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上海千實(shí)解讀磁盤存儲(chǔ)器的工作原理
磁盤存儲(chǔ)器是利用磁記錄技術(shù)在涂有磁記錄介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)圓盤上進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的輔助存儲(chǔ)器。磁盤存儲(chǔ)器不僅容量大,存取速度快,而且可以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)存取,是實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)器所必需的硬件,因此在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,都配置了磁盤存儲(chǔ)器,并以它為主存放文件。
磁盤是依靠由一個(gè)個(gè)同心圓組成的磁道上的具有不同磁化方向的磁化元來(lái)存儲(chǔ)0、1信息的。對(duì)這些磁化元的讀寫是通過(guò)一個(gè)磁頭來(lái)進(jìn)行的。磁頭是由磁性材料制作而成，形狀如同一個(gè)矩形環(huán)，靠近磁道方向上開(kāi)有一個(gè)小間隙，在磁頭上還分別繞有一組寫線圈和讀線圈。磁頭在對(duì)一個(gè)磁道進(jìn)行讀寫操作時(shí)，磁頭固定不動(dòng)，而磁道運(yùn)動(dòng)。
進(jìn)行寫操作時(shí)，在寫線圈中通過(guò)一定方向的脈沖電流時(shí)，磁鐵芯內(nèi)就產(chǎn)生一定方向的磁通，并在磁頭間隙處產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)。 在這個(gè)磁場(chǎng)作用下，位于磁頭下的磁道上的某個(gè)固定單元就被磁化成相應(yīng)極性的磁化元。每個(gè)磁化元記錄一位二進(jìn)制位，當(dāng)磁盤相對(duì)于磁頭運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以連續(xù)寫入一連串的二進(jìn)制信息。
進(jìn)行讀操作時(shí)，經(jīng)過(guò)磁頭的磁化元會(huì)使磁鐵芯內(nèi)產(chǎn)生磁通的變化，從而使讀線圈中產(chǎn)生一定的感應(yīng)電勢(shì)，經(jīng)轉(zhuǎn)換變成一定方向的脈沖電流，由此脈沖電流即可判定所讀出的是0還是1。
傳統(tǒng)的磁盤是將讀和寫操作共用一個(gè)磁頭完成，而新一代的硬盤系統(tǒng)則采用了不同的讀寫機(jī)制，它將讀寫操作分別在兩個(gè)不同的磁頭上完成，寫機(jī)制與傳統(tǒng)方式相同，而讀機(jī)制則有所不同。讀磁頭是由一個(gè)磁阻（magnetoresistive，MR）式感應(yīng)器組成，MR的電阻大小取決于在它下面運(yùn)動(dòng)的介質(zhì)的磁化方向。讓電流通過(guò)MR感應(yīng)器，電阻的變化作為電壓信號(hào)被檢測(cè)出來(lái)，從而檢測(cè)出讀出的是0還是1。采用這種新的讀機(jī)制，允許有更高的讀操作頻度，從而使磁盤可以達(dá)到更高的存儲(chǔ)密度和讀操作速度。
