Jak mierzony jest stan pozycji bitowej na dysku twardym?

Po pierwsze, nie jestem typem EE, ale mam małe podstawy w pracy z fizyką na dość niskim poziomie. Zastanawiałem się, jaki to mechanizm mierzy wgłębienie magnetyczne na talerzu twardym dysku (jeśli tak jest nawet w przypadku) i / lub specyfikacje i wariancje, które określają 1 lub 0.

Jak powiedział Mark , to zmiany w polaryzacji są używane do kodowania danych; głowica magnetyczna nie zobaczy pola statycznego.

Jeszcze kilka lat temu rejestracja była podłużna , co oznacza, że ​​pola były poziome.

Rosnące pojemności dysków twardych wymagały innego sposobu: zapisu prostopadłego . Obraz pokazuje, że możesz nagrywać bity bliżej siebie. Obecnie dyski twarde mają pojemność ponad 100 Gb / in 2 i oczekuje się, że ta technologia może osiągnąć 10-krotność tego.$^2$

Nie jest ekspertem od dysków twardych, ale tak naprawdę nie jest to „wcięcie”, chyba że ma to inne znaczenie w fizyce.

„Dysk” zawiera ogromną liczbę namagnesowanych obszarów (tak naprawdę jest to cienki, żelazisty film na dysku), podczas zapisywania na dysku polaryzacja tych obszarów jest zmieniana przez głowicę zapisującą. Rzeczywiste dane, jedynki i zera, są kodowane w szeregu przejść od jednej polaryzacji do drugiej. Jeden spolaryzowany region nie jest tak naprawdę 1-bitowy, raczej czas przejścia od jednej polaryzacji do drugiej decyduje o tym, czy jeden lub zero jest „czytane”. Zobacz http://en.wikipedia.org/wiki/Run-length_limited dla standardowej metody kodowania.

Same głowice do odczytu / zapisu są tak naprawdę cewkami magnetycznymi, które mogą albo wykryć polaryzację pola generowanego przez dysk (odczyt), albo indukować polaryzację na dysku (zapis).

Przechowywanie informacji na dysku jest nieco podobne do przedstawienia informacji w kodzie kreskowym. Każda lokalizacja na ścieżce dysku jest spolaryzowana na jeden z dwóch sposobów, co odpowiada białym i czarnym obszarom kodu kreskowego; tak jak w przypadku kodu kreskowego, te spolaryzowane regiony mają różne szerokości, które są używane do kodowania danych. Rzeczywiste kodowanie jest jednak inne, ponieważ kody kreskowe są zwykle używane do przechowywania cyfr dziesiętnych lub znaków wybranych ze stosunkowo niewielkiego zestawu (43 znaków w przypadku kodu 39), podczas gdy dyski są używane do przechowywania 256 bajtów podstawowych. Zauważ, że starsze technologie napędowe wykorzystywały zaledwie trzy szerokości obszarów impulsu magnetycznego, z których najszerszy był trzykrotnie szerszy od najwęższego. Nowsze technologie napędów wykorzystują znacznie więcej szerokości, ponieważ szerokość najwęższego regionu, który może obsługiwać nośnik, jest znacznie większa niż minimalna dostrzegalna odległość między szerokościami. W latach 80. zwiększenie liczby różnych szerokości napędu o danej minimalnej szerokości zwiększyłoby użyteczną pojemność o 50%. Nie wiem, jaki jest dzisiaj stosunek.

Informacje na losowo zapisywalnym dysku są podzielone na sektory, z których każdy poprzedza nagłówek sektora; nagłówek sektora jest poprzedzony przerwą. Zarówno nagłówek sektora, jak i sektor zaczynają się od specjalnych wzorów szerokości regionu, które nie mogą wystąpić nigdzie indziej. Aby odczytać sektor, dysk szuka specjalnego wzorca wskazującego „nagłówek sektora”, a następnie odczytuje następujące po nim bajty. Jeśli pasują do sektora, który chce napęd, następnie wyszukuje wzorzec wskazujący „nagłówek danych” i odczytuje powiązane dane. Jeśli dane nie pasują do interesującego nas sektora, dysk wraca do szukania innego „nagłówka sektora”.

Pisanie sektora jest trochę trudniejsze. Układy elektroniczne napędu potrzebują krótkiego, ale niezerowego (i nie do końca przewidywalnego) czasu na przełączenie między trybem odczytu i zapisu. Aby sobie z tym poradzić, dyski zapisują tylko dane z całego sektora na raz. Aby napisać sektor, dysk uruchamia się w trybie odczytu, czeka, aż zobaczy nagłówek sektora, który ma zostać zapisany; następnie przełącza się w tryb zapisu, wyprowadza dane, a następnie przełącza z powrotem w tryb odczytu. Ponieważ istnieją luki przed i za obszarem danych, nie będzie miało znaczenia, czy dysk czasami przełącza się w tryb zapisu nieco szybciej lub wolniej, pod warunkiem, że (1) wzorzec „uruchomienia” dla bloku jest poprzedzony niektórymi danymi, które nie „pasuje do wzorca początkowego, więc nawet jeśli napęd rozpocznie się„ późno ”, część starego bloku, który nie jest usuwany, wygrywa”

Podczas odczytu danych określa się, jakie dane reprezentuje określony punkt na dysku, „zliczając” obszary magnetyczne widoczne od poprzedniego znakowania początku bloku. Podczas zapisywania danych o tym, jakie dane reprezentuje plamka na dysku, którą przechodzi głowa, będzie zależeć od liczby kontrolerów zapisanych do tej pory danych. Zauważ, że nie ma możliwości dokładnego przewidzenia, który bit będzie reprezentowany przez dowolne miejsce na dysku przed jego zapisaniem, ponieważ w procesie zapisu występuje pewna ilość „odchylenia”.