Хранение информации на магнитных дисках

Внешняя память

Обсуждаемая в предыдущем разделе полупроводниковая память удовлетворяет далеко не всем потребностям компьютера, связанным с хранением данных. Большинству компьютерных систем нужны запоминающие устройства очень большой емкости, роль которых выполняют магнитные диски, оптические диски и магнитные ленты, обычно называемые вторичными или внешними запоминающими устройствами.

Как следует из названия, магнитный диск состоит из одного или нескольких дисков, нанизанных на один шпиндель. Диск имеет тонкое магнитное покрытие, как правило, наносимое на обе стороны. Вся эта конструкция с постоянной скоростью вращается с помощью мотора, так что намагниченные поверхности движутся над головками, выполняющими операции считывания и записи. Головка представляет собой электромагнит, состоящий из сердечника с обмоткой, по которой пропускается ток.

Современный подход заключается в комбинировании синхронизирующей информации и данных. Разработано несколько схем такого кодирования. Одна из таких схем показана на рисунке ниже и известна как фазовое или манчестерское кодирование.

Рис. Представление бита в фазовом кодировании.

Согласно этой схеме намагниченность изменяется для каждого бита данных. Такое изменение происходит в середине той области дорожки, которая предназначена для записи одного бита.

В большинстве современных дисковых устройств диски и головки чтения/записи помещены в плотно закрытый корпус, воздух в которой фильтрируется. Такая технология изготовления жестких дисков называется винчестерской. Она позволяет располагать головки чтения/записи ближе к поверхности дисков, поскольку в закрытом корпусе отсутствуют частицы пыли, представляющие большую проблему для открытых конструкций.

Головки чтения/записи жесткого диска подвижны. Каждой поверхности соответствует одна головка. Все вместе они объединены в гребнеобразную конструкцию, перемещающуюся по радиусу между центром и краем диска, обеспечивая доступ к разным дорожкам. Для чтения и записи заданной дорожки вся система головок должна быть перемещена к этой дорожке.