Способы записи информации на винчестер, головки чтения-записи
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?турированного носителя предлагает заменить магнитные домены одной крупной магнитной ячейкой. Достичь этого возможно с помощью соответствующего литографирования поверхности носителя, либо с помощью создания специальной структуры материала. Преимуществом такого подхода является уменьшения шумовых эффектов при переходе считывающей головки от одного магнитного домена к другому во время чтения данных, а также увеличение плотности записи. По оценке компании Toshiba, развитие технологий производства структурированных носителей позволят уменьшить размер каждой ячейки, хранящей один бит информации, до 10 нм.
3. Головки чтения-записи
По сути головка чтения / записи выступает в роли проводника между электронными компонентами жестких дисков и различными физическими магнитными материалами, хранящими данные.
На каждую поверхность каждого диска приходится своя головка. В тот момент, когда компьютер выключен, головки лежат на внешнем крае дисков, в той области, где нет никакой информации. С включением, головки поднимаются. Среднее рабочее расстояние от поверхности диска до головки в среднем примерно 0,1 мкм. Согласитесь, расстояние мизерное. Если учесть тот факт, что рабочее покрытие дисков очень хрупкое, а скорость вращения очень высокая (7200 об/мин и выше), то становятся понятны высокие требования фирм-производителей к аккуратности в пользовании жесткими дисками. Наиболее уязвим винчестер во время работы. В жестких дисках применяется множество систем и приемов, для продления срока службы. Вот хотя бы такой способ: головки во время работы не касаются дисков, но между ними возникает воздушная подушка, если головка надолго зависает над одной дорожкой в ожидании следующей команды, то через определенное время, автоматически, головки будут передвинуты на произвольно выбранную, но уже другую дорожку. Это делается во избежание износа поверхности диска из-за трения о воздух.
Существует несколько типов головок:
Электромагнитные.
Ферритовые.
С металлом в зазоре.
Тонкопленочные.
Магниторезистивные.
Электромагнитные:
Этот тип головок применялся в первых жестких дисках. Головки представляли собой сердечники с обмоткой. С повышением требований к плотности записи такие головки утратили актуальность, да и размеры их оставляли желать лучшего. Но, не смотря ни на что, электромагнитные головки продержались довольно долго.
Ферритовые:
Ферритовые головки были самыми первыми головками чтения / записи, использовавшимися фирмой IBM в накопителях типа винчестер. Эти головки имеют самую простую конструкцию и самый простой принцип работы. Сердечник головки выполнен из прессованного феррита, изготовленного на основе окиси железа, и имеет U-образную форму. Вокруг этого сердечника наматывается обмотка, в которой и создается ток записи или чтения. Фактически, ферритовая головка представляет собой классический электромагнит очень малых размеров. Таким образом, на концах U-образного магнита формируются магнитные полюса (южный и северный), создающие магнитное поле. При этом направление силовых линий данного магнитного поля определяется направлением тока в обмотке головки. Сердечник головки состоит из двух половинок, между которыми имеется зазор.
При выполнении операции записи на диск, электрический ток, протекающий через обмотку головки, создает магнитное поле в зазоре между полюсами сердечника, в результате чего и происходит намагничивание поверхности дискового накопителя. Смена направления тока в обмотке головки приводит к изменению полярности магнитного поля, а, соответственно, и к изменению направления намагничивающей силы.
При чтении же, наоборот, намагниченная область диска, пролетая под головкой, создает в U-образном сердечнике изменяющееся магнитное поле, что, в свою очередь, приводит к появлению в обмотке электрического тока. Направление тока в обмотке зависит от полярности намагниченной области диска.
Таким образом, ферритовая головка является универсальной, т.е. может использоваться как для записи, так и для чтения информации с диска.
Ферритовые головки имели значительные габариты и были довольно громоздкими, в результате чего их размещали на достаточно большом расстоянии от дисковой поверхности. Это обстоятельство, в свою очередь, приводило к необходимости увеличивать массу и габариты магнитных доменов диска для того, чтобы они могли обеспечить значительную напряженность магнитного поля. Таким образом, с помощью ферритовых головок невозможно добиться высокой плотности записи, и их применение ограничивалось дисками, емкостью до 50 Мбайт.
Вскоре ферритовые головки были усовершенствованы путем помещения сердечника в керамический корпус, что позволило увеличить плотность записи. Такие головки широко использовались в накопителях до середины 80-х годов. Ферритовые головки непригодны для записи на носители с большой коэрцитивной силой.
С металлом в зазоре (MIG):- Metal-In-Gap (метал в зазоре) - это композитные головки, в которых нерабочий (обратный поверхности диска) зазор заполнен металлом.
Такая конструкция позволяет значительно уменьшать магнитное насыщение сердечника головки. Благодаря заполнению заднего технологического зазора, склонность материала сердечника к магнитному насыщению уменьшается, что позволяет увеличить магнитную индукцию (индукция насыщения магнитного сплава вдвое выше, чем самого ферритового сердечника головки) и записывать д