Azərbaycanca AzərbaycancaБеларускі БеларускіDansk DanskDeutsch DeutschEspañola EspañolaFrançais FrançaisIndonesia IndonesiaItaliana Italiana日本語 日本語Қазақ ҚазақLietuvos LietuvosNederlands NederlandsPortuguês PortuguêsРусский Русскийසිංහල සිංහලแบบไทย แบบไทยTürkçe TürkçeУкраїнська Українська中國人 中國人United State United StateAfrikaans Afrikaans
Підтримка
www.wikidata.uk-ua.nina.az

Магнітний запис спосіб запису електричних сигналів на шарі оксиду заліза чи іншому магнітному матеріалі нанесеному на не

Магнітний диск

Магнітний диск

Магнітний запис  — спосіб запису електричних сигналів на шарі оксиду заліза чи іншому магнітному матеріалі, нанесеному на немагнітну основу: тонку пластикову стрічку, алюміній, скло, тощо.

Магнітний запис
image
image
image

Принцип запису та відтворення

При записі електричний сигнал від джерела сигналу подається на електромагнітну голівку, яка намагнічує магнітне покриття носія відповідно до частоти й амплітуди підведеного сигналу. Імпульси можуть бути звуковими (звукозапис), візуальними (відеозапис) або нести цифрову інформацію (для комп'ютера).

При відтворенні носій пропускається через ту ж або іншу голівку і остаточна намагніченість магнітного шару носія індукує в голівці електричний сигнал, який далі підсилюється.

Для аналогових сигналів різної частоти (аудіо- або відео- сигналів) сигнал при записі та зчитуванні підлягає спотворенню, яке компенсує нерівномірність амплітудно-частотної характеристики тракту передачі сигналу та носія.

Історія та сучасний стан

Магнітне зберігання у формі  — аудіозапису на дроті — було оприлюднено Оберліном Смітом у номері Electrical World за 8 вересня 1888 року.

Роком народження магнітного запису вважається 1898 рік, коли данський фізик Вальдемар Поульсен вперше здійснив магнітний запис звуку на стальну дротину. Свій винахід В. Поульсен назвав через те, що пристрій був призначений для роботи разом з телефоном для виконання функцій, схожих до функцій сучасного автовідповідача.

Магнітні стрічки

image
Магнітна стрічка побутового магнітофона

Апарат Поульсена мав малу гучність та великі спотворення сигналу. Магнітний дріт був незручним у використанні: він скручувався, у разі пориву потребував спеціального зварювання. В 1928 році в США був запатентований носій магнітного запису у вигляді гнучкої стрічки на паперовій основі з нанесеним на неї робочим шаром — магнітним порошком. Магнітні стрічки з різною основою (сучаснішою, безумовно, ніж паперова) та магнітним робочим шаром, для якого обирались різного складу магнітні порошки або тонкі магнітні плівки, використовуються досі. Хоча треба сказати, що і тепер носії у вигляді магнітних дротів використовуються у випадках, коли висуваються підвищені експлуатаційні вимоги до механічного та термічного навантаження, наприклад, в «чорних ящиках» літальних апаратів.

Тільки в 1935 році німецька фірма AEG розробила пристрій для запису та відтворення аудіосигналу, який отримав назву магнітофон. Робочий шар магнітофонної стрічки складався із штучно створеного порошку — мікрочастинок окису заліза — Fe2O3. Основа стрічки була вже не паперова, а із діацетилцелюлози. Але почалася Друга світова війна, і тільки в 1948 році фірма Ampex почала промисловий випуск побутових аудіомагнітофонів.

Але, крім звуку, треба було записувати та відтворювати відеоінформацію: післявоєнний період — це час широкого впровадження телевізорів. В 1951 році компанія ЗМ продемонструвала можливість магнітного відеозапису, а в 1956 році фірма Ampex виготовила перший відеомагнітофон.

1963-го року фірма Philips представила компакт-касету з шириною стрічки 3,81 мм (0,15 дюйма).

Магнітні диски

image
Жорсткий диск з слідом від падіння головки

В тому ж 1956 році фірма IBM використала магнітний запис для обчислювальної техніки — створила пристрій на жорсткому магнітному диску (ЖМД) ємністю 5 Мегабайт. Вага цього пристрою — 1 тонна, вартість — 50 тис. доларів. До речі: якщо вартість 1 Мбайта на першому ЖМД становила 10 тис. доларів, то сучасні ЖМД характеризує вартість 1 Мбайта в 0.04 долара.

1971-го року IBM представила гнучку дискету розміром 8 дюймів і відповідний дисковод, які використовувалися у мейнфреймах IBM як зручне сховище керування з можливістю перезапису і оновлення.

Використання ГМР-ефекту в МГ дозволило досягти рекордного показника щільності запису на ЖМД: 1 Гігабіт на кв. дюйм (155 Мбіт на кв. см) в 1996 році та 4 Гбіт на кв. дюйм в 1999 році. Того ж року фірма IBM випустила на ринок ЖМД типу Вінчестер, в яких за рахунок МГ з ГМР-ефектом вдалось отримати ємність 25 . Інформація зберігалася на 5 пластинах, середній час пошуку становив 9 мсек. В умовах лабораторії вдалося отримати щільність запису навіть 10 Гбіт на кв. дюйм, біля 2004 року щільність запису була доведена до 40 Гбіт на кв. дюйм. Це означає, що ємність ЖМД досягла 1000 (1 Терабайт).

Принцип роботи

Етап, який переживає магнітний запис сьогодні, пов'язаний із застосуванням для відтворення замість магнітних головок (МГ) індукційного типу магнітних головок, робота яких заснована на використанні магніторезистивного (МР) та гігантського магніторезистивного (ГМР) ефектів. В чому полягають ці ефекти? МР-ефект спостерігається в багатьох матеріалах і пов'язаний з тим, що електричний опір зразка з такого матеріалу змінюється при розміщенні його в зовнішньому магнітному полі. Такі зразки використовують як датчики магнітного поля і, зокрема, для відтворення інформації з магнітного носія. В останньому випадку кажуть про МГ магніторезистивного типу. Один з найпоширеніших матеріалів, з яких роблять МГ з МР-ефектом, є пермалой (81/19 Fe/Ni).

Суть ГМР-ефекту полягає в тому ж, що і МР-ефекта: в зміні електричного опору під дією магнітного поля. ГМР-ефект спостерігається в магнітних мультишарових структурах, або «магнітних надгратках». Вони складаються із великої кількості (до 60) ультратонких шарів (кожний товщиною d~0.5-1.5 нм) з різними фізичними параметрами, що послідовно чергуються: «магнетик-немагнетик» (наприклад, Fe-Cu), або «магнетик І — магнетик ІІ» (наприклад, Со-Fe) або шари з складнішою варіацією таких параметрів, як легування, товщина тощо. Величина ГМР-ефекту в десятки разів більша, ніж в одношарових магнітних матеріалах того ж складу та при тих же зовнішніх умовах. Так, в багатошаровій структурі Co/Cu при 300 К величина R/RH=0~65 %. В той же час цей параметр для магніторезистивного ефекту в пермалої становить близько 2 %. Тому МГ і з МР-ефектом, і з ГМР-ефектом чутливіші порівняно із своїми попередниками — МГ індукційного типу. Це означає, що МГ нового типу можуть реєструвати слабкі магнітні поля від ділянок сигналограм з тонкою магнітною структурою (малим розміром піта — фізичної області носія інформації, яка несе інформацію про 1 біт).

Майбутнє

У 2020-тих роках виробляється новий тип магнітної пам'яті, яка називається магніторезистивною пам'яттю з довільним доступом (MRAM — англ. magnetoresistive random-access memory), яка зберігає дані в магнітних бітах на основі ефекту (TMR). Його перевагою є енергонезалежність, низьке енергоспоживання та хороша стійкість до ударів. Перше покоління, розроблене компанією , використовувало запис, викликаний полем. Друге покоління розробляється за допомогою двох підходів: перемикання з підтримкою тепла (TAS), яке зараз розробляється Crocus Technology, і spin-transfer torque (STT), на якому працюють Crocus, Hynix, IBM та кілька інших компаній.

Див. також

Джерела

  1. Ley, Willy (August 1965). The Galactic Giants. For Your Information. Galaxy Science Fiction. с. 130—142.

Інтернет-ресурси

  • A History of Magnetic Recording (BBC/H2G2)
  • Selected History of Magnetic Recording
  • Oberlin Smith and the Invention of Magnetic Sound Recording
  • on the UC San Diego web site (CMRR).
  • A Chronology of Magnetic Recording.
  • [1] " Science Reporter, ISSN 0036-8512 VOLUME 43 NUMBER 7 JULY 2006 «Magnetic Recording a Revolutionary Technology»

Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет

Magnitnij zapis sposib zapisu elektrichnih signaliv na shari oksidu zaliza chi inshomu magnitnomu materiali nanesenomu na nemagnitnu osnovu tonku plastikovu strichku alyuminij sklo tosho Magnitnij zapisPrincip zapisu ta vidtvorennyaPri zapisi elektrichnij signal vid dzherela signalu podayetsya na elektromagnitnu golivku yaka namagnichuye magnitne pokrittya nosiya vidpovidno do chastoti j amplitudi pidvedenogo signalu Impulsi mozhut buti zvukovimi zvukozapis vizualnimi videozapis abo nesti cifrovu informaciyu dlya komp yutera Pri vidtvorenni nosij propuskayetsya cherez tu zh abo inshu golivku i ostatochna namagnichenist magnitnogo sharu nosiya indukuye v golivci elektrichnij signal yakij dali pidsilyuyetsya Dlya analogovih signaliv riznoyi chastoti audio abo video signaliv signal pri zapisi ta zchituvanni pidlyagaye spotvorennyu yake kompensuye nerivnomirnist amplitudno chastotnoyi harakteristiki traktu peredachi signalu ta nosiya Istoriya ta suchasnij stanMagnitne zberigannya u formi audiozapisu na droti bulo oprilyudneno Oberlinom Smitom u nomeri Electrical World za 8 veresnya 1888 roku Rokom narodzhennya magnitnogo zapisu vvazhayetsya 1898 rik koli danskij fizik Valdemar Poulsen vpershe zdijsniv magnitnij zapis zvuku na stalnu drotinu Svij vinahid V Poulsen nazvav cherez te sho pristrij buv priznachenij dlya roboti razom z telefonom dlya vikonannya funkcij shozhih do funkcij suchasnogo avtovidpovidacha Magnitni strichki Magnitna strichka pobutovogo magnitofona Aparat Poulsena mav malu guchnist ta veliki spotvorennya signalu Magnitnij drit buv nezruchnim u vikoristanni vin skruchuvavsya u razi porivu potrebuvav specialnogo zvaryuvannya V 1928 roci v SShA buv zapatentovanij nosij magnitnogo zapisu u viglyadi gnuchkoyi strichki na paperovij osnovi z nanesenim na neyi robochim sharom magnitnim poroshkom Magnitni strichki z riznoyu osnovoyu suchasnishoyu bezumovno nizh paperova ta magnitnim robochim sharom dlya yakogo obiralis riznogo skladu magnitni poroshki abo tonki magnitni plivki vikoristovuyutsya dosi Hocha treba skazati sho i teper nosiyi u viglyadi magnitnih drotiv vikoristovuyutsya u vipadkah koli visuvayutsya pidvisheni ekspluatacijni vimogi do mehanichnogo ta termichnogo navantazhennya napriklad v chornih yashikah litalnih aparativ Tilki v 1935 roci nimecka firma AEG rozrobila pristrij dlya zapisu ta vidtvorennya audiosignalu yakij otrimav nazvu magnitofon Robochij shar magnitofonnoyi strichki skladavsya iz shtuchno stvorenogo poroshku mikrochastinok okisu zaliza Fe2O3 Osnova strichki bula vzhe ne paperova a iz diacetilcelyulozi Ale pochalasya Druga svitova vijna i tilki v 1948 roci firma Ampex pochala promislovij vipusk pobutovih audiomagnitofoniv Ale krim zvuku treba bulo zapisuvati ta vidtvoryuvati videoinformaciyu pislyavoyennij period ce chas shirokogo vprovadzhennya televizoriv V 1951 roci kompaniya ZM prodemonstruvala mozhlivist magnitnogo videozapisu a v 1956 roci firma Ampex vigotovila pershij videomagnitofon 1963 go roku firma Philips predstavila kompakt kasetu z shirinoyu strichki 3 81 mm 0 15 dyujma Magnitni diski Zhorstkij disk z slidom vid padinnya golovki V tomu zh 1956 roci firma IBM vikoristala magnitnij zapis dlya obchislyuvalnoyi tehniki stvorila pristrij na zhorstkomu magnitnomu disku ZhMD yemnistyu 5 Megabajt Vaga cogo pristroyu 1 tonna vartist 50 tis dolariv Do rechi yaksho vartist 1 Mbajta na pershomu ZhMD stanovila 10 tis dolariv to suchasni ZhMD harakterizuye vartist 1 Mbajta v 0 04 dolara 1971 go roku IBM predstavila gnuchku disketu rozmirom 8 dyujmiv i vidpovidnij diskovod yaki vikoristovuvalisya u mejnfrejmah IBM yak zruchne shovishe keruvannya z mozhlivistyu perezapisu i onovlennya Vikoristannya GMR efektu v MG dozvolilo dosyagti rekordnogo pokaznika shilnosti zapisu na ZhMD 1 Gigabit na kv dyujm 155 Mbit na kv sm v 1996 roci ta 4 Gbit na kv dyujm v 1999 roci Togo zh roku firma IBM vipustila na rinok ZhMD tipu Vinchester v yakih za rahunok MG z GMR efektom vdalos otrimati yemnist 25 Informaciya zberigalasya na 5 plastinah serednij chas poshuku stanoviv 9 msek V umovah laboratoriyi vdalosya otrimati shilnist zapisu navit 10 Gbit na kv dyujm bilya 2004 roku shilnist zapisu bula dovedena do 40 Gbit na kv dyujm Ce oznachaye sho yemnist ZhMD dosyagla 1000 1 Terabajt Princip robotiEtap yakij perezhivaye magnitnij zapis sogodni pov yazanij iz zastosuvannyam dlya vidtvorennya zamist magnitnih golovok MG indukcijnogo tipu magnitnih golovok robota yakih zasnovana na vikoristanni magnitorezistivnogo MR ta gigantskogo magnitorezistivnogo GMR efektiv V chomu polyagayut ci efekti MR efekt sposterigayetsya v bagatoh materialah i pov yazanij z tim sho elektrichnij opir zrazka z takogo materialu zminyuyetsya pri rozmishenni jogo v zovnishnomu magnitnomu poli Taki zrazki vikoristovuyut yak datchiki magnitnogo polya i zokrema dlya vidtvorennya informaciyi z magnitnogo nosiya V ostannomu vipadku kazhut pro MG magnitorezistivnogo tipu Odin z najposhirenishih materialiv z yakih roblyat MG z MR efektom ye permaloj 81 19 Fe Ni Sut GMR efektu polyagaye v tomu zh sho i MR efekta v zmini elektrichnogo oporu pid diyeyu magnitnogo polya GMR efekt sposterigayetsya v magnitnih multisharovih strukturah abo magnitnih nadgratkah Voni skladayutsya iz velikoyi kilkosti do 60 ultratonkih shariv kozhnij tovshinoyu d 0 5 1 5 nm z riznimi fizichnimi parametrami sho poslidovno cherguyutsya magnetik nemagnetik napriklad Fe Cu abo magnetik I magnetik II napriklad So Fe abo shari z skladnishoyu variaciyeyu takih parametriv yak leguvannya tovshina tosho Velichina GMR efektu v desyatki raziv bilsha nizh v odnosharovih magnitnih materialah togo zh skladu ta pri tih zhe zovnishnih umovah Tak v bagatosharovij strukturi Co Cu pri 300 K velichina R RH 0 65 V toj zhe chas cej parametr dlya magnitorezistivnogo efektu v permaloyi stanovit blizko 2 Tomu MG i z MR efektom i z GMR efektom chutlivishi porivnyano iz svoyimi poperednikami MG indukcijnogo tipu Ce oznachaye sho MG novogo tipu mozhut reyestruvati slabki magnitni polya vid dilyanok signalogram z tonkoyu magnitnoyu strukturoyu malim rozmirom pita fizichnoyi oblasti nosiya informaciyi yaka nese informaciyu pro 1 bit MajbutnyeU 2020 tih rokah viroblyayetsya novij tip magnitnoyi pam yati yaka nazivayetsya magnitorezistivnoyu pam yattyu z dovilnim dostupom MRAM angl magnetoresistive random access memory yaka zberigaye dani v magnitnih bitah na osnovi efektu TMR Jogo perevagoyu ye energonezalezhnist nizke energospozhivannya ta horosha stijkist do udariv Pershe pokolinnya rozroblene kompaniyeyu vikoristovuvalo zapis viklikanij polem Druge pokolinnya rozroblyayetsya za dopomogoyu dvoh pidhodiv peremikannya z pidtrimkoyu tepla TAS yake zaraz rozroblyayetsya Crocus Technology i spin transfer torque STT na yakomu pracyuyut Crocus Hynix IBM ta kilka inshih kompanij Div takozhAudiokaseta Videokaseta Nosij danih Strimer nosij danih DzherelaLey Willy August 1965 The Galactic Giants For Your Information Galaxy Science Fiction s 130 142 Internet resursiA History of Magnetic Recording BBC H2G2 Selected History of Magnetic Recording Oberlin Smith and the Invention of Magnetic Sound Recording on the UC San Diego web site CMRR A Chronology of Magnetic Recording 1 Science Reporter ISSN 0036 8512 VOLUME 43 NUMBER 7 JULY 2006 Magnetic Recording a Revolutionary Technology

Дата публікації:
Топ