itthon / Telepítés és konfiguráció/ Külső tárolóeszközök. Hogyan íródnak és olvashatók az információk? A merevlemez eszköze és működési elve

Külső tárolóeszközök. Hogyan íródnak és olvashatók az információk? A merevlemez eszköze és működési elve

Mágneses lemezek a számítógépeket az információk hosszú távú tárolására használják (az adatok nem törlődnek a számítógép kikapcsolásakor). Ebben az esetben a munka során az adatok törölhetők, míg mások írhatók.

Merev és floppy mágneslemezek kiosztása. A hajlékonylemezeket azonban ma már nagyon ritkán használják. A floppy lemezek különösen népszerűek voltak az 1980-as és 1990-es években.

Floppy lemezek A hajlékonylemezek (hajlékonylemezek), más néven hajlékonylemezek (hajlékonylemezek) 5,25 hüvelyk (133 mm) vagy 3,5 hüvelyk (89 mm) négyzet alakú műanyag kazettákba zárt mágneslemezek. A hajlékonylemezek lehetővé teszik dokumentumok és programok egyik számítógépről a másikra átvitelét, információk tárolását, a merevlemezen tárolt információk archív másolatainak készítését.

A mágneses lemezen lévő információkat mágneses fejek írják és olvassák koncentrikus sávok mentén. Információ írása vagy olvasása során a mágneses lemez a tengelye körül forog, és a fejet egy speciális mechanizmussal a kívánt pályára visszük.

A 3,5 hüvelykes hajlékonylemezek kapacitása 1,44 MB. Ez a fajta hajlékonylemez a legelterjedtebb jelenleg.

Ellentétben a hajlékonylemezekkel HDD nagy mennyiségű információ tárolását teszi lehetővé. A modern számítógépek merevlemezeinek kapacitása terabájt lehet.

Az első merevlemezt az IBM készítette 1973-ban. Legfeljebb 16 MB információ tárolását tette lehetővé. Mivel ennek a lemeznek 30 hengere volt 30 szektorra osztva, 30/30-nak nevezték el. A 30/30-as kaliberű automata puskákhoz hasonlóan ez a lemez a "Winchester" becenevet kapta.

A merevlemez egy lezárt vasdoboz, amely egy vagy több mágneslemezt tartalmaz, valamint egy olvasó/író fejegységet és egy elektromos motort. A számítógép bekapcsolásakor az elektromos motor nagy sebességgel (több ezer fordulat/perc) forgatja a mágneslemezt, és a lemez addig forog, amíg a számítógép be van kapcsolva. A lemez felett speciális mágneses fejek "lebegnek", amelyek ugyanúgy írnak és olvasnak információkat, mint a floppy lemezeken. A fejek a tárcsa felett lebegnek a nagy forgási sebességnek köszönhetően. Ha a fejek hozzáértek a lemezhez, a súrlódási erő gyorsan a lemez meghibásodását okozza.

A mágneslemezekkel való munka során a következő fogalmak használatosak.

Vágány- koncentrikus kör a mágneslemezen, amely az információ rögzítésének alapja.

Henger Mágneses sávok halmaza, amelyek egymás felett helyezkednek el a merevlemez-lemezek minden munkafelületén.

Ágazat- a mágneses pálya egy szakasza, amely az információrögzítés egyik fő egysége. Minden szektornak megvan a saját száma.

Fürt- a mágneslemez minimális eleme, amelyet az operációs rendszer működtet lemezekkel való munka során. Minden klaszter több szektorból áll.

Kommunikáció, kommunikáció, elektronika és digitális eszközök

A longitudinális rögzítéshez használt mágneses anyagok tartományai párhuzamosan helyezkednek el a közeg felületével. Ezt az effektust használják digitális adatok rögzítésekor, miközben a fej mágneses tere az információs jelnek megfelelően változik. A felületi rögzítési sűrűség részecskeméret csökkentésével történő növelésére tett kísérletek növelik a bizonytalansági zóna méretének arányát a hasznos zóna méretéhez képest, nem pedig az utóbbi javára, és végül elkerülhetetlenül az ún. szuperparamágneses hatásnak nevezzük, amikor a részecskék átjutnak az egydoménbe...

Mágneslemezes rögzítési technológiák

Longitudinális felvétel

A merevlemezek első mintái, amelyek a huszadik század 70-es éveiben jelentek meg, a longitudinális információrögzítés technológiáját használták. Ehhez a lemez felületét, valamint a mágnesszalag felületét króm-dioxid réteggel vonták be. CrO 2 vagy vas-oxid, amely biztosítja a rögzítőréteg hosszirányú mágnesezését. Az ilyen hordozó kényszerítő ereje H c = 28 kA/m.

Az oxidréteg felvitelének technológiája meglehetősen bonyolult. Először vas-oxid por és olvadt polimer keverékének szuszpenzióját permetezzük egy gyorsan forgó alumíniumkorong felületére. A centrifugális erők hatására egyenletesen oszlik el a tárcsa felületén a középponttól a külső élig. Az oldat polimerizációja után a felületet csiszolják, és egy másik tiszta polimer réteget visznek fel rá, amely elegendő szilárdságú és alacsony súrlódási együtthatóval rendelkezik. Ezután a korongot végül polírozzák. Ez a fajta meghajtó barna vagy sárga.

Mint ismeretes, a mágneses anyagoknak doménszerkezetük van, pl. külön mikroszkopikus területekből áll - domainek , amelyen belül az összes atom mágneses momentuma egy irányba irányul. Ennek eredményeként minden ilyen tartománynak kellően nagy a teljes mágneses momentuma. A longitudinális rögzítéshez használt mágneses anyagok tartományai párhuzamosak a közeg felületével. Ha a mágneses anyagot nem befolyásolja külső mágneses tér, akkor az egyes tartományok mágneses momentumainak orientációja kaotikus jellegű, és bármely iránya egyformán valószínű. Ha egy ilyen anyagot külső mágneses térbe helyezünk, akkor a tartományok mágneses momentumai hajlamosak a külső mágneses tér irányával egybeeső irányba orientálódni. Ezt az effektust használják digitális adatok rögzítésekor a fej mágneses mezője által, amely az információs jelnek megfelelően változik.

A mágneses rögzítési réteg egy bitnyi információ tárolására alkalmas minimális memóriaeleme (cellája) nem egy külön tartomány, hanem egy több tíz tartományból (70-100) álló részecske (terület). Ha egy ilyen részecske teljes mágneses momentumának iránya egybeesik a mágneses fej mozgási irányával, akkor ennek ilyen állapota az adatok logikai "0"-jához társítható, ha az irányok ellentétesek, - a logikai "1".

Ha azonban a szomszédos régiók a mágneses momentumokkal ellentétes irányúak, akkor a közöttük lévő határon elhelyezkedő és az azonos nevű pólusokat érintő tartományok taszítják egymást, és végül valamilyen előre nem látható módon megváltoztatják mágneses momentumaik irányát. energetikailag stabilabb pozíciót felvenni... Ennek eredményeként a két régió határán egy bizonytalansági zóna alakul ki, amely csökkenti a rögzített információ bitjét tároló régió méretét, és ennek megfelelően az olvasás során a hasznos jel szintjét (5.6. ábra). Ebben az esetben a zajszint természetesen növekszik.

A felületi rögzítési sűrűségnek a részecskeméret csökkentésével történő növelésére tett kísérletek növelik a bizonytalansági zóna méretének arányát a hasznos zóna méretéhez képest, nem az utóbbi javára, és végül elkerülhetetlenül az ún. hívottszuperparamágneses hatásamikor a részecskék odamennekegydomain állapotés már nem tudja rögzíteni a rögzített információkat, mivel a szomszédos tartományok, amelyek ellentétes irányú mágneses nyomatékokkal rendelkeznek, a rögzítőfej mágneses mezőjének eltávolítása után azonnal megváltoztatják az irányukat. A rögzítőréteg anyaga a teljes térfogatban egyenletesen mágnesezett lesz.

Így a szuperparamágnesesség jelenléte miatt a longitudinális rögzítési technológia az első évtized közepére eléri. XXI századi értéke a 120 Gbit/hüvelyk felvételi sűrűség 2 , gyakorlatilag kimerítette a képességeit, és már nem képes jelentős mértékben növelni a merevlemezek kapacitását. Ez arra kényszerítette a fejlesztőket, hogy más, ettől a hibától mentes technológiákhoz forduljanak.

Merőleges felvétel

A merőleges írás lehetősége azon alapul, hogy a kobaltot, platinát és néhány más anyagot tartalmazó vékony filmekben ezen anyagok atomjai hajlamosak oly módon orientálódni, hogy a mágneses tengelyük merőleges legyen a hordozó felületére. Az ilyen atomokból kialakított tartományok is merőlegesen helyezkednek el a hordozófelületre.

A kiolvasó mágneses fejben a jel csak akkor keletkezik, ha az átlépi a tartomány mágneses mezejének erővonalait, pl. azon a helyen, ahol ezek az erővonalak merőlegesek a hordozó felületére. A hordozó felületével párhuzamosan elhelyezkedő tartománynál a mágneses tér erővonalai csak a végein merőlegesek a felületre, ahol kijönnek a felületre (5.7. ábra, a). Amikor a fej párhuzamosan mozog a tartománnyal, tehát párhuzamosan az erővonalaival, nincs benne jel. A tartomány hosszának csökkentése, a rögzítési sűrűség növelése érdekében csak bizonyos határokig lehetséges - amíg a szuperparamágneses hatás meg nem kezd mutatkozni. Ha a tartományok merőlegesen helyezkednek el a hordozó felületére, akkor a mágneses tereik erővonalai mindig merőlegesek lesznek a felületre, és információkat tartalmaznak (5.7. ábra, b). A domain hossza miatt nem lesz „tétlen” futás. Mivel nem lesz szuperparamágnesesség, mivel az ellentétes mágnesezettségű tartományok nem taszítják egymást. Nyilvánvaló, hogy merőleges mágnesezettségű közegen a felvételi sűrűség nagyobb is elérhető.

A merőleges rögzítésre tervezett lemez speciális gyártási technológiát igényel. A lemez alját gondosan polírozzuk, majd vákuumréteggel nikkel-foszfátból kiegyenlítő réteget viszünk fel a felületére. Korty körülbelül 10 mikron vastagságú, ami egyrészt csökkenti a felületi érdesség, másrészt növeli a tapadást a következő rétegekhez (5.8. ábra).

Ezt követően lágymágneses anyagréteget visznek fel, amely lehetővé teszi az adatok kiolvasását a rögzítési rétegből, és maga a rögzítési réteg olyan anyagból készül, amely a mágneses tartományokra merőleges orientációjú. Kobalt (Co), platina ( Pt), palládium (Pd ), ötvözeteik egymással és krómmal ( Kr ), valamint ezeknek a fémeknek több atomnyi vastagságú vékony filmjéből álló többrétegű szerkezetek.

A rögzítőrétegre egy századmikron vastagságú üvegkerámia védőfóliát visznek fel.

Az információ rögzítési rétegre merőleges mágnesezettséggel történő rögzítésének megvannak a maga sajátosságai. Az elfogadható jelszint és a jó jel-zaj viszony biztosítása érdekében a rögzítőfej által keltett mágneses tér erővonalainak a rögzítőrétegen áthaladva ismét közel kell lenniük a fejmaghoz. Erre szolgál a regisztráló alatt található lágy mágneses alréteg (5.9. ábra).

A szakemberek előzetes előrejelzései szerint a merőleges rögzítési technológia akár 500 Gbit / hüvelyk felvételi sűrűséget is lehetővé tesz. 2 ... Ebben az esetben a 3,5 hüvelykes meghajtó kapacitása 2 TB, 2,5 hüvelykes - 640 GB, 1 hüvelykes - 50 GB lesz. Ezek azonban csak előzetes előrejelzések. Lehetséges, hogy a felső határ 1 Tbit / hüvelyk lesz 2 és még több. A jövő megmondja.

Fejlett mágneses rögzítési technológiák

A merőleges rögzítési technológia jelenleg aktív fejlesztés alatt áll, és még mindig messze van a rögzítési sűrűség határértékeitől. Ez a pillanat azonban egyszer eljön. Talán még korábban is, mint ahogy most látszik. Ezért már folynak a kutatások új, rendkívül hatékony mágneses rögzítési technológiák felkutatása érdekében.

Az egyik ilyen technológia a termomágneses rögzítésHAMR (hővel segített mágneses rögzítés), azaz felvétel az adathordozó előmelegítésével. Ez a módszer egy fókuszált lézersugárral biztosítja a rögzítési adathordozó azon területének rövid távú (1 pikoszekundumos) felfűtését, amelyre a felvétel készül – akárcsak a magneto-optikai rögzítésnél.A technológiák közötti különbség abban nyilvánul meg, ahogyan az információkat a lemezről olvassák be. A magneto-optikai meghajtókban az információt lézersugár olvassa be, kisebb teljesítménnyel üzemelve, mint a rögzítés során, a termomágneses rögzítés során pedig ugyanúgy egy mágneses fej olvassa be az információkat, mint a hagyományos merevlemezről.És a felvételi sűrűség itt a tervek szerint sokkal nagyobb lesz, mint a magneto-optikai formátumokban. MD, CD - MO vagy DVD - MO - akár 10 Tbps 2 ... Ezért itt más anyagokra van szükség rögzítési médiumként. Jelenleg a platina, kobalt, neodímium, szamárium és néhány más elem különféle vegyületeit tekintik ilyen anyagnak: Fe 14 Nd 2 B, CoPt, FePt, Co 5 Sm stb. Az ilyen anyagok nagyon drágák - mind az összetételükben szereplő ritkaföldfém-elemek magas költsége, mind az előállításukra és a tervezett hordozó alapjának felületére történő alkalmazásuk technológiai folyamatának összetettsége és magas költsége miatt. Az olvasó/író fej kialakítása a technológiában HAMR Feltételezzük, hogy egészen más, mint a magneto-optikai rögzítésnél: a lézernek a mágneses fejjel azonos oldalon kell elhelyezkednie, és nem az ellenkező oldalán, mint a magneto-optikai rögzítőknél (5.10. ábra). A fűtést 100 Celsius-fok nagyságrendű hőmérsékletig kell elvégezni, nem pedig 180-at.

A mágneses rögzítés fejlesztésének másik ígéretes iránya az anyagok rögzítési rétegként való felhasználása, amelyben a részecskék világosan strukturált tartománytömbben helyezkednek el. Bit mintás média ). Ezzel a struktúrával minden információbit csak egy cellatartományban lesz tárolva, nem pedig egy 70-100 tartományból álló tömbben (5.11. ábra).

Ilyen anyagot vagy mesterségesen, fotolitográfiával lehet létrehozni (5.12. ábra), vagy találni megfelelő önszerveződő szerkezetű ötvözetet.

Az első módszert valószínűleg nem fogják kidolgozni, mivel olyan anyagot kapunk, amely legalább 1 Tbit / hüvelyk felvételi sűrűséget tesz lehetővé 2 , egy részecske mérete legfeljebb 12,5 nm lehet. Ezt sem a meglévő litográfiai technológia, sem a következő 10 évre tervezett litográfiai technológia nem biztosítja. Bár van néhány elég okos megoldás, hogy elkerüljük ezt a megközelítést.

Önszerveződő mágneses anyagok keresése (SOMA - Önrendelt mágneses tömb) Nagyon ígéretes irány. A Seagate szakértői már évek óta felhívják a figyelmet a hexán oldószerben elpárologtatott FePt ötvözet tulajdonságaira. A kapott anyag tökéletesen sima sejtszerkezettel rendelkezik. Egy cella mérete 2,4 nm. Tekintettel arra, hogy minden tartomány nagy stabilitással rendelkezik, elfogadható rögzítési sűrűségről beszélhetünk 40-50 Tbit / hüvelyk szinten. 2 ! Úgy tűnik, ez a mágneses adathordozóra történő rögzítés végső határa.

Bizonytalansági zónák

Rizs. 5.6. A longitudinális rögzítésből adódó bizonytalansági zónák

Jel van

Nincs jel

Rizs. 5.7. Párhuzamos (a) közeg

és merőleges (b) mágnesezés

Alréteg puha mágneses anyagból

Lemeztalp (Al)

Kiegyenlítő réteg ( Korty)

Rögzítő réteg merőleges mágnesezettséggel

Védőréteg

Rizs. 5.8. Merevlemez szerkezet merőleges

mágnesezés

Kemény mágneses rögzítőréteg

Mágnesesen puha alsó réteg

Rizs. 5.9. Felvételi anyag merőlegessel

mágnesezés

Felvevő rúd

Visszatérő rúd

Rizs. 5.10. Magneto-optikai fej SÉRELEM

Rizs. 5.11. A BPM mikrostruktúrája: 1 - normál rögzítés során egy bitnyi információnak megfelelő terület; 2 - tömb, amelynek határai egybeesnek a tartományok határaival; 3 - egy tartomány, amely egy bit adat tárolására képes

Rizs. 5.12. Fotolitográfiával nyert rögzítési réteg

És más művek is, amelyek érdekelhetik Önt
21435.		SZEMÉLYVÁLTOZÁS KÖTELEZETTSÉGBEN	20,2 KB
	Ezért az engedményezés mindig már a fennálló kötelezettség teljesítése során történik A legtöbb kötelezettségben a félnek vannak jogai és kötelezettségei A jogok engedményezése egyben tartozásátruházás is, azaz személyváltással és így nem fog megtörténni A levél 5. bekezdése: a kötelezettség tárgyának megosztása esetén lehetséges Hitelszerződés: Ptk 812. §: csak bank vagy más hitelintézet adhatja, azaz a a hitelező, a kötelezettség teljesítve Passzív ...
21436.		A KÖTELEZETTSÉG TELJESÍTÉSÉNEK TÁRGYA	21,06 KB
	Speciális követelmények vonatkoznak a monetáris kötelezettségekre A Polgári Törvénykönyv 317. cikke: rubelben fizetik, kivéve az Orosz Föderáció Központi Bankja által megállapított kötelezettségeket Az élethosszig tartó tartási szerződést az infláció mértékével indexálják a sorrendben és ...
21437.		POLGÁRI JOGI FELELŐSSÉG	22,54 KB
	A jogsértés eredményeként olyan negatív következményekkel kell sújtani az elkövetőt, amelyek a jövőben alkalmasak a jogsértések megelőzésére; ilyen negatív következmények lehetnek személyes jellegtől való megfosztás, letartóztatás vagy vagyonfosztás, vagyonelkobzás, vagyonelkobzás büntetés, kártérítés Dél-Oszétiában egy elkövetett bűncselekmény következménye, amely az elkövető számára nemkívánatos személyi megfosztásban fejeződik ki...
21438.		OKOK ELMÉLET	16,29 KB
	A sértett magánérdeke a háziorvoshoz nem az, hogy a jogsértőt személyi megfosztásnak tegyék ki, hanem az, hogy a háziorvostól elszenvedett veszteségeit pótolja, ez mindig a háziorvos egyik alanya a háziorvos másik alanyával szemben. , ez eltér az AP-tól A sajátosság abból adódik, hogy a háziorvos szabályozza a civil szervezetet e kapcsolatok résztvevőinek magánérdekeinek és a résztvevők magánérdekeinek kielégítése érdekében ...
21439.		BŰNÖSSÉG	20,36 KB
	Bűntudatról akkor beszélünk, ha egy személy magatartásából egyértelműen kitűnik, hogy az illető jogsértést akart elkövetni, vagy nem tanúsította azt a fokú gondosságot és diszkréciót, amelyet a kötelezettség természete és a forgalom feltételei megkívántak tőle, hogy megakadályozzák a jogsértést. bûn A bûntudat fogalmának egy másik megközelítése: A bûntudatnak semmi köze a mentális folyamatokhoz Szuhanov Vetryansky szerint: az adós hibája akkor következik be, ha nem teljesíti...
21440.		Differenciálegyenletek megoldásainak stabilitásának fogalma	673 KB
	Az 1. egyenletrendszer valamely megoldásának stabilitásának vizsgálata egy origóban elhelyezkedő stacionárius pont triviális megoldásának stabilitásának vizsgálatára redukálható. az egyenletrendszer stacionárius pontjának origójában található. Fogalmazzuk meg a stabilitási feltételeket az állópontra vonatkoztatva. Az 5-ös rendszer stacionárius pontja Ljapunov értelmében stabil, ha minden -hez kiválasztható a  úgy, hogy a ...
21441.		Megjegyzések a pihenőhelyek besorolásához	340,5 KB
	Ezért kellően nagy t esetén a pályák azon pontjai, amelyek kezdeti értékei a koordináták origójának bármely szomszédságában helyezkednek el, az origó egy tetszőlegesen kis környékére esnek, és végtelenül megközelítik az m origót. A kezdőponton található pontok az origó szomszédságában lévő momentum t növekedésével hagyja el az m origó adott környékét. Ha létezik Ljapunov-függvénynek nevezett differenciálható függvény, amely kielégíti a következő feltételeket az origó szomszédságában: 1 ahol ...
21442.		Stabilitási vizsgálat az első közelítésben	209,5 KB
	Emlékezzünk vissza, hogy az 1. rendszer nyugalmi pontjának stabilitásának vizsgálata ekvivalens egy 2 m-es differenciálegyenlet-rendszer valamilyen megoldásának stabilitásának vizsgálatával. Az 1. rendszer jobb oldalára eltűnik :. Megvizsgáljuk az 5. lineáris rendszer stacionárius pontjának stabilitását, amelyet a 4. rendszer első közelítésének egyenletrendszerének nevezünk. Az 1. rendszer az első közelítésben stacionárius, majd a ...
21443.		Elsőrendű parciális differenciálegyenletek	170 KB
	A lineáris inhomogén egyenlet vagy egy kvázilineáris elsőrendű parciális differenciálegyenlet a következő alakú egyenlet:. 2 Ez az egyenlet lineáris a deriváltokra nézve, de lehet nemlineáris az ismeretlen Z függvényre nézve. Ha és az Xi együtthatók nem függenek z-től, akkor a 2. egyenletet lineáris homogénnek nevezzük.