magnetyczne urządzenia pamięci masowej służą do przechowywania danych na nośniku magnetycznym.
w tym artykule omówimy jego rodzaje i zasadę działania.
główna logika polega na tym, że dane będą bezpieczne w tych urządzeniach pamięci masowej, a dane będą szybko przechowywane w tych urządzeniach. W tym artykule omówimy również przyszłość tych urządzeń.
Magnetic storage DEVICES
Magnetic storage and magnetic recording to terminy z inżynierii odnoszące się do przechowywania danych na nośniku namagnesowanym. Przechowywanie magnetyczne wykorzystuje różne wzory namagnesowania w materiale magnetyzowalnym do przechowywania danych i jest formą pamięci nieulotnej. Dostęp do informacji odbywa się za pomocą jednej lub więcej głowic odczytu/zapisu. Począwszy od 2009 r., magnetyczne nośniki pamięci głównie dyski twarde są szeroko stosowane do przechowywania danych komputerowych, a także sygnałów audio i wideo.
jeśli potrzebujesz pomocy w pisaniu eseju, nasza profesjonalna usługa pisania esejów jest tutaj, aby ci pomóc!
dowiedz się więcej
historia
przed pojawieniem się pamięci magnetycznej dla komputerów, podstawowym nośnikiem pamięci były karty dziurkowane (karty papierowe z dziurkami w celu wskazania znaków lub danych binarnych) wynalezione w 1890 roku. Choć od dawna przestarzałe w użyciu komputerowym karty dziurkowane w różnych formach są nadal używane w starszym sprzęcie do głosowania.
karta dziurkacza
historia pamięci magnetycznej sięga czerwca 1949 roku, kiedy grupa inżynierów i naukowców IBM rozpoczęła prace nad nowym urządzeniem pamięci masowej. To, nad czym pracowali, to pierwsze magnetyczne urządzenie pamięci masowej dla komputerów, które zrewolucjonizowało przemysł. 21 maja 1952 roku IBM zaprezentował jednostkę taśmową IBM 726 z kalkulatorem obrony IBM701, oznaczającą przejście z kalkulatorów kart dziurkowanych na komputery elektroniczne.
cztery lata później, 13 września 1956 roku mały zespół inżynierów IBM w San Jose w Kalifornii, wprowadził pierwszy komputerowy system pamięci dyskowej jako część komputerów RAMAC 305 (Random Access Method of Accounting and Control).
IBM 305 RAMAC
dysk 305 RAMAC może przechowywać tylko 5 MB danych na 50 dyskach o średnicy 24″ każdy. W przeciwieństwie do napędów taśmowych, głowice nagrywające RAMACA mogły iść bezpośrednio do dowolnego miejsca na powierzchni dysku bez odczytywania wszystkich informacji pomiędzy nimi. Ta przypadkowa dostępność miała ogromny wpływ na wydajność komputera w tym czasie, umożliwiając przechowywanie i pobieranie danych znacznie szybciej niż gdyby były na taśmie.
od tych początków przemysł pamięci magnetycznej rozwinął się tak, że dziś można przechowywać 500 GB lub więcej na małych dyskach 3 1/2″, które mieszczą się w jednej wnęce dysku komputera.
wkład IBM w historię i rozwój pamięci magnetycznej jest niesamowity. IBM nie tylko wynalazł komputerową pamięć magnetyczną, a także dysk twardy, ale także wynalazł napęd dyskietek. Pierwszy napęd dyskietek powstał w 1971 roku.
przykłady magnetycznych urządzeń pamięci masowej
dysk twardy
dyskietka
Taśma Mini DV
kopia zapasowa taśmy danych
Pasek z tyłu.Karta kredytowa
zapis magnetyczny
zapis magnetyczny to metoda zapisu danych na dysku.
zapis analogowy
zapis analogowy opiera się na tym, że namagnesowanie danego materiału zależy od wielkości zastosowanego pola. Materiał magnetyczny jest zwykle w postaci taśmy, przy czym taśma w swojej pustej formie jest początkowo rozmagnesowana. Podczas nagrywania taśma działa ze stałą prędkością. Głowica magnetyzuje taśmę prądem proporcjonalnym do sygnału. Rozkład namagnesowania uzyskuje się wzdłuż taśmy magnetycznej. Wreszcie rozkład namagnesowania można odczytać odtwarzając oryginalny sygnał. Taśma magnetyczna jest zwykle wykonana przez osadzenie cząstek magnetycznych w spoiwie z tworzywa sztucznego na poliestrowej taśmie filmowej. Powszechnie stosowanymi cząstkami magnetycznymi są cząsteczki tlenku żelaza lub tlenku chromu i cząstki metalu o wielkości 0,5 mikrometra. Nagrywanie analogowe było bardzo popularne w nagrywaniu audio i wideo. Jednak w ciągu ostatnich 20 lat zapis taśmowy był stopniowo zastępowany zapisem cyfrowym.
nagrywanie cyfrowe
zamiast tworzyć rozkład namagnesowania w nagrywaniu analogowym, nagrywanie cyfrowe wymaga tylko dwóch stabilnych Stanów magnetycznych, którymi są +Ms I-Ms w pętli histerezy. Przykładami zapisu cyfrowego są dyskietki i dyski twarde. Rejestracja cyfrowa jest głównym procesem w dzisiejszych czasach i prawdopodobnie w przyszłości.
dysk twardy
dysk twardy to nieulotne urządzenie pamięci masowej, które przechowuje zakodowane cyfrowo dane na szybko obracających się sztywnych (tj. twardych) talerzach z powierzchnią magnetyczną.
praca
dysk twardy wykorzystuje sztywne talerze obrotowe. Każdy talerz ma płaską powierzchnię magnetyczną, na której mogą być przechowywane dane cyfrowe. Informacje są zapisywane na dysku poprzez transmisję strumienia elektromagnetycznego przez głowicę do odczytu i zapisu, która jest bardzo blisko materiału magnetycznego,co z kolei zmienia swoją polaryzację ze względu na strumień. Typowa konstrukcja dysku twardego składa się z centralnej osi lub wrzeciona, na którym talerze obracają się ze stałą prędkością obrotową. Związana z nim Elektronika kontroluje ruch zwory do odczytu i zapisu oraz obrót dysku, a także wykonuje odczyty i zapisy na żądanie ze sterownika dysku. Uszczelniona obudowa chroni wewnętrzne elementy napędu przed kurzem, kondensacją i innymi źródłami zanieczyszczeń. Wbrew powszechnemu przekonaniu, dysk twardy nie zawiera próżni. Zamiast tego system opiera się na ciśnieniu powietrza wewnątrz napędu, aby podtrzymywać głowice na odpowiedniej wysokości lotu, gdy dysk jest w ruchu.
dyskietka
dyskietka to nośnik danych, który składa się z cienkiego, elastycznego nośnika magnetycznego zamkniętego w kwadratowej/prostokątnej plastikowej obudowie.
praca
Poniżej znajduje się przegląd sposobu zapisu danych na dyskietce. Odczyt danych jest bardzo podobny.
program komputerowy przekazuje sprzętowi komputerowemu instrukcję zapisu pliku danych na dyskietce, co jest bardzo podobne do pojedynczego talerza na dysku twardym, z tym że wiruje znacznie wolniej, o znacznie mniejszej pojemności i wolniejszym czasie dostępu.
nasi eksperci akademiccy są gotowi i czekają, aby pomóc w każdym projekcie pisania może mieć. Od prostych planów esejów, przez pełne prace dyplomowe, możesz zagwarantować, że mamy usługę idealnie dopasowaną do Twoich potrzeb.
Zobacz nasze usługi
sprzęt komputerowy i sterownik dyskietek uruchamiają silnik w napędzie dyskietek, aby obrócić dyskietkę. Dysk ma wiele koncentrycznych ścieżek z każdej strony. Każda ścieżka jest podzielona na mniejsze segmenty zwane sektorami, jak plasterki ciasta.
drugi silnik, zwany silnikiem krokowym, obraca wał przekładni ślimakowej (miniaturowa wersja przekładni ślimakowej w imadle stołowym) w małych krokach, które pasują do odstępów między gąsienicami.
czas potrzebny na dotarcie do właściwej ścieżki to ” czas dostępu.”Ta akcja Krokowa (częściowe obroty) silnika krokowego porusza głowice odczytu / zapisu jak szczęki Imadła stołowego. Elektronika napędu dyskietek wie, ile kroków musi obrócić silnik, aby przesunąć głowice odczytu/zapisu na właściwą ścieżkę. Głowice do odczytu / zapisu zatrzymują się na torze. Głowica Odczytu sprawdza wstępnie napisany adres na sformatowanej dyskietce, aby upewnić się, że używa prawidłowej strony dyskietki i znajduje się na właściwej ścieżce. Operacja ta jest bardzo podobna do sposobu, w jaki gramofon automatycznie przechodzi do określonego rowka na płycie winylowej.
zanim dane z programu zostaną zapisane na dyskietce, cewka kasująca (na tym samym zespole głowicy odczytu/zapisu) jest zasilana w celu „wyczyszczenia” szerokiego, „czystego” sektora przed zapisaniem danych sektorowych za pomocą głowicy zapisu. Wymazany sektor jest szerszy niż sektor zapisany — w ten sposób żadne sygnały z sektorów na sąsiednich torach nie będą kolidować z sektorem w zapisywanym torze.
zasilana Głowica zapisująca umieszcza dane na dyskietce poprzez namagnesowanie cząsteczek minut, żelaza, magnesu prętowego osadzonych na powierzchni dyskietki, bardzo podobne do technologii stosowanej w pasku mag na odwrocie karty kredytowej.Namagnesowane cząstki mają swoje bieguny Północne i południowe zorientowane w taki sposób, że ich wzór może zostać wykryty i odczytany podczas kolejnej operacji odczytu.
dyskietka przestaje się kręcić. Dyskietka czeka na następne polecenie.
Magnetoresistive Random Access Memory
powstaje nowy rodzaj pamięci magnetycznej, zwany Magnetoresistive Random Access Memory lub MRAM, który przechowuje dane w bitach magnetycznych w oparciu o efekt TMR (Tunnel Magneto resistance). Jego zaletą jest brak zmienności, niskie zużycie energii i dobra odporność na wstrząsy.
praca
w przeciwieństwie do konwencjonalnych technologii układów pamięci RAM w MRAM dane nie są przechowywane jako ładunek elektryczny lub przepływ prądu, ale przez magnetyczne elementy pamięci. Elementy są uformowane z dwóch płyt ferromagnetycznych, z których każda może pomieścić pole magnetyczne oddzielone cienką warstwą izolacyjną. Jedna z dwóch płyt jest magnesem trwałym ustawionym na określoną polaryzację, pole drugiej można zmienić, aby pasowało do zewnętrznego pola do przechowywania pamięci. Ta konfiguracja jest znana jako zawór spinowy i jest najprostszą strukturą dla bitu MRAM. Urządzenie pamięci zbudowane jest z siatki takich „komórek”.
najprostszą metodą odczytu jest pomiar rezystancji elektrycznej ogniwa. Konkretna komórka jest (zazwyczaj) wybierana przez zasilanie powiązanego tranzystora, który przełącza prąd z linii zasilającej przez komórkę do masy. Ze względu na efekt tunelu magnetycznego opór elektryczny komórki zmienia się w wyniku orientacji pól w dwóch płytkach. Mierząc prąd wynikowy, można określić rezystancję wewnątrz określonej komórki, a na tej podstawie polaryzację płytki zapisywalnej. Typowo, jeśli dwie płytki mają taką samą polaryzację, uważa się, że oznacza to „1”, podczas gdy dwie płytki mają przeciwną polaryzację, rezystancja będzie wyższa, a to oznacza „0”.