Hoe magnetische velden zijn gebruikt voor de opslag van gegevens

Share

|

Alle magnetische opslagmedia lezen en schrijven van gegevens met behulp van elektromagnetisme. Deze fundamentele beginsel van de fysica stelt dat als een elektrische stroom vloeit door een geleider (draad), een magnetisch veld wordt opgewekt rond de dirigent. Merk op dat elektronen eigenlijk stroom van negatief naar positief zoals aangegeven in de figuur, hoewel we normaal denken aan stroom in de andere richting

Elektromagnetisme werd ontdekt in 1819 door de Deense natuurkundige Hans Christian Oersted, toen hij vond dat een kompasnaald weg zou afbuigen naar het noorden uit wanneer ze in de buurt van een draad uitvoering van een elektrische stroom. Toen de stroom was afgesloten, de kompasnaald hervat haar aanpassing aan het magnetisch veld van de aarde en opnieuw wees noorden.

Het magnetisch veld opgewekt door een draad dirigent invloed kunnen uitoefenen op een magnetische materiaal in het veld. Wanneer de richting van de stroom van elektrische stroom of polariteit is omgekeerd, polariteit van het magnetisch veld ook omgekeerd. Bijvoorbeeld, een elektrische motor maakt gebruik van elektromagnetisme uit te oefenen krachten duwen en trekken aan magneten bevestigd aan een roterende as.

Een ander effect van het elektromagnetisme werd ontdekt door Michael Faraday in 1831. Hij vond dat als een dirigent wordt door een bewegend magnetisch veld, een elektrische stroom wordt gegenereerd. Als de polariteit van het magnetisch veld verandert, neemt ook de richting van de elektrische stroom is stroom.

Bijvoorbeeld, een alternator, dat is een soort elektrische generator gebruikt in auto's, opereert door elektromagneten draaien op een as verleden spoelen van stationaire draad geleiders, die derhalve genereert grote hoeveelheden elektrische stroom in de geleiders. Omdat elektromagnetisme twee manieren werken, kan een motor wordt een generator en vice versa. Toegepast op magnetische opslagmedia, deze twee-weg werking van elektromagnetisme maakt registratie van de gegevens op een schijf en het lezen van de gegevens later terug mogelijk. Bij het opnemen, het hoofd veranderingen elektrische impulsen aan magnetische velden, en bij het lezen, het hoofd veranderingen magnetische velden terug in elektrische impulsen.

De lees / schrijf koppen in een magnetisch opslagmedium zijn U-vormige stukken van geleidend materiaal, waarbij de uiteinden van de U zich direct boven (of naast) het oppervlak van de feitelijke gegevens opslagmedium. De U-vormige hoofd omwikkeld met spoelen of wikkelingen van geleidende draad, waardoor een elektrische stroom kan flow.When logica van het station langs een stroom door deze spoelen, genereert het een magnetisch veld in de drive hoofd. De omkering van de polariteit van de elektrische stroom zorgt ervoor dat de polariteit van de gegenereerde veld ook veranderen. In wezen, de hoofden zijn elektromagneten waarvan de spanning kan worden ingeschakeld in de polariteit zeer snel.

De schijf of tape, dat maakt de werkelijke opslagmedium bestaat uit een of andere vorm van substraat materiaal (zoals Mylar voor diskettes of aluminium of glas voor harde schijven) waarop een laag van magnetiseerbare materiaal is neergelegd. Dit materiaal is meestal een vorm van ijzeroxide met diverse andere elementen toegevoegd. Elk van de afzonderlijke magnetische deeltjes op het opslagmedium heeft een eigen magnetisch veld. Wanneer het medium leeg is, zijn de polariteiten van magnetische velden die gewoonlijk in een toestand van willekeurige wanorde. Omdat de velden van de afzonderlijke deeltjes punt in willekeurige richtingen, wordt elk klein magnetisch veld geannuleerd door een die punten in de tegenovergestelde richting, het cumulatieve effect hiervan is een oppervlak met geen waarneembare veld polariteit. Met veel willekeurig georiënteerde velden, het netto-effect is geen waarneembare verenigd veld of polariteit.

Bij het lezen van een schijf / schrijf kop genereert een magnetisch veld, het veld springt de kloof tussen de uiteinden van de U-vorm. Omdat een magnetisch veld gaat door een geleider veel gemakkelijker dan door de lucht, het veld bochten naar buiten uit het gat in het hoofd en daadwerkelijk gebruik maakt van de aangrenzende opslagmedium als het pad van de minste weerstand naar de andere kant van de kloof. Zoals het veld loopt door het midden direct onder het gat, polariseert het de magnetische deeltjes het doorlopen zodat ze zijn afgestemd op het veld. Het veld van polariteit of richting-dus de polariteit of de richting van het veld geïnduceerd in de magnetische mediumis gebaseerd op de richting van de stroom van elektrische stroom door de spoelen. Een verandering in de richting van de stroom produceert een verandering in de richting van het magnetisch veld. Tijdens de ontwikkeling van magnetische opslag, de afstand tussen de lees / schrijf-kop en de media is sterk afgenomen. Dit maakt de kloof kleiner te zijn en maakt ook de grootte van de opgenomen magnetisch domein kleiner. Hoe kleiner de magnetische geregistreerd domein, hoe hoger de dichtheid van de gegevens die kunnen worden opgeslagen op het station.

Als het magnetisch veld gaat door het medium, zijn de deeltjes in het gebied onder de kop kloof uitgelijnd in dezelfde richting als het veld afkomstig van de kloof. Wanneer de individuele magnetische domeinen van de deeltjes zijn in de aanpassing, ze niet meer annuleren elkaar uit, en een waarneembare magnetisch veld bestaat in die regio van het medium. Deze lokale veld wordt gegenereerd door de vele magnetische deeltjes die nu werkzaam zijn als een team een detecteerbare cumulatieve veld te produceren met een uniforme richting.

De term flux beschrijft een magnetisch veld dat een specifieke richting of polariteit heeft. Het oppervlak van het medium beweegt onder de kop kunnen rijden, het hoofd te genereren wat wordt genoemd een magnetische flux van een bepaalde polariteit over een specifieke regio van het medium. Wanneer de stroom van elektrische stroom door de spoelen in het hoofd is omgekeerd, zo is het magnetisch veld polariteit of flux in het hoofd kloof. Deze flux omkering in het hoofd zorgt ervoor dat de polariteit van de gemagnetiseerde deeltjes op de schijf medium om te keren.

De flux omkering of flux overgang is een verandering in de polariteit van de aangepaste magnetische deeltjes op het oppervlak van het opslagmedium. Een rit hoofd creëert flux omkeringen op het medium te registreren gegevens. Voor elke data bit (of bits) dat een drive schrijft, ontstaat er een patroon van positieve-to-negatieve en negatief-to-positieve flux omkeringen van het medium in specifieke gebieden die bekend staan als overgang beetje cellen of cellen. Een beetje cel of overgang cel is een specifiek gebied van de mediumcontrolled door de tijd en de snelheid waarmee het medium travelsin die de drive hoofd creëert flux omkeringen. De bijzondere patroon van flux omkeringen in de overgang cellen gebruikt voor het opslaan een bepaalde data bit (of bits) heet de codering methode. De drive logica of controller neemt de data worden opgeslagen en codeert deze als een reeks van flux omkeringen over een periode van tijd, volgens het patroon gedicteerd door de codering methode die zij gebruikt.

Tijdens het proces te schrijven, is spanning die op het hoofd. Als de polariteit van deze spanning verandert, wordt de polariteit van het magnetisch veld ook geregistreerd veranderingen. De flux overgangen zijn juist geschreven op de punten waar de opname polariteit verandert. Vreemd als het lijkt, tijdens het proces te lezen, een hoofd genereert geen exact hetzelfde signaal dat werd geschreven. In plaats daarvan, het hoofd genereert een spanning pols of spike alleen wanneer het kruisen een flux overgang. Wanneer de overgang verandert van positief naar negatief, de pols dat het hoofd detecteert een negatieve spanning. Wanneer de overgang verandert van negatief naar positief, de pols is een positieve spanning spike. Dit effect treedt op omdat stroom wordt opgewekt in een geleider alleen bij het passeren van lijnen van magnetische kracht op een hoek. Omdat het hoofd beweegt parallel aan de magnetische velden die het gemaakt op de media, de enige keer dat het hoofd bij het lezen van spanning genereert wordt bij het passeren van een polariteit of overgang flux (flux omkering).

In wezen, bij het lezen van het medium, het hoofd wordt een flux overgang detector, uitstoten pulsen spanning telkens wanneer zij kruist een overgang. Wijk van geen overgang genereren geen pols.

U kunt denken aan het patroon te schrijven als een vierkante golfvorm dat is op een positieve of negatieve spanning niveau. Wanneer de spanning positief is, wordt een veld gegenereerd in het hoofd, die de magnetische media polariseert in een richting. Wanneer de spanning veranderingen in negatieve, het magnetisch veld geïnduceerd in de media ook van richting verandert. Wanneer de golfvorm in feite de overgang van positief naar negatief spanning, of vice versa, de magnetische flux op de schijf verandert ook polariteit. Tijdens het lezen, het hoofd van deze zintuigen flux overgangen en genereert een gepulseerd positieve of negatieve golfvorm, eerder dan de voortdurend positieve of negatieve golfvorm gebruikt tijdens de originele opname. Met andere woorden, het signaal is bij het lezen van 0 volt, tenzij de kop van een magnetische flux overgang, in welk geval het genereert een positieve of negatieve impuls dienovereenkomstig detecteert. Peulvruchten verschijnen alleen wanneer het hoofd is voorbijgaan flux overgangen op het medium. Door te weten de klok tijdstip de drive gebruikt, kan de controller circuit bepalen of een puls (en dus een flux overgang) valt binnen een bepaalde overgangsperiode cel periode.

De elektrische puls stromen gegenereerd in het hoofd tijdens het passeren over het opslagmedium in lees-modus zijn zeer zwak en kunnen bevatten aanzienlijke geluidsoverlast. Gevoelige elektronica in de drive en controller montage versterken het signaal boven het geluidsniveau en decoderen van de trein van zwakke pols stromingen terug in binaire gegevens die (theoretisch) identiek aan de gegevens oorspronkelijk geregistreerd.

Zoals u kunt zien, harde schijven en andere opslagmedia lezen en schrijven van gegevens door middel van elektromagnetische fundamentele principes. Een rit schrijft gegevens door passerende elektrische stromen door middel van een elektromagneet (de drive hoofd), het genereren van een magnetisch veld dat is opgeslagen op het medium. De drive leest de gegevens door het passeren van het hoofd achterover over het oppervlak van het medium. Als hoofd wijzigingen in de opgeslagen magnetische veld tegenkomt, genereert het een zwakke elektrische stroom dat de aanwezigheid of afwezigheid van flux overgangen in het signaal als het oorspronkelijk geschreven was aangeeft.

---