Навігація
Головна
 
Головна arrow Інформатика arrow Архітектура ЕОМ і систем

ПРИНЦИП РОБОТИ МАГНІТНИХ ЗУ

Запис і зчитування даних відбуваються в процесі взаємодії магнітної головки і рухається відносно неї носія. Для розгляду принципу і особливостей роботи магнітних ЗУ в основних режимах скористаємося рис. 11.2-11.4.

Режим запису. В цьому режимі обмотка магнітної головки підключена до джерела струму (рис. 11.3). При протіканні по обмотці струму записи i 3 = I в муздрамтеатрі створюються напруженість магнітного поля Н і магнітний потік Ф = В / S, де В - індукція, S - площа перерізу магнітопроводу. На рис. 11.3 потік Ф представлений у вигляді замкнутої силової лінії, яка охоплює магнітне покриття носія. Напруженість поля в магнітному покритті зменшується від Н т до Н δ зі збільшенням зазору 8 між магнітопроводом і покриттям. Для запису даних необхідно, щоб Н δ перевищувала коерцитивної силу Нз матеріалу покриття (рис. 11.2,6). В цьому випадку при відключенні струму записи в покритті носія залишиться намагнічений ділянку, який будемо представляти у вигляді замкнутих силових ліній внутрішнього і зовнішнього магнітного потоку Фс і називати слідом. Зазвичай для запису двійкових даних використовують два різних стану насичення матеріача носія - + В r і - В r. Тому при реєстрації 1 і Про сліди Фс мають протилежну орієнтацію (рис. 11.3), що задається напрямком струму записи i 3 в обмотці магнітної головки. Ділянка магнітного покриття носія, в межах якого індукція змінюється від + В r до r або від r до + В r називається відбитком. Відбиток примикає до кордонів двох сусідніх слідів і фіксує перехід від одного напрямку намагніченості до протилежного.

Один з можливих способів магнітного запису проілюстрований на рис. 11.5. За допомогою синхроимпульсов СІ:

  • • процес запису розбивається на окремі тактові інтервали з постійною тривалістю Т. Кожен тактовий інтервал відводиться для запису одного розряду (біта) коду даних. Тут як приклад використовується 8-розрядний код 11000101;
  • • формується напруга і кд коду даних. При цьому логічна 1 кодується значенням напруги і кд> 0, логічний 0 - значенням і кд < 0. Напруга коду даних використовується для створення струму записи / 3 в обмотці w магнітної головки (рис. 11.6, а).

Як видно з рис. 11.5, зміна напрямку струму запису / 3 відбувається тільки в тих випадках, коли два сусідніх розряду коду мають різні значення: 10 або 01. У процесі запису зі швидкістю переміщення носія v по довжині l = vt магнітного покриття носія утворюються сліди. При i 3> 0 магнітний потік Фс сліду спрямований за годинниковою стрілкою, при i 3 <0 - проти годинникової стрілки. Відбитки створюються під час зміни напрямку струму запису i 3.

Режим зберігання. Після виключення струму записи ( i 3 = 0) магнітне ЗУ переходить в режим, при якому в носії інформації зберігається структура магнітного поля.

Режим зчитування. В цьому режимі обмотка муздрамтеатру підключена до вузлів обробки напруги зчитування і с. При русі магнітного носія в муздрамтеатрі виникає магнітний потік Ф (рис. 11.3). Під час проходження відбитків поблизу зазору А магнітолровода відбувається зміна магнітного потоку Ф, в результаті чого на обмотці виникають різнополярні імпульси напруги зчитування і з = kxd × Ф / dt (рис. 11.5), де до - коефіцієнт пропорційності. При цьому позитивні імпульси реєструють перехід кодової послідовності з 0 в 1, негативні імпульси - з 1 в 0. Отже, розглянутий спосіб запису кодової послідовності одиничних або нульових біт формує в носії всього лише один слід, не залишаючи слідів між двома сусідніми одиницями і нулями. Ця обставина призводить до "втрати" одиниць і

Тимчасові діаграми магнітного запису, зчитування й обробки даних

Мал. 11.5. Тимчасові діаграми магнітного запису, зчитування й обробки даних

нулів. У наведеному на рис. 11.5 прикладі для 8-розрядного коду 11000101 зареєстровано 5 імпульсів напруги u с, тобто пропущені виділені біти 1 і 00 коду. Для отримання вихідної кодової послідовності необхідно визначити кількість пропущених одиниць і нулів між двома сусідніми імпульсами зчитування.

Обробка результатів зчитування. Мета обробки - отримати вихідну кодову послідовність.

Перш за все необхідно відновити тактові інтервали, відведені для відтворення одного розряду коду даних (11000101 ...), або синхроімпульсів. Відзначимо, що тактовий інтервал носія визначається відстанню між двома сусідніми відбитками. Він має різну довжину, що залежить від кількості послідовно розташованих одиниць або нулів коду.

Для відновлення тактових інтервалів можна використовувати:

  • • автономний генератор синхроімпульсів (ГСИ), період проходження яких повинен бути узгоджений зі швидкістю носія і щільністю запису даних. Мінливість швидкості переміщення носія може призвести до неузгодженості тактових інтервалів генератора і магнітного носія. Для усунення цього недоліку слід організувати, як показано на рис. 11.5, повторний запуск генератора зрізом кожного одиничного імпульсу напруги зчитування і с;
  • службові доріжки носія , на які під час запису наноситься відбиток для реєстрації кожного такту. При відтворенні відбитки зчитуються окремої магнітної голівкою;
  • спосіб запису , що дозволяє сформувати синхроімпульсів з сигналу зчитування та с. Таку особливість способу запису називають самосинхронізацією. Розглянутий як приклад спосіб запису не володіє самосинхронізацією, так як не дозволяє визначити тактовий інтервал для одного біта кодової послідовності.

Формування струму записи в обмотці магнітної головки (а) і вихідної напруги при зчитуванні (б)

Мал. 11.6. Формування струму записи в обмотці магнітної головки (а) і вихідної напруги при зчитуванні (б)

Отриманий при зчитуванні сигнал і з не відповідає вихідної кодової послідовності і вимагає додаткових перетворень, реалізація яких проілюстрована на рис. 11 .6,6. Якщо для даного прикладу над сигналом зчитування і з виконати операцію взяття по модулю | і з |, яка може бути реалізована за схемою двотактного випрямляча, а потім подати сигнал | і з | на вхід лічильного Т -тригер (Т), то на його виході отримаємо послідовність імпульсів і т, що задовольняють потенційному способу кодування. Виконавши операцію логічного множення вихідного сигналу лічильника на синхроімпульсів ГСИ, отримаємо вихідну напругу , яке відповідає імпульсного способу кодування (рис. 11.6 , 6).

Про способи магнітного запису. Під способом магнітного запису будемо розуміти алгоритм перемикань струму записи в магнітній головці (кодування даних), що призводять до створення відбитків на магнітному носії. Відбитки дозволяють при зчитуванні відновити код вихідних даних, що зберігаються на носії. При цьому особливе значення має синхронізація процесів, що забезпечує точне визначення моментів зміни знака при записі / читанні даних. Відсутність синхронізації може привести до помилок або до повної втрати інформації при зчитуванні. Можливі два підходи хрещення питання синхронізації:

  • синхронізувати роботу передавача і приймача інформації, використовуючи для цього окремий канал;
  • об'єднати імпульси синхронізації з корисною інформацією (даними) і передавати їх по одному каналу.

Всі відомі способи запису реалізують другий підхід, так як при передачі по одному каналу імпульсів синхронізації і сигналів даних здійснюється їх взаємна прив'язка за часом.

Основні класифікаційні ознаки способів записи.

За кількістю станів феромагнітного матеріалу носія інформації, використовуваних для реєстрації і зберігання даних, розрізняють:

  • • способи записи з трьома станами, або з поверненням до нуля, в яких для реєстрації даних використовуються три значення індукції: + B r, 0 і - B r. Ці способи вимагають виконання трудомісткої операції розмагнічування матеріалу (повернення до нуля) перед кожним сеансом записи і в даний час не застосовуються;
  • • способи записи з двома станами, або без повернення до нуля, в яких для реєстрації даних використовуються два значення індукції: + B r і - B r.

За орієнтації магнітного потоку (доменів) в магнітному покритті носія слід виділити два способи запису [11]:

  • горизонтальну запис, при якій внутрішні магнітні потоки слідів Ф з направлені уздовж магнітного покриття носія (рис. 11.3);
  • вертикальну запис, при якій магнітні потоки орієнтовані перпендикулярно магнітному покриттю носія. Незважаючи на більш високі показники щільності запису, вертикальна запис отримала менше поширення через складної конфігурації муздрамтеатру.

За принципом взаємодії магнітної головки і носія існують два способи запису:

  • контактна запис, при якій відсутня зазор (8 = 0) між магнітною головкою і носієм (рис. 11.3). При використанні контактної записи досягається найбільша щільність розміщення даних на носії, однак через зношування обмежується швидкість його руху щодо магнітної головки, що призводить до зменшення часу вибірки і швидкості передачі даних. Цей спосіб застосовується в накопичувачах на гнучких магнітних дисках;
  • безконтактна запис (8> 0), при якій значно збільшується швидкість руху носія. Для зменшення зазору використовуються плаваючі головки, які утримуються на деякій відстані від поверхні носія потоком повітря, створюваним при русі носія. Спосіб безконтактної записи застосовується в накопичувачах на жорстких магнітних дисках.

По виду вихідних даних способи запису поділяють на дві групи:

  • способи безпосереднього запису вихідної кодової послідовності даних;
  • способи записи з груповим кодуванням. Сутність цих способів полягає в тому, що вихідна кодова послідовність даних розбивається на групи по кілька біт в кожній. Кожна група кодується за певними правилами. Широке поширення отримала схема кодування RLL (Run Length Limited) з обмеженням довжини поля записи. Ці методи застосовуються для зменшення кількості безперервній послідовності нулів (одиниць) у вихідному коді.

За алгоритмом перемикань струму записи розрізняють способи записи з перемиканням по одиницях, з частотною модуляцією, з модифікованою частотною модуляцією, з фазовою модуляцією і з модифікованої фазової модуляцією, а також кодування з обмеженням довжини поля записи (RLL), які розглянуті в навчальному посібнику автора 1111 .

 
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук