Tip:
Highlight text to annotate it
X
تفكيك القرص الصلب
الرؤوس الطائرة، محركات أصوات اللفائف، معالجة مذهلة للسطوح والإشارات
السلسلة 3 من فيديوهات الرجل المهندس
الحاسوب المنزلي أداة جبارة، لكن يجب أن تخزن البيانات على نحو موثوق به لتشتغل جيدا، وإلا كانت غير ذات فائدة، أليس كذلك.
دعونا ننظر إلى الداخل ونرى كيف تخزن البيانات.
انظر إلى ذلك: إنه رائع.
إنه قرص صلب عادي، لكن تفاصيله بالطبع مذهلة.
الآن، أنا متأكد أنكم تعرفون جوهر القرص الصلب:
نخزن البيانات في على نحو ثنائي - آحاد وأصفار.
الآن، هذا الذراع يدعم \"\"رأسا\"
والذي هو مغناطيس كهربائي يمسح ما فوق القرص
فإما يكتب البيانات بتغيير مغنطة أقسام معينة
على الطبق أو فقط يقرأ البيانات
بقياس الاستقطاب المغناطيسي.
الآن، هو غاية في البساطة، مبدئيا،
لكن عمليا نحتاج الكثير من الهندسة الشديدة.
المحور الأساس هو التأكد من أن بإمكان الرأس
وبدون خطأ
القراءة والكتابة على القرص.
أول نقطة عمل هي تحريكه بسيطرة كبيرة.
لموضعة الذراع يستخدم المهندسون \"محرك صوت اللفائف\".
قاعدة الذراع تقبع بين مغناطيسين قويين.
هما في غاية القوة بحيث أنه من الصعب نوعا ما تفريقهما.
هناك.
تتحرك الذراع بسبب قوة لورنتز.
مرر تيارا خلال سلك في حقل مغناطيسي
وسيختبر السلك قوة؛
اعكس التيار وستنعكس القوة كذلك.
كما يتدفق التيار في اتجاه واحد في اللفائف
القوة الناشئة بسبب المغناطيس الدائم تجعل الذراع يتحرك بهذه الطريقة،
اعكس تدفق التيار وستتحرك عائدة.
قوة الذراع تتناسب اضطرادا مع التيار
عن طريق اللفائف التي تسمح
بضبط وضع الذراع بدقة.
على عكس نظام ميكانيكي للروابط، هناك
حد أدنى من قدرة التحمل وليست حساسة للحرارة.
في نهاية الذراع يقبل أكثر المركبات حساسية: الرأس.
هو في أبسط صوره قطعة من مادة عالية النفاذية مغطاة بسلك.
بمروره فوق الأقسام الممغنطة من القرص
يقيس التغيرات في اتجاه الأقطاب المغناطيسية.
تتذكرون قانون فاراداي: التغير في المغنطة
ينتج جهدا في ملف قريب.
وهكذا، بمرور الرأس على قسم حيث تكون القطبية
تغيرت، يسجل ارتفاع جهد.
التموجات - الموجبة والسالبة معا - تمثل \"واحد\"
وحين لا يكون هناك تموج في الجهد، يمثل ذلك \"صفر\".
يقترب الرأس بشكل مدهش من السطح
100 نانومتر في الأقراص القديمة، لكن اليوم أقل من
عشر نانومترات في الحديثة.
باقتراب الرأس من القرص، يغطي حقله المغناطيسي
مساحة أقل متيحة الإمكانية لقطاعات أكثر
من المعلومات ترتب في مساحة القرص.
للحفاظ على ذلك الإرتفاع الحساس، يستخدم المهندسون طريقة عبقرية:
يجعلون الرأس \"يطفو\" على القرص.
ترون، يشكل القرص بدورانه طبقة من الهواء
يتم سحبها مرورا بالرأس الثابت بسرعة 80 ميلا في الساعة في الحافة الخارجية.
يركب الرأس على \"مزلاق\" مصممة انسيابيا لتطفو على القرص.
عبقرية تكنولوجيا تحمل الهواء هي تغيرها الذاتي:
إن تسببت أي اضطرابات في ارتفاع المزلاق \"تطفو\" عائدة إلى حيث يجب أن تكون.
الآن، بسبب أن الرأس قريب جدا من سطح القرص
أي جسيمات شاردة قد تخرب القرص مخلفة ضياع البيانات.
وبالتالي، قام المهندسون بوضع مرشح إعادة التدوير هذا في تدفق الهواء؛
يقوم بإزالة الجسيمات الصغيرة المخدشة على القرص.
للإبقاء على طيران الرأس في الإرتفاع المناسب تم جعل القرص مصقولا للغاية:
عادة يكون هذا القرص مصقولا للغاية بحيث تكون خشونة سطحه حوالي نانومتر واحد.
لإعطائكم فكرة حول مدى ملاسة ذلك، دعونا نتخيل أن هذا القطاع تم تكبيره
حتى صار بكبر ملعب كرة قدم - أمريكية أو دولية -
متوسط النتوء في السطح سيكون حوالي جزء من المئة من الإنش.
المكون الأساسي في القرص هو الطبقة المغناطيسية،
والتي هي كوبالت - مع خليط من البلاتنيوم والنيكل على الأرجح.
الآن، هذا الخليط من المواد لديه قسرية عالية،
ما يعني أنه سيحافظ على مغنطته - وبالتالي البيانات - حتى يتم تعريضه إلى حقل مغناطيسي قوي آخر.
أمر آخر أجده غاية في الذكاء:
استخدام القليل من الرياضيات لضغط ما يصل إلى أربعين في المئة من المعلومات الزائدة على القرص.
لنعتبر هذا التسلسل للأقطاب المغناطيسية على سطح القرص - 0-1-0-1-1-1.
مسح عن طريق الرأس سيكشف عن هذا التموج المتميز للجهد-
الموجب والسالب كلاهما \"واحد\".
سنكون قادرين بسهولة على تمييزه بسهولة عن تسلسل مشابع.
إن قارناهما فهما يختلفان بوضوح.
مع ذلك، يشتغل المهندسون، لوضع بيانات أكثر وأكثر على القرص الصلب.
إحدى الطرق للقيام بذلك هو بتقليص المجالات المغناطيسية،
لكن انظروا ماذا يحصل لتموج الجهد حين نقوم بذلك.
لكل تسلسل تتداخل تموجات الآحاد
وتتراكب مسببة إشارات \"غامضة\".
في الواقع، يبدو القسمان الآن في غاية التشابه.
طور المهندسون، باستخدام تقنية تسمى احتمال الإستجابة الجزئية القصوى،
رموزا متطورة بإمكانها أخذ إشارة غامضة كهذه،
وتوليد التسلسل الممكن الذي يكونها ثم اختيار الأكثر احتمالية.
وكما هو الأمر مع كل تكنولوجيا ناجحة، تبقى هذه الأقراص الصلبة دون ملاحظة في حياتنا اليومية،
إلا إذا طرأ مشكل.
أنا بيل هاميك، الرجل المهندس.