Tip:
Highlight text to annotate it
X
Διάλυση σκληρού δίσκου
ιπτάμενες κεφαλές, κινητήρας, απίστευτα απαλές επιφάνειες και επεξεργασία σήματος
σειρα 3 από τα βίντεο του μηχανικού
Ο υπολογιστής είναι ένα δυνατό εργαλείο αλλά πρέπει να αποθηκεύει αξιόπιστα τα δεδομένα. Διαφορετικά δεν έχει και πολύ νόημα έτσι δεν είναι?
Ας ρίξουμε μια ματιά στο πώς αποθηκεύει τα δεδομένα
Κοιτάξτε είναι φανταστικό!
Είναι ένας συνηθισμένος σκληρός δίσκος αλλά οι λεπτομέρειές του είναι απίστευτες.
Τώρα σίγουρα γνωρίζετε τη βασική χρησιμότητα ενός σκληρού δίσκου
Αποθηκεύει δεδομένα σε δυαδική μορφή δηλαδή 0 και 1
Αυτός ο βραχίονας στηρίζει μια κεφαλή
στην ουσία είναι ένας ηλεκτρομαγνήτης που σαρώνει όλο το δίσκο
και είτε γράφει δεδομένα αλλάζοντας τη μαγνήτιση συγκεκριμένων τομέων
πάνω στις πλακέττες, είτε διαβάζει δεδομένα
μετρώντας τη μαγνητική πολικότητα.
Η αρχή λειτουργίας του είναι πολύ απλή
αλλά στην πραγματικότητα κρύβει πολύ σκληρή δουλειά από την πλευρά του μηχανικού
Το βασικό σημείο είναι η κεφαλη να μπορεί με ακρίβεια
και χωρίς λάθη
να διαβάζει και να γράφει στο δίσκο
Πρέπει καταρχήν να μετακινείται με μεγάλη ακρίβεια.
Για να τοποθετήσουν το βραχίονα οι μηχανικοί χρησιμοποιούν ένα πηνίο φωνής.
Η βαση του βραχίονα βρίσκεται ανάμεσα σε δύο ισχυρούς μαγνήτες.
είναι τόσο ισχυροί που στην πραγματικότητα είναι δύσκολο να τους διαχωρίσεις.
Ορίστε.
Ο βραχίονας κινείται εξαιτίας της δύναμης Lorentz
Όταν ένα καλώδιο που βρίσκεται μέσα σε μαγνητικό πεδίο διαρρέεται από ρεύμα
τότε στο καλώδιο αναπτύσσεται δύναμη
αντιστρέφοντας την πολικότητα του ρεύματος αντιστρέφεται και η δύναμη
Καθώς το ρεύμα διαρρέει το πηνίο προς μια κατεύθυνση
η παραπάνω δύναμη κάνει το βραχίονα να κινείται προς αυτή την κατεύθυνση
όταν το ρεύμα αντιστραφεί τότε κινείται προς την άλλη κατεύθυνση
Η δύναμη που ασκείται στο βραχίονα είναι ανάλογη του ρεύματος
που διαρρέει το πηνίο και επιτρέπει
να ρυθμιστεί με ακρίβει η θέση του βραχιονα.
Το παραπάνω σύστημα
δεν εππηρεάζεται από τις υψηλές θερμοκρασίες.
Στο τέλος του βραχίνοα βρίσκεται το πιο κρίσιμο κομμάτι : Η κεφαλή
είναι απλά ένα κομμάτι από σιδηρομαγνητικό υλικό τυλιγμένο με σύρμα.
Όπως περνάει πάνω απο τους μαγνητισμένους τομείς των πλακεττών
μετράει τις αλλαγές στη φορά των μαγνητικών πόλων.
θυμηθείται το νόμο του Faraday (επαγωγή) : Η μεταβολή της μαγνητικής ροής
δημιουργεί τάση σε ένα πηνίο που βρίσκεται μέσα στο μαγνητικό πεδίο
Έτσι όταν η κεφαλή περνάει από ένα τομένα που η πολικότητα
αλλάζει δημιουργεί μια μικρή \\\"κορυφή\\\" τάσης
Οι κορυφές είτε θετικές είτε αρνητικές αντιπροσωπεύουν το 1
και τα σημεία που δεν υπάρχουν κορυφές αντιπροσωπεύουν το 0.
Η κεφαλή πλησίαζει απιστευτα κοντά στην επιφάνεια του δίσκου
100 νανόμετρα στους παλιούς δίσκους, ενώ σήμερα
περίπου 10 νανόμετρα στους νεώτερους.
Όσο η κεφαλή πλησιάζει πιο κοντά στο δίσκο, το μαγνητικό της πεδίο
καλύπτει μικρότερες περιοχες επιτρέποντας περισσότεροι τομείς
πληροφορίας να χωρέσουν στην ίδια επιφάνεια δίσκου.
Για να μπορεσουν οι μηχανικοί να επιτύχουν αυτό το ύψος της κεφαλής από τις πλακέττες
την κάνουν να \\\"επιπλέει\\\" πάνω από το δίσκο.
Καθώς ο δίσκος περιστρέφεται δημιουργεί ένα ρεύμα αέρα
που κινείται με 80 μιλια της ώρα ανέμεσα στις κεφαλές.
Η κεφαλή κάθεται σε έναν άξονα αεροδυναμικά σχεδιασμένο που της επιτρέπει να επιπλέει πάνω από τις πλακέττες.
Η ιδιοφυία αυτού του συστήματος είναι ότι μπορεί να αυτοπροσαρμόζεται.
Αν για κάποιο λόγο ο άξονας μετακινηθεί πολύ ψηλά αμέσως επιστρέφει πίσω στην αρχική του θέση,
Επειδή η κεφαλή είναι πολύ κοντά στην επιφάνεια του δίσκου
και σωματίδια στην ατμόσφαιρά θα μπορούσαν να καταστρέψουν την επιφάνεια του δίσκου
οι μηχανικοί έχουν τοποθετήσει ένα φίλτρο
που αφαιρεί τα σωματίδια που \\\"πέφτουν\\\" πάνω στις πλάκες.
Για να μπορεί η κεφαλή να αιωρείται στο σωστο ύψος, οι πλακεττες έχουν απίστευτα λεία επιφάνεια
Η τραχύτητα τους είναι περίπου έναν νανόμετρο.
Για να πάρετε μια ιδέα του πόσο λεία είναι αυτή η επιφάνεια ας φανταστούμε ότι ένας τομέας του δίσκου μεγενθύνεται
μέχρι να γίνει τόσο μεγάλος όσο ένα γήπεδο ποδοσφαίρου
κατά μέσο όρο τα \\\"φουσκώματα\\\" της επιφάνειας θα ήταν 3 εκατοστά της ίντσας.
Το σημείο κλειδί της πλακέττας είναι η μαγνητική της στρώση
που αποτελείται απο κοβάλτιο συχνά αναμεμιγμένο με πλατίνα και νικέλιο.
Αυτό το μίγμα μετάλλων έχει υψηλή μαγνητικότητα
που σημαίνει ότι διατηρεί το μαγνητισμό του - κι έτσι τα δεδομένα - μέχρι να εκτεθεί σε ένα άλλο ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
Και κάτι τελευταίο που είναι απιστευτα έξυπνο :
Χρησιμοποιούμε λίγα μαθηματικά για να στριμώξουμε 40% περισσότερη πληροφορία σε ένα δίσκο.
Σκεφθείτε αυτή την ακολουθία μαγνητικών πόλων στην επιφάνεια του δίσκου 0-1-0-1-1-1
Μια σάρωση από την κεφάλη θα δημιουργούσε αυτές τις κορυφές στην τάση
και θετικές και αρνητικές που συμβολίζουν το 1.
Θα μπορούσαμε εύκολα να τις ξεχωρίσουμε από μια παρόμοια ακολουθία.
Αν τις συγκρίνουμε προφανώς διαφέρουν
Οι μηχανικοί πάντως δουλεύουν διαρκώς για να χωρέσουν περισσότερα δεδομένα σε ένα σκληρό δίσκο.
Ενας τροπος για να επιτευχθεί αυτό είναι να μικρύνουμε τους μαγνητικούς τομείς,
αλλά παρατηρήστε τι συμβαίνει στις κορυφές της τάσης όταν το κανουμε αυτό.
Για κάθε ακολουθία κορυφών τα 1 πέφτουν το ένα πάνω στο άλλο
και η υπέρθεσή τους δημιουργεί ασαφή σήματα.
Τώρα οι 2 ακολουθίες μοιάζουν πάρα πολύ.
Χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται \\\"Μερική Πιθανότητα μέγιστης ανταπόκρισης\\\", οι μηχανικοί ανέπτυξαν
έξυπνους αλγορίθμους που μπορούν να πάρουν ένα μπερδεμένο σήμα όπως αυτό
και να παράγουν τις πιθανές ακολουθίες που μπορεί να το δημιούργησαν επιλέγοντας την πιο πιθανή.
Όπως όλες οι επιτυχημένες τεχνολογίες οι σκληροί δίσκοι παραμένουν απαρατήρητοι
μέχρι να πάει κάτι στραβά!
Είμαι ο Bill Hammack, the engineer guy.