磁盘存储器的工作原理

    磁盘存储器是利用磁记录技术在涂有磁记录介质的旋转圆盘上进行数据存储的辅助存储器。磁盘存储器不仅容量大,存取速度快,而且可以实现随机存取,是实现虚拟存储器所必需的硬件,因此在现代计算机系统中,都配置了磁盘存储器,并以它为主存放文件。
    磁盘是依靠由一个个同心圆组成的磁道上的具有不同磁化方向的磁化元来存储0、1信息的。对这些磁化元的读写是通过一个磁头来进行的。磁头是由磁性材料制作而成，形状如同一个矩形环，靠近磁道方向上开有一个小间隙，在磁头上还分别绕有一组写线圈和读线圈。磁头在对一个磁道进行读写操作时，磁头固定不动，而磁道运动。
    进行写操作时，在写线圈中通过一定方向的脉冲电流时，磁铁芯内就产生一定方向的磁通，并在磁头间隙处产生很强的磁场。 在这个磁场作用下，位于磁头下的磁道上的某个固定单元就被磁化成相应极性的磁化元。每个磁化元记录一位二进制位，当磁盘相对于磁头运动时，就可以连续写入一连串的二进制信息。
    进行读操作时，经过磁头的磁化元会使磁铁芯内产生磁通的变化，从而使读线圈中产生一定的感应电势，经转换变成一定方向的脉冲电流，由此脉冲电流即可判定所读出的是0还是1。
    传统的磁盘是将读和写操作共用一个磁头完成，而新一代的硬盘系统则采用了不同的读写机制，它将读写操作分别在两个不同的磁头上完成，写机制与传统方式相同，而读机制则有所不同。读磁头是由一个磁阻（magnetoresistive，MR）式感应器组成，MR的电阻大小取决于在它下面运动的介质的磁化方向。让电流通过MR感应器，电阻的变化作为电压信号被检测出来，从而检测出读出的是0还是1。采用这种新的读机制，允许有更高的读操作频度，从而使磁盘可以达到更高的存储密度和读操作速度。