Принцип магнетног записивања

До сада највише коришћени феномен за меморијске системе је феромагнетизам. Феромагнетизам представља особину да атоми неких материјала (тзв. магнетно тврдих материјала) показују спонтану намагнетисаност у одсуству спољашњег поља.

Важно магнетно својство у меморијским системима је хистерезис материјала или тзв. BH петља (слика а) где је B густина магнетног флукса, која представља ускладиштену (запамћену) величину, а H је сила магнетизације која је пропроционална уписној струји. За примене у меморијским системима, идеално би било да материјал има „правоугаону“ BH петљу. Међутим, не постоје материјали са таквом идеалном петљом, али постоје материјали који имају хистерезисну петљу врло блиску том идеалном облику.

Магнетни медијуми који се највише користе, а служе за реализацију масовних меморија (спољних меморија) су: магнетни диск (заменљив или фиксан), пакет дискова, дискета (више се не користи, спомињемо је искључиво у историјском контексту) и магнетна трака (укључујући и тзв. стример траке).

Постоји више разлога за широко коришћење магнетних медијума:

1. велика густина записивања података (и до 400bit/mm) уз ниску цену
2. релативно велика брзина уписа или читања података (просечно време приступа обично око 7-20ms за диск)
3. дуготрајно памћење без захтева за додатном енергијом (10 година, а може бити и до 30 година)
4. велики број записивања или читања података на самом медијуму
5. релативно велики капацитет меморисања (неколико стотина GB а код савремених хард-дискова и до неколико TB)

На слици б) приказана је геометрија уписне главе. Површина на медијуму која се магнетише и служи за упис једног бита података назива се битска ћелија или битски интервал. На слици в) приказане су битске ћелије, а на слици г) прелази намагнетисања на једној стази (каналу) медијума.

У принципу, уписни претварач у било ком магнетном запису је уписна магнетна глава са ваздушним процепом приказана на слици б). При магнетном записивању, због процепа се формира магнетно поље чији се знатан део простире и на област испод главе. Меморијски медијум, било трака или диск, треба да буде лоциран на неком малом растојању испод главе које одређује јачину магнетног поља примењеног на медијум. За читање је важна функција s(t) која је пропорционална са тим пољем јер одређује облик прочитаног сигнала.

Упис података се врши доњом ивицом главе и он нам омогућава да поставимо поједине магнетне прелазе на различитим местима дуж медијума. Минимално растојање између тих прелаза представља максималну идеалну густину записивања. Ради интерпретације тих промена морају се користити различита растојања за представљање података, а такође и различита тактна (синхронизациона) информација која се умеће између података, како се то тражи за велику густину. Могуће су различите шеме кодирања да би се довели у везу положај магнетних прелаза, запамћене информације и синхронизационе информације када се она користи.