Впервые магнитная запись была применена при записи звука, т. е. аналоговой информации, и только впоследствии была использована при цифровой записи, которая необходима в компьютерах. Цифровая магнитная запись производится на магниточувствительный материал. К таким материалам относятся некоторые разновидности оксидов железа, никель, кобальт, соединения редкоземельных элементов (особенно легких) с кобальтом, сплавы (Fe — AI — Ni — Со, Fe — Со — Mo, Fe — Со — V, Pt — Со), магнитопласты и магни-тоэласты со связкой из пластмасс и резины, .микропорошковые магнитные материалы типа Fe — Со, Mn — Bi, SmCO5, FeBa. В зависимости от содержания оксидов железа, цвет магнитного материал может иметь характерный темно-коричневый оттенок. Магнитное покрытие очень тонкое (несколько микрометров). Причем, чем тоньше покрытие, тем выше качество магнитной записи. Покрытие наносится на немагнитную основу, в качестве которой для магнитных лент и гибких дисков используются различные пластмассы (типа майлар), а для жестких дисков — алюминиевые круги. Магнитное покрытие диска имеет доменную структуру, т. е. состоит из множества мельчайших частиц, намагниченных определенным образом. Магнитный домен (от лат. dominium — владение) — это макроскопическая однородно намагниченная область в ферромагнитных образцах, отделенная от соседних областей тонкими переходными слоями (доменными границами). На рис. 1.2 представлено распределение векторов магнитной индукции в доменах ферромагнетиков.

Распределение векторов магнитной индукции в доменах ферромагнетиков

Под воздействием внешнего магнитного поля собственные магнитные поля доменов ориентируются в соответствии с направлением магнитных силовых линий. После прекращения воздействия внешнего поля на поверхности домена образуются зоны остаточной намагниченности. Таким образом на диске сохраняется информация о действовавшем магнитном поле. Изменение направления тока записи вызывает соответствующее изменение направления магнитного потока в сердечнике головки, что приводит к появлению на поверхности носителя участков с противоположной ориентацией магнитных диполей (рис. 1.3).

Изменение направления магнитного потока в обмотке головки чтения/записи

Зоны остаточной намагниченности, оказавшись при вращении диска напротив зазора магнитной головки, наводят в ней при считывании электродвижущую силу (э.д.с.). Изменение направления э.д.с. в течение некоторого промежутка времени отождествляется с двоичной единицей, а отсутствие этого изменения — с нулем. Указанный промежуток времени называется битовым элементом.
Происходит ли смена направления магнитного потока от положительного к отрицательному или обратно — это несущественно, имеет значение только сам факт его изменения. Напряженность магнитного поля, необходимая для перемагничивания магнитного материала, называется коэрцитивной силой (измеряется в эрстедах). Чем больше коэрцитивная сила, тем более сильное магнитное поле требуется для перемагничивания материала.
Для записи информации на магнитную поверхность лент и дисков применяется один и тот же способ. Поверхность рассматривается как последовательность точечных позиций (dot positions), каждая из которых ассоциируется с битом информации. Поскольку расположение этих позиций определяется неточно, для записи требуются заранее нанесенные метки, которые помогают находить необходимые позиции записи. Чтобы нанести такие синхронизирующие метки, диски должны быть предварительно отформатированы (т. е. должно быть произведено логическое разбиение диска на дорожки и секторы).
Организация механизма быстрого доступа к диску является вторым ключевым фактором хранения данных. Магнитная лента представляет собой линейный носитель (информация на ней записана от начала к концу), поэтому быстро перейти к нужному участку в конце ленты невозможно. Ситуация с накопителем на гибком или жестком диске иная. Быстрый доступ к любой части поверхности диска обеспечивается, во-первых, за счет его вращения и, во-вторых, передвижением магнитной головки чтения/записи по радиусу диска. Благодаря быстрому вращению диска задержка при переходе от одной точки любой части окружности диска к другой невелика. Гибкий диск вращается со скоростью 300-360 об/мин, т. е. время для перехода в конкретную позицию любой части диска составляет не более '/5 с. Скорость вращения жестких дисков составляет 3600 — 7200 об/мин, т. е. один оборот выполняется за VgQ — */120 с' Аля гибкого диска перемещение магнитной головки в любую позицию составляет около vgjj, а для жесткого диска (в зависимости от его типа) — от V5o до 1/юо с.
Магнитные диски называются носителями информации с прямым доступом, так как можно непосредственно обратиться к любой части записанных данных (рис. 1.4).

Организация прямого доступа к информации


Физика процессов магнитной записи и воспроизведения

Статьи о компьютерах

Популярные поломки



mirpaat-shinaim.info" style="text-decoration:none;">מרפאת שיניים | Все права защищены @ | קידום אתרים באינטרנט