sử dụng, kích thước của một Cluster.
+ Mã khởi động: đó là chương trình bắt đầu quá trình nạp hệ điều hành. Đối với hệ điều MSDOS đó là quá trình nạp tệp IO.SYS.
BR được tạo ra trong quá trình định dạng cấp cao (High level format) bằng lệnh FORMAT của DOS. BR nằm trên tại mọi ổ đĩa logic. Tuy rằng mọi ổ đĩa logic đều có BR nhưng chỉ có chương trình khỏi động nằm tại BR của Master Boot record mới được thực hiện.
Boot Record
Cấu trúc của Boot Record:
Thư mục gốc – Root Directory
- Thư mục gốc nằm ngay sau bảng FAT thứ 2, đây là dãy các mục vào gọi là ENTRY. Mỗi một mục vào trên thư mục gốc thì tương ứng với một tệp hoặc một thư mục con ở trên thư mục gốc.
- Thư mục gốc dùng để cất giữ thông tin cơ bản nhất của những tập tin trên đĩa bao gồm tên và kích thước tập tin, số hiệu cluster đầu tiên, ngày giờ tạo lập và vài thuộc tính đặc biệt. Thông tin duy nhất không chứa trong thư mục là vị trí chính xác của các cluster mà tập tin chiếm giữ.
- Số lượng ENTRY của thư mục con không bị hạn chế như thư mục gốc. Thư mục gốc có số lượng giới hạn các ENTRY được chỉ dưới đây:
Thư mục gốc – Root Directory
Cấu trúc của một Entry trong thư mục gốc.
Bảng định vị tệp tin – FAT (File Allocation Table)
- Bảng FAT là danh sách các mục vào nghĩa là có bao nhiêu cluster trên đĩa thì có bấy nhiêu mục vào trong bảng FAT. DOS dùng FAT để quản lý các không gian trong phần dữ liệu. Khi DOS ghi tập tin lên đĩa thì nó sẽ tìm các Cluster còn trống để ghi và nó cũng phát hiện Cluster nào bị lỗi. Muốn tìm một tệp tin ở trên đĩa thì đầu tiên DOS tìm ở thư mục gốc.
- Độ dài của bảng FAT chính là ám chỉ độ dài của mục vào (entry) tính là bit. Độ dài này phụ thuộc vào số lượng cluster có ở trên đĩa.
+ 0000h : liên cung tương ứng còn rỗi
+ FFF0h  FFF6h : liên cung tương ứng dành riêng
+ FFF7h : liên cung tương ứng bị hỏng
+ FFF8h FFFFh : liên cung cuối cùng của tệp tin.
- Tóm lại, mục vào trong thư mục gốc của tệp tin sẽ chứa địa chỉ của cluster đầu tiên. Trong bảng FAT, entry tương ứng với cluster đầu tiên này sẽ chứa số hiệu cluster thứ 2, còn entry tương ứng với cluster thứ 2 lại chứa số hiệu cluster thứ 3. Cứ tiếp tục như vậy cho tới khi nào gặp entry chứa số hiệu FFFh thì có nghĩa đã đến cluster cuối cùng của tệp tin. Nếu tệp tin bị xoá thì tất cả cluster này sẽ bị đánh lại bằng 00h. Tuy nhiên một vài entry bao gồm một số giá trị hexa và ý nghĩa của chúng như sau:
Bảng định vị tệp tin – FAT (File Allocation Table)
- FAT 16 dùng 16 bit để mã hoá có thể đánh tới 216 = 65536 liên cung. Tuỳ thuộc vào dung lượng đĩa mà liên cung sẽ chiếm bao nhiêu sector.
Bảng định vị tệp tin – FAT (File Allocation Table)
- FAT 32 dùng 32 bit mã hoá có thể đánh tới 232 = 4.294.967.296 liên cung. Tuỳ thuộc vào dung lượng đĩa mà liên cung sẽ chiếm bao nhiêu sector.
MỘT SỐ GIẢI PHÁP ĐỂ KHAI THÁC ĐĨA TỐI ƯU
PHẦN 3:
Để hoàn tất việc đọc ghi 1 sector hệ thống phải nhận lệnh từ CPU, định vị đầu từ, điều khiển đọc ghi, đọc vào buffer, chuyển dữ liệu, báo ready... và nếu như thế thì mỗi khi đọc một sector xong, để đọc được sector kế tiếp đĩa phải đợi đúng một vòng quay. Như vậy để không mất thời gian chờ, nhà sản xuất đi tính tốc độ làm việc của card điều khiển, tính tốc độ quay đĩa tương ứng với khoảng
Hệ số đan xen đĩa - Interleave factor
thời gian đó và như thế đan xen đi một vài sector, mới đánh số thứ tự của sector tiếp theo. Làm như thế thì khi truy xuất sector đầu xong, đến sector thứ hai thì đĩa sẽ vừa quay đến đầu sector này và sẽ làm việc ngay mà không mất thời gian chờ quay đĩa nữa.
Bộ nhớ Cache
Là loại memory có dung lượng nhỏ và chạy rất nhanh (gần như tốc độ của CPU). Thông thường thì Cache memory nằm gần CPU và có nhiệm vụ cung cấp những data thường (đang) dùng cho CPU. Sự hình thành của Cache là một cách nâng cao hiệu quả truy cập thông tin của máy tính mà thôi. Những thông tin thường dùng (hoặc đang dùng) thường được chứa trong Cache, mỗi khi xử lý hay thay đổi thông tin, CPU sẽ dò trong Cache memory trước xem có tồn tại hay không, nếu có nó sẽ lấy ra dùng lại còn không thì sẽ tìm tiếp vào RAM hoặc các bộ phận khác. 
Vùng đệm Buffer
Một chương trình ứng dụng có thể một lúc nào đó có nhu cầu đọc vài byte thông tin trên một cung từ của đĩa, rồi sau đó lại thêm vài byte nữa tại cung từ đó. Để tránh phải đọc một cung từ nhiều lần, DOS luôn luôn giữ lại những cung từ vừa đọc trong vùng đệm (buffer - mỗi vùng đệm chiếm 512 byte). Khi có yêu cầu đọc đĩa, DOS sẽ kiểm tra trước tiên trong buffer xem có thông tin có sẵn ở đó không.
DOS cho phép người sử dụng thay đổi số lượng vùng đệm bằng dòng khai báo BUFFERS = n trong tệp CONFIG.SYS (2n15)  
Bộ đệm đĩa - Disk Cache
Disk Cache có nhiệm vụ làm trung gian giữa đĩa cứng và vùng đệm DOS. Nó có tác dụng cung cấp các cung từ cần thiết cho buffer một cách nhanh chóng khi có nhu cầu. Chương trình tạo cache là cố gắng cung cấp dữ liệu kịp thời, đúng yêu cầu vào cho vùng đệm DOS. Cache có thể được tạo ra trong vùng nhớ qui ước (conventional memory), mở rộng (extend memory) hoặc phân trang (expand memory).
Bộ đệm đĩa - Disk Cache
Có 2 loại disk caching. Thứ nhất là cache được tích hợp trong đĩa (64k - 1MB). Nó được gọi là cache cứng. Loại cache thứ 2 đó là lấy một phần của RAM làm chức năng cache. Việc sử dụng một phần RAM để làm cache được thực hiện bởi tệp SMARTDRV.EXE. Loại cache này được gọi là cache mềm.
Để làm giảm số lần truy cập đĩa, chương trình tạo cache có thể dùng 4 kỹ thuật sau:
- Tạo bản sao tệp tin (Mirroring)
- Tạo vùng đệm từ đạo.
- Tạo vùng đệm ghi.
- Loại bỏ việc ghi lại trên đĩa những dữ liệu không mới (redundancy checking)
Chống phân mảnh - Defragment
Hiện tượng phân mảnh là hiện tượng các liên cung của một tệp không được lưu trữ kế tiếp nhau. Chính vì vậy khi đọc một tệp nào đó, đầu từ của đĩa cứng phải di chuyển nhiều lần tại các vị trí khác nhau làm cho tốc độ truy cập đĩa giảm. Vì vậy sau khoảng thời gian nào đó phải sử dụng chương trình chống phân mảnh (Speed Disk trong bộ Norton Utilities (NU) hoặc Defrag của Windows) làm tăng tốc độ truy cập đĩa.
Hoạt động :
Dồn dữ liệu của từng tệp tin nằm trên các Cluster rải rác vào những Cluster nằm liên tiếp nhau và đánh dấu lại địa chỉ trên bảng FAT.
Bộ nhớ ảo – Virtual Memory
Khi Widows làm việc nó cần đến nhiều không gian nhớ để nháp. Thông thường không gian nhớ nhỏ hẹp do vậy một số chương trình chạy thường thiếu bộ nhớ. Để giải quyết vấn đề này trong Windows cho phép lấy một phần đĩa cứng để giả lập bộ nhớ RAM. Vùng nhớ này được gọi là vùng nhớ ảo và nó tồn tại dưới dạng tệp tin có thuộc tính ẩn - tệp tin trao đổi (swapfile).
Có hai chế độ cho bộ nhớ ảo: Temporary (tạm thời) và Permanent (cố định). Tệp tráo đổi Temporay chỉ tồn tại khi Windows đang chạy. Sau khi thoát khỏi Windows tệp này sẽ được xoá hoặc được giải phóng.
Ổ đĩa ảo – Smart Disk
Thực chất ổ đĩa ảo là một phần bộ nhớ RAM được lấy ra để giả lập các tác vụ vào ra đối với đĩa. Đặc điểm của loại ổ đĩa này là tốc độ ghi rất nhanh nhưng khi mất điện thì thông tin trong đó sẽ bị mất hết. Trong môi trường DOS, việc tạo ra ổ đĩa ảo thông qua chương trình RAMDRIVER.SYS (sử dụng trong tệp config.sys)
Trình điều khiển RAMDRIVE.SYS được nạp thông qua lệnh DEVICE hoặc DEVICEHIGH được viết trong tệp Config.sys như sau:
DEVICE=C:\DOS\RAMDRIVER.SYS [SIZE] [\E]
SIZE: kích thước của vùng nhớ
\E: lấy vùng nhớ mở rộng làm ổ đĩa ảo (mặc định lấy vùng qui ước).
Phục hồi tệp tin hoặc thư mục bị xoá.
Dùng chương trình : Undelete của DOS hoặc Unerase của NU.
Hoạt động của Unerase : Kiểm tra các mục vào trên bảng thư mục gốc rồi đưa ra tất cả những tệp hoặc thư mục có byte đều tiên bị đánh dấu E5h (đánh dấu xoá), sau đó tham chiếu trong bảng FAT để tìm sự liên kết giữa các mục vào rồi từ đó đưa ra tình trạng của tệp tin hoặc thư mục (Good, Average, Poor).
Nguyên tắc xoá tệp của DOS : Khi lệnh DEL được thi hành thì lệnh này sẽ chuyển tới mục vào chứa tên tệp tin bị xoá và thay thế byte đầu tiên của mục vào này bằng giá trị E5h. Từ đây DOS coi mục vào này là một mục vào trống và có thể ghi dữ liệu lên nó.
Sửa lỗi đĩa và tệp tin.
Dùng chương trình : Scandisk của DOS hoặc Ndd của NU.
Hoạt động:
+ Kiểm tra bảng phân khu đĩa xem thông tin có hợp lệ không (xem bảng phân khu có đọc được hay không),
+ Kiểm tra BR để xem cung mồi có đọc được hay không.
+ Kiểm tra xem hai bảng FAT có giống nhau không, đối chiếu các mục vào trên bảng FAT để tìm ra các Lost Cluster (liên cung lạc mẹ).
+ Kiểm tra vùng dữ liệu trên từng Cluster (bằng cách thử đọc/ghi) lên đĩa. Nếu thấy Cluster nào đó khó đọc/ghi hoặc bị hỏng NDD sẽ cố gắng sao chép vùng dữ liệu đó sang Cluster khác và đánh dấu lại địa chỉ trong bảng FAT.