Файл: Harddrive-engineeringguy.ogv

Разборка жесткого диска. Билл разбирает жесткий диск, чтобы показать, как на нем хранятся данные. Он объясняет, насколько гладкой должна быть поверхность диска, чтобы устройство работало, и описывает математический метод, используемый для увеличения объема хранения данных.

Транскрипт Домашний компьютер - мощный инструмент, но он должен надежно хранить данные, чтобы работать хорошо, иначе это бессмысленно, не так ли? Заглянем внутрь и посмотрим, как он хранит данные.

Посмотри на это: это чудесно! Это обычный винчестер, но детали, конечно, необычные. Теперь я уверен, что вы знаете суть жесткого диска: мы храним на нем данные в двоичной форме - единицы и нули.

Теперь этот рычаг поддерживает «головку» - электромагнит, который сканирует диск и либо записывает данные, изменяя намагниченность определенных участков на пластине, либо просто считывает данные, измеряя магнитную поляризацию.

Сейчас в принципе довольно просто, но на практике много тяжелой инженерии. Основное внимание уделяется уверенности в том, что головка может точно - без ошибок - читать и записывать на диск.

Первое, что нужно сделать - это сделать все под большим контролем. Для позиционирования руки инженеры используют «привод звуковой катушки». Основание рычага находится между двумя мощными магнитами. Они настолько сильны, что их на самом деле сложно разобрать. Там.

Рука движется из-за силы Лоренца. Пропустите ток через провод, находящийся в магнитном поле, и на этот провод будет действовать сила; Обратный ток, и сила также меняет направление. Поскольку ток течет в катушке в одном направлении, сила, создаваемая постоянным магнитом, заставляет руку двигаться в этом направлении, реверсировать ток и двигаться назад. Сила, действующая на рычаг, прямо пропорциональна току через катушку, что позволяет точно настроить положение рычага. В отличие от механической системы рычагов, здесь минимальный износ и она нечувствительна к температуре.

В конце руки находится самый важный компонент: голова. В простейшем случае это кусок ферромагнитного материала, обернутый проволокой. Когда он проходит над намагниченными участками диска, он измеряет изменения направления магнитных полюсов. Вспомните закон Фарадея: изменение намагниченности вызывает напряжение в соседней катушке. Таким образом, когда головка проходит участок с измененной полярностью, она регистрирует скачок напряжения. Пики - как отрицательные, так и положительные - представляют собой «единицу», а отсутствие всплесков напряжения соответствует «нулю».

Голова удивительно приближается к поверхности диска - 100 нанометров в старых накопителях, но сегодня менее десяти нанометров в новейших. По мере того, как головка приближается к диску, ее магнитное поле покрывает меньшую площадь, что позволяет разместить больше секторов информации на поверхности диска.

Чтобы сохранить эту критическую высоту, инженеры используют гениальный метод: они «плавают» головкой над диском. Видите ли, когда диск вращается, он образует пограничный слой воздуха, который у внешнего края проходит мимо неподвижной головки со скоростью 80 миль в час. Голова движется на «слайдере», аэродинамически предназначенном для того, чтобы парить над тарелкой. Гениальность этой технологии с воздушным подшипником заключается в ее самоиндуцированной регулировке: если какое-либо нарушение заставляет ползунок подниматься слишком высоко, он «всплывает» обратно на место.

Теперь, поскольку головка находится так близко к поверхности диска, любые случайные частицы могут повредить диск, что приведет к потере данных. Итак, инженеры помещают этот рециркуляционный фильтр в воздушный поток; он удаляет мелкие частицы, соскребшие с диска.

Чтобы голова держалась на нужной высоте, диск делают невероятно гладким: обычно этот диск настолько гладкий, что имеет шероховатость поверхности около одного нанометра.

Чтобы дать вам представление о том, насколько это гладко, давайте представим, что эта секция увеличена до размеров футбольного поля - американского или международного - средняя «неровность» на поверхности будет составлять около трех сотых дюйма.

Ключевым элементом пластины является магнитный слой, который представляет собой кобальт - возможно, с добавлением платины и никеля. Теперь эта смесь металлов имеет высокую коэрцитивную силу, что означает, что она будет поддерживать эту намагниченность - и, следовательно, данные - до тех пор, пока не подвергнется воздействию еще одно мощное магнитное поле.

И последнее, что я считаю чрезвычайно умным: использование математики, чтобы сжать до сорока процентов информации на диске.

Рассмотрим эту последовательность магнитных полюсов на поверхности диска - 0-1-0-1-1-1. Сканирование головы выявит эти отчетливые всплески напряжения - как положительные, так и отрицательные для «единиц». Мы могли бы легко отличить это, скажем, от этой похожей последовательности. Если сравнить их, они явно различаются. Однако инженеры всегда работают над тем, чтобы записывать все больше и больше данных на жесткий диск. Один из способов сделать это - сжать магнитные домены, но посмотрите, что происходит со скачками напряжения, когда мы это делаем. Для каждой последовательности импульсы теперь перекрываются и накладываются друг на друга, давая "нечеткие" сигналы. Фактически, эти две последовательности теперь выглядят очень похожими. Используя технику, называемую частичным откликом с максимальной вероятностью, инженеры разработали сложные коды, которые могут принимать мутный сигнал, подобный этому:сгенерируйте возможные последовательности, которые могут его составить, а затем выберите наиболее вероятные.

Как и любая успешная технология, эти жесткие диски остаются незамеченными в нашей повседневной жизни, если что-то не пойдет не так! Я Билл Хэммак, инженер.

Доступны закрытые субтитры . Нажав кнопку на панели инструментов медиаплеера Wikimedia HTML5, вы можете выбрать субтитры, если они доступны, или открыть редактор субтитров, чтобы создать субтитры для видео.   Арабский ( загрузка ),  чешский ( загрузка ),  немецкий ( загрузка ),  греческий ( загрузка ),  английский ( загрузка ),  испанский ( загрузка ),  персидский ( загрузка ),  французский ( загрузка ),  итальянский ( загрузка ), Голландский ( загрузка ),  польский ( загрузка ),  португальский ( загрузка ),  русский ( загрузка ),  шведский ( загрузка ),  вьетнамский ( загрузка ), Полный список субтитров . Создайте новый перевод или отредактируйте существующий ---- Замените часть en кодом своего языка и нажмите кнопку Go. Asturianu ∙ Бахаса Индонезия ∙ Катала ∙ Чештина ∙ Deutsch ∙ английский ∙ испанский ∙ эсперанто ∙ Français ∙ Фрыск ∙ Галего ∙ итальянский ∙ Мирандес ∙ Nederlands ∙ Польски ∙ Português ∙ Português do Brasil ∙ сицилиану ∙ Словенщина ∙ Свенска ∙ Tiếng Việt ∙ Türkçe ∙ български ∙ македонски ∙ русский ∙ українська ∙ हिन्दी ∙ বাংলা ∙ ไทย ∙ 한국어 ∙ 日本語 ∙ 中文 ∙ 中文 （台灣） ∙ 中文 （中国 大陆） ∙ 中文 （新加坡） ∙ 中文 （简体） ∙ 中文 （繁體） ∙ 中文 （香港） ∙ עברית ∙ العربية ∙ فارسی ∙ +/−