Магнитный принцип чтения и записи информации

Жесткие диски HDD

HDD накопители — наиболее распространенный вид жестких дисков. Собственно, жесткими дисками их называют потому, что в основе хранения информации лежат жесткие пластины, изготовленные преимущественно из алюминия (так же могут быть из керамики или прочного стекла), покрытые тонким слоем ферромагнитного материала — магнитные диски. Таких дисков в HDD накопителе может быть несколько, надетых на одну ось и соединенных общим шпинделем. Каждая из пластин имеет рабочую поверхность с обеих своих сторон и от количества таких пластин внутри корпуса зависит общий объем жесткого диска. Более подробную информацию об устройстве жесткого диска HDD мы приводим в иллюстрированной схеме с аннотациями (в данном примере использованы две магнитные пластины):

Принцип работы HDD накопителей

Для более легкого понимания, принцип работы такого жесткого диска можно сравнить с устройством, о котором все давно уже забыли — с проигрывателем виниловых пластинок, в котором пластина вращается, а игла считывает информацию. Здесь принцип такой же: диски постоянно вращаются, а головка перемещается по поверхности и считывает или записывает на них информацию, с одной лишь разницей: головка не касается поверхности дисков, работая на расстоянии нескольких микрон.

Скорость вращения дисков всегда постоянная, от скорости вращения зависит и скорость работы жесткого диска в целом. Чем выше скорость — тем лучше, однако при этом надо понимать, что возрастает и шумность и энергопотребление (немаловажный фактор для мобильных устройств, например для ноутбуков), а так же повышается температура. Стандартные скорости вращения дисков: 4200, 5400 и 7200 (для ноутбуков), 5400, 5900, 7200 и 10 000 (для персональных компьютеров), 10 000 и 15 000 об/мин (для серверов и рабочих станций).

Магнитный принцип чтения и записи информации

Магнитный домен (от лат. dominium — владение) — это микроскопическая, однородно намагниченная область в ферромагнитных образцах, отделенная от соседних областей тонкими переходными слоями (доменными границами).

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. Благодаря этому свойству на магнитном носителе сохраняется информация, действовавшем магнитном поле.

При записи информации внешнее магнитное поле создается с помощью магнитной головки. В процессе считывания информации зоны остаточной намагниченности, оказавшись напротив магнитной головки, наводят в ней при считывании электродвижущую силу (ЭДС).

Схема записи и чтения с магнитного диска дана на рис.3.1 Изменение направления ЭДС в течение некоторого промежутка времени отождествляется с двоичной единицей, а отсутствие этого изменения — с нулем. Указанный промежуток времени называется битовым элементом.

Поверхность магнитного носителя рассматривается как последовательность точечных позиций, 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.