Comment des champs magnétiques sont employés pour stocker des données

Tous les dispositifs de stockage magnétiques indiquent et écrivent des données en employant l'électromagnétisme. Ce principe de base de la physique déclare que pendant qu'un courant électrique traverse un conducteur (fil), un champ magnétique est produit autour du conducteur. Notez que les électrons découlent réellement de négatif dans le positif comme représenté sur la figure, bien que nous pensions normalement à l'entrée courante dans l'autre direction

L'électromagnétisme a été découverte en 1819 par oersted chrétien de Hans de physicien de Danish, quand il a constaté qu'une aiguille de boussole guiderait loin du pointage au nord une fois apportée près d'un fil conduisant un courant électrique. Quand le courant a été coupé, l'aiguille de boussole a repris son alignement avec le champ magnétique de la terre et encore s'est dirigée au nord.

Le champ magnétique produit par un conducteur de fil peut exercer une influence sur le matériel magnétique dans le domaine. Quand la direction de l'écoulement du courant ou de la polarité électrique est renversée, la polarité du champ magnétique également est renversée. Par exemple, une électromagnétisme d'utilisations de moteur électrique pour exercer pousser et tirer des forces sur des aimants fixés à un axe tournant.

Un autre effet d'électromagnétisme a été découvert par Michael Faraday en 1831. Il a constaté que si un conducteur est passé par un champ magnétique mobile, un courant électrique est produit. Comme la polarité du champ magnétique change, ainsi fait la direction de l'écoulement du courant électrique.

Par exemple, un alternateur, qui est un type de générateur électrique a employé dans des automobiles, fonctionne en tournant des électro-aimants sur un axe après des enroulements des conducteurs stationnaires de fil, qui produit par conséquent de grandes quantités de courant électrique dans des ces conducteurs. Puisque l'électromagnétisme fonctionne deux manières, un moteur peut devenir un générateur et vice versa. Une fois appliquée aux dispositifs de stockage magnétiques, cette opération bi-directionnelle d'électromagnétisme fait des données d'enregistrement sur un disque et une lecture ce possible postérieur arrière de données. En enregistrant, la tête change des impulsions électriques en champs magnétiques, et en indiquant, la tête change les champs magnétiques de nouveau dans des impulsions électriques.

Les têtes lecture/écriture dans un dispositif de stockage magnétique sont les morceaux en U de matériel conducteur, avec les fins du U situé directement au-dessus (ou à côté de) de la surface du support d'informations réel. La tête en U est enveloppée avec des enroulements ou les enroulements du fil conducteur, par lesquels un bidon électrique flow.When de courant la logique d'entraînement passe un courant par ces enroulements, elle produit d'un champ magnétique dans la tête d'entraînement. Renverser la polarité du courant électrique cause la polarité du champ produit au changement également. Essentiellement, les têtes sont des électro-aimants dont la tension peut être commutée dans la polarité très rapidement.

Le disque ou la bande qui constituent le support de stockage réel se compose d'une certaine forme de matériel de substrat (tel que Mylar pour les disquettes ou l'aluminium ou le verre pour les disques durs) sur laquelle une couche de matériel aimantable a été déposée. Ce matériel est habituellement une forme d'oxyde de fer avec de divers autres éléments supplémentaires. Chacune des différentes particules magnétiques sur le support de stockage a son propre champ magnétique. Quand le milieu est blanc, les polarités de ces champs magnétiques sont normalement dans un état de désordre aléatoire. Puisque les champs des différentes particules se dirigent dans des directions aléatoires, chaque champ magnétique minuscule est décommandé dehors par on ces points dans la direction opposée ; l'effet cumulatif de ceci est une surface sans la polarité observable de champ. Avec beaucoup de champs aléatoirement orientés, l'effet net n'est aucun champ ou polarité unifié observable.

Quand la tête lecture/écriture d'entraînement produit d'un champ magnétique, le champ saute l'espace entre les fins de la forme de U. Puisqu'un champ magnétique traverse un conducteur beaucoup plus facilement que par l'air, le champ se plie à l'extérieur de l'espace dans la tête et emploie réellement le support de stockage adjacent comme chemin de moindre résistance à l'autre côté de l'espace. Pendant que le champ traverse le milieu directement sous l'espace, il polarise les particules magnétiques qu'il traverse ainsi elles sont alignées avec le champ. La polarité ou le directionand du champ, donc, la polarité ou la direction du champ induit dans les mediumis magnétiques basés sur la direction de l'écoulement du courant électrique par les enroulements. Un changement de la direction de l'écoulement courant produit un changement de la direction du champ magnétique. Pendant le développement du stockage magnétique, la distance entre le principal lecture/écriture et les médias a diminué nettement. Ceci permet à l'espace d'être plus petit et rend également la taille du domaine magnétique enregistré plus petite. Plus le domaine magnétique enregistré est petit, plus la densité est haute des données qui peut être stocké sur la commande.

Quand le champ magnétique traverse le milieu, les particules dans le secteur au-dessous de l'espace principal sont alignées dans la même direction que le champ émanant de l'espace. Quand les différents domaines magnétiques des particules sont alignés, ils ne décommandent plus un un autre dehors, et un champ magnétique observable existe dans cette région du milieu. Ce champ local est produit par les nombreuses particules magnétiques qui maintenant fonctionnent en équipe pour produire un champ cumulatif discernable avec une direction unifiée.

Le flux de limite décrit un champ magnétique qui a une direction ou une polarité spécifique. Pendant que la surface du milieu se déplace sous la tête d'entraînement, la tête peut produire de ce qui s'appelle un flux magnétique d'une polarité donnée au-dessus d'une région spécifique du milieu. Quand l'écoulement du courant électrique par les enroulements dans la tête est renversé, est ainsi la polarité ou le flux de champ magnétique dans l'espace principal. Cette inversion de flux dans la tête cause la polarité des particules magnétisées sur le milieu de disque à l'inverse.

L'inversion de flux ou la transition de flux est un changement de la polarité des particules magnétiques alignées sur la surface du support de stockage. Une tête d'entraînement crée des inversions de flux sur le milieu pour enregistrer des données. Pour chaque bit d'informations (ou peu) qu'une commande écrit, elle crée un modèle des inversions positif-à-négatives et négatif-à-positives de flux sur le milieu dans des secteurs spécifiques connus sous le nom de cellules de peu ou cellules de transition. Une cellule de peu ou la cellule de transition est un secteur spécifique de mediumcontrolled avant qu'et la vitesse à laquelle le travelsin moyen que la tête d'entraînement crée des inversions de flux. Le modèle particulier des inversions de flux dans les cellules de transition stockait un bit d'informations donné (ou le peu) s'appelle la méthode de codage. La logique ou le contrôleur d'entraînement prend les données à stocker et les code comme série d'inversions de flux sur une certaine période de temps, selon le modèle dicté par la méthode de codage il des utilisations.

Pendant le procédé d'inscription, la tension est appliquée à la tête. Pendant que la polarité de cette tension change, la polarité du champ magnétique étant enregistré également change. Les transitions de flux sont écrites avec précision aux points où la polarité d'enregistrement change. Tout étrange que ce pourrait sembler, pendant le processus lu, une tête ne produit pas exactement du même signal qui a été écrit. Au lieu de cela, la tête produit d'une impulsion ou d'une transitoire de tension seulement quand elle croise une transition de flux. Quand la transition change de positif en le négatif, l'impulsion que la tête détecte est une tension négative. Quand la transition change de négatif en le positif, l'impulsion est une pointe de tension positive. Cet effet se produit parce que le courant est produit dans un conducteur seulement en passant par des lignes de la force magnétique sous un angle. Puisque les mouvements de tête parallèles aux champs magnétiques qu'il a créés sur les médias, le seul cas où la tête produit de la tension quand la lecture est quand passant par une transition de polarité ou de flux (inversion de flux).

Essentiellement, tout en indiquant du milieu, la tête devient un détecteur de transition de flux, émettant des impulsions de tension toutes les fois qu'il croise une transition. Les secteurs sans transition ne produisent d'aucune impulsion.

Vous pouvez penser au modèle d'inscription en tant qu'étant une forme d'onde carrée qui est à un niveau de tension positif ou négatif. Quand la tension est positive, un champ est produit dans la tête, qui polarise les médias magnétiques dans une direction. Quand la tension change en le négatif, le champ magnétique induit dans les médias change également la direction. Là où de forme d'onde les transitions réellement de positif à la tension négative, ou vice versa, le flux magnétique sur le disque change également la polarité. Pendant indiqué, la tête sent ces transitions de flux et produit forme d'onde positive ou négative, plutôt que de la forme d'onde sans interruption positive ou négative pulsée utilisée pendant l'enregistrement original. En d'autres termes, le signal quand la lecture est de 0 volts à moins que la tête détecte une transition magnétique de flux, dans ce cas elle produit d'une impulsion positive ou négative en conséquence. Les impulsions apparaissent seulement quand la tête passe au-dessus des transitions de flux sur le milieu. En sachant la synchronisation d'horloge la commande emploie, les circuits de contrôleur peuvent déterminer si des chutes d'une impulsion (et donc une transition de flux) au cours d'une période donnée de temps de cellules de transition.

Les courants électriques d'impulsion produits dans la tête tandis qu'elle passe au-dessus du support de stockage en mode lu sont très faibles et peuvent contenir le bruit significatif. L'électronique sensible dans l'ensemble d'entraînement et de contrôleur amplifient le signal au-dessus du niveau de bruit et décodent le train des courants faibles d'impulsion de nouveau dans les données binaires qui sont (théoriquement) identiques aux données à l'origine enregistrées.

Comme vous pouvez voir, les commandes de disque dur et d'autres dispositifs de stockage lisent et écrivent des données au moyen de principes électromagnétiques de base. Une commande écrit des données en passant les courants électriques par un électro-aimant (la tête d'entraînement), produisant d'un champ magnétique qui est stocké sur le milieu. La commande lit des données en passant la tête en arrière au-dessus de la surface du milieu. Pendant que la tête rencontre des changements du champ magnétique stocké, elle produit d'un courant électrique faible qui indique la présence ou l'absence des transitions de flux dans le signal comme on lui a à l'origine écrit.

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