Магнитный и оптический принцип записи информации

Магнитный и оптический принцип записи информации

В настоящее время основным машинным носителем для внешних запоминающих устройств является магнитный. Это магнитные ленты и магнитные диски, кроме того, широко распространяются различные магнитные карты. Магнитный носитель состоит из основы (пластмасса, алюминий), на которую нанесен тонкий ферромагнитный слой, называемый рабочим. Рис 5. В большинстве случаев рабочий слой – это ферролак, но может быть и металлическим. Рабочий слой способен намагничиваться под действием внешнего магнитного поля и сохранять остаточную намагниченность (индукцию) после удаления носителя от источника магнитного поля.

Рис. 5. Структура магнитного

Магнитные свойства материала характеризуются зависимостью магнитной индукции (степенью намагниченности) от напряженности магнитного поля (от силы внешнего магнитного поля). Для магнитной записи информации пригодны материалы, обладающие прямоугольной петлей Гистерезиса, т.е. материалы способные сохранять остаточную магнитную индукцию после прекращения действия внешнего магнитного поля. Рис. 6.

Рис. 6. Зависимость магнитной индукции от напряженности магнитного поля.

Запись осуществляется записывающей магнитной головкой, которая представляет собой металлический или ферритовый сердечник с зазором, на который намотана катушка. Рис. 7. При записи по катушке головки записи пропускают ток записи. В результате в сердечнике головки возникает магнитный поток,

Рис. 7. Принцип записи информации.

который замыкается по рабочему слою носителя, находящемуся около рабочего зазора сердечника. Носитель намагничивается и при удалении от головки сохраняет намагниченность, т. е. обладает собственным магнитным потоком. Величина остаточной индукции и ее направление зависят от величины и направления тока в головке записи.

Чтение записанной информации осуществляется головкой чтения, которая имеет конструкцию аналогичную конструкции записывающей головки. При движении носителя перед зазором головки чтения намагниченный участок рабочего слоя приближается к зазору сердечника и магнитный поток его замыкается по сердечнику головки. Поскольку магнитный поток в сердечнике меняется вследствие движения носителя то в катушке наводится ЭДС. При удалении намагниченного участка носителя от зазора головки магнитный поток в сердечнике уменьшается, а ЭДС меняет знак и также уменьшается.

Запись и считывание цифровой информации обычно осуществляется одной головкой – универсальной.

В отличие от аналоговой записи, когда ток записи меняется как по величине так и по направлению, цифровая запись осуществляется потенциальным методом. Рис. 8. Это значит, что ток в головке записи течет непрерывно и его величина остается неизменной, но в момент, когда необходимо записать двоичный символ (0 или 1) направление тока меняется на противоположное. При чтении такой записи в момент изменения направления остаточной индукции около зазора головки в ее катушке возникает импульс напряжения той или иной полярности.

Рис. 8. Временные диаграммы, поясняющие принцип записи и чтения аналоговых и цифровых сигналов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Читайте также:  Люмены в кельвины перевод

В XIX веке была изобретена магнитная запись. Первоначально она использовалась только для хранения звука.

На ЭВМ первого и второго поколений магнитная лента использовалась как единственный вид сменного носителя для устройств внешней памяти. На одну катушку с магнитной лентой помещалось приблизительно 500 Кб информации.

С начала 1960-х годов появляются магнитные диски: алюминиевые или пластмассовые диски, покрытые тонким магнитным порошковым слоем толщиной в несколько микрон. Информация на диске располагается по круговым концентрическим дорожкам.

Устройство, которое обеспечивает запись/считывание информации, называется накопителем информации или дисководом. Магнитные диски бывают жесткими и гибкими, сменными и встроенными в дисковод компьютера (традиционно называются винчестерами).

Магнитный принцип записи и считывания информации

В накопителях на гибких магнитных дисках (НГМД) и накопителях на жестких магнитных дисках (НЖМД), или винчестерах, в основу записи информации положенонамагничивание ферромагнетиков в магнитном поле, хранение информации основывается на сохранении намагниченности, а считывание информации базируется на явленииэлектромагнитной индукции.

В процессе записи информации на гибкие и жесткие магнитные диски головка дисковода с сердечником из магнитомягкого материала (малая остаточная намагниченность) перемещается вдоль магнитного слоя магнитожесткого носителя (большая остаточная намагниченность). На магнитную головку поступают последовательности электрических импульсов (последовательности логических единиц и нулей), которые создают в головке магнитное поле. В результате последовательно намагничиваются (логическая единица) или не намагничиваются (логический нуль) элементы поверхности носителя. При считывании информации при движении магнитной головки над поверхностью носителя намагниченные участки носителя вызывают в ней импульсы тока (явление электромагнитной индукции). Последовательности таких импульсов передаются по магистрали в оперативную память компьютера.

В отсутствие сильных магнитных полей и высоких температур элементы носителя могут сохранять свою намагниченность в течение долгого времени (лет и десятилетий).

Гибкие магнитные диски

Персональные компьютеры до недавнего времени комплектовались накопителем на гибких магнитных дисках (НГМД), который в прайс-листах называется FDD – Floppy Disk Drive (дисковод для флоппи-дисков). Сами флоппи-диски называют дискетами. Наиболее распространенный тип гибкого диска диаметром 3,5 дюйма (89 мм) вмещает 1,44 Мб информации.

Сам 3.5-дюймовый гибкий диск с нанесенным на него магнитным слоем заключен в жесткий пластмассовый конверт, который предохраняет дискету от механических повреждений и пыли.

Для доступа магнитных головок чтения-записи к дискете в ее пластмассовом корпусе имеется прорезь, которая закрывается металлической задвижкой. Задвижка автоматически отодвигается при установке дискеты в дисковод.

В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращает ее с постоянной угловой скоростью. При этом магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска (трек), на которую и производится запись или с которой производится считывание информации.

Читайте также:  Игровые ноутбуки с большой диагональю экрана

О бе стороны дискеты покрыты магнитным слоем и на каждой стороне имеется по 80 концентрических дорожек (треков) для записи данных. Каждая дорожка разбита на 18 секторов, и в каждый сектор можно записать блок данных размером 512 байт.

При выполнении операций чтения или записи дискета вращается в дисководе, а головки чтения-записи устанавливаются на нужную дорожку и получают доступ к указанному сектору.

Скорость записи и считывания информации составляет около 50 Кбайт/с. Дискета вращается в дисководе со скоростью 360 оборотов/мин.

В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей и нагревания, так как такие физические воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.

Гибкие диски в настоящее время выходят из употребления.

Жесткие магнитные диски

Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) или, как его чаще называют, винчестер или жесткий диск (Hard Disk), является основным местом хранения данных в персональном компьютере. В прайс-листах винчестеры указываются как НDD — Hard Disk Drive (Дисковод жесткого диска).

Происхождение названия «винчестер» имеет две версии. Согласно первой, фирма IВM разработала накопитель на жестком диске, на каждой из сторон которого умещалось по 30 Мбайт информации, и который имел кодовое название 3030. Легенда гласит, что винтовка типа «Винчестер 3030» завоевала Запад. Такие же намерения были и у разработчиков устройства.

По другой версии, название устройства произошло от названия города Винчестер в Англии, где в лаборатории IBM была разработана технология изготовления плавающей головки для жестких дисков. Изготовленная по этой технологии головка чтения-записи благодаря своим аэродинамическим свойствам как бы плывет в потоке воздуха, который образуется при быстром вращении диска.

Винчестер представляет собой один или несколько жестких (алюминиевых, керамических или стеклянных) дисков, размещенных на одной оси, покрытых магнитным материалом, которые вместе с головками чтения-записи, электроникой и всей механикой, необходимой для вращения дисков и позиционирования головок заключены в неразборный герметичный корпус.

Укрепленные на шпинделе электродвигателя, диски вращаются с высокой скоростью (7 200 оборотов в минуту), а информация читается/записывается магнитными головками, количество которых соответствует числу поверхностей, используемых для хранения информации.

Скорость записи и считывания информации с жестких дисков достаточно велика – может достигать 300 Мбайт/с.

Ёмкость современных жёстких дисков (на ноябрь 2010 г.) достигает 3 000 ГБ (3 Терабайт).

Существуют переносные винчестеры – они устанавливаются не внутри системного блока, а подключаются к компьютеру через параллельный порт или через порт USB.

В жестких дисках используются достаточно хрупкие и миниатюрные элементы (пластины носителей, магнитные головки и пр.), поэтому в целях сохранения информации и работоспособности жесткие диски необходимо оберегать от ударов и резких изменений пространственной ориентации в процессе работы.

Читайте также:  Меньше либо равно в экселе

Пластиковые карты

В банковской системе большое распространение получили пластиковые карты. На них тоже используется магнитный принцип записи информации, с которой работают банкоматы, кассовые аппараты, связанные с информационной банковской системой.

Магнитной записью называется способ записи информации путем изменения магнитного состояния носителя и создания в нем распределения намагниченности, сответствую-щего записываемому сигналу. *

Магнитный способ записи и воспроизведения звука основан на свойстве некоторых материалов намагничиваться при помещении их в магнитное пале. Такие материалы получили название ферромагнитных (ферромагнетиков). Все ферромагнетики подразделяют на магнитожесткие и магнитомягкие. Магнито-жесткие обладают свойством сохранять намагниченность длительное время после вынесения их из магнитного поля (гамма-окись железа, диоксид хрома и др.), поэтому их применяют при изготовлении звуконосителя магнитной ленты. Магнитомягкие ферромагнетики после воздействия внешнего магнитного поля намагниченность не сохраняют (пермаллой, феррит и др.), поэтому их используют для изготовления магнитных головок.

Запись и воспроизведение звуковой информации магнитным способом включает следующие физические процессы:

♦ преобразование звуковых механических колебаний в электрические колебания звуковой частоты;

♦ преобразование электрических колебаний в переменное магнитное поле, форма и напряженность которого соответствует изменениям электрических колебаний;

♦ фиксацию магнитного поля на звуконосителе, т.е. его намагничивание;

♦ воспроизведение записи путем обратных преобразований магнитного поля звуконосителя в электрические, а затем звуковые колебания.

Явление намагничивания и используется в магнитофонах. Микрофон преобразует звуковой сигнал в электрический. Этот сигнал при помощи магнитной головки записывают на движущийся звукосниматель (магнитную ленту), рабочий слой которого состоит из частиц магнитожесткого ферромагнетика, в результате на ленте остается магнитный след (остаточная намагниченность). Полученную на звуконосителе запись называют фонограммой.

Для воспроизведения записи звуконоситель с фонограммой приводят в движение относительно воспроизводящей магнитной головки с такой же скоростью, как и при записи. Внешний магнитный поток ленты проходит через магнитную головку, индуцируя в ней ЭДС, представляющую собой записанный сигнал в электрической форме. Этот сигнал усиливают и направляют в громкоговоритель.

Характерной особенностью магнитного способа записи и воспроизведения является то, что магнитная запись не нуждается в обработке. Звук может быть воспроизведен сразу же или спустя любое время после записи. Прослушивание записанной информации может быть осуществлено многократно без заметного ухудшения качества записи. Один и тот же звуконоситель при необходимости используют для новых записей, так как фонограмма легко "стирается" путем размагничивания звуконосителя при помощи стирающей магнитной головки, на которую подают переменный ток определенной силы, формы и частоты.

К аппаратуре для магнитной записи и воспроизведения звука относятся магнитофоны, магнитофоны-приставки, магнитофоны-проигрыватели и магнитофонные панели.

Ссылка на основную публикацию
Люстра с пультом управления светодиодная инструкция
Идея установить и подключить люстру с пультом замечательна тем, что хозяева квартиры получают возможность управлять освещением, не привязываясь к выключателю....
Линза для лазерного диода
Асферические линзы используются для коррекции сферических аберраций. Вместо применения сложных линз такие аберрации могут быть снижены до минимума при использовании...
Линукс для нетбука acer aspire one
Автор — Андрес Брачо (Andrés Bracho) Я не технарь, не компьютерщик и не программист. Я всего лишь среднестатис-тический пользователь, кото-рый...
Ля рош позе скидки
12 актуальных предложений март 2020 Сэкономьте 10% с промокодом при покупке более 3000 рублей Приобретите в интернет-магазине La Roche Posay...
Adblock detector