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Apertura dell\'hard-disk
Testine volanti, motori elettrici a bobina, superfici straordinariamente lisce & interpretazione dei segnali
Video di \"engineerguy\" della serie 3
Un computer casalingo è un attrezzo potente, ma deve contenere informazioni per funzionare bene, altrimenti sarebbe inutilizzabile.
Guardiamo dentro e vediamo come contiene i dati.
Guardatelo: è meraviglioso.
È un normale hard-disk, ma i suoi particolari sono straordinari.
Sono sicuro che conosciate in sostanza l\'hard-disk.
Salviamo i dati su di esso in forma binaria: uno e zero.
Questo braccio ha installata una \"testina\"
Che è un elettro-magnete che legge il disco
e, altrettanto, scrive cambiando la magnetizzazione di sezioni specifiche
sul disco o legge le informazioni
misurando le polarizzazioni magnetiche.
In pricipio, è semplice,
ma in pratica è un concentrato di ingenieria.
L\'attenzione maggiore è data nell\'assicurarsi che la testina possa leggere
senza errori
scrivere e leggere sull\'hard-disk.
Il primo problema è muoverlo con grande controllo
così il braccio viene posizionato da un elettromagnete.
La base del braccio è situata tra due potenti magneti
Sono così forti che sono faticosi da rimuovere
Ecco.
Il braccio si muove grazie alla forza di Lorentz.
Passa della corrente tramite un filo che è in un campo magnetico
e il filo viene attratto in una direzione.
Invertendo la forza, anche il verso della forza cambia.
Come la corrente passa in una direzione nell\'elettromagnete
la forza, creata dai magneti permanenti, fa muovere il braccio in una direzione
invertendo il flusso, si muove all\'indietro.
la forza sul braccio è direttamente proporzionale alla corrente
che passa attraverso la bobina, che permette di
posizionare il braccio in maniera precisa
Diversamente da un sistema meccanico
è molto più preciso e non è sensibile al calore.
All\'estremtà del braccio c\'è il componente più importante: la testina.
È semplicemente un pezzo di ferro magnetizzato attaccato con filo elettrico
E quando passa sopra una sezione magnetizzata del disco
misura cambiamenti nella direzione dei poli magnetici
Richiamando la legge di Faraday: Un cambiamento nella magnetizzazione
produce energia in un campo elettromagnetico vicino.
Quindi, quando la testina passa in una sezione vicina dove la polarizzazione
è cambiata, registra un picco di voltaggio
I picchi, sia positivi che negativi, rappresentano l\'uno
e dove non si presenta il picco è zero.
La testina passa straordinariamente vicina al disco,
Nei dishi vecchi 100 nanometri, ma oggi
l\'ultimo modello ha solo 10 nanometri.
Più che la testa viene fatta avvicinare al disco
copre meno area per i settori
delle inforazioni salvate sulla superficie dell\'hard-disk.
Per tenerla a codesta distanza critica gli ingenieri hanno usato un sistema inenioso:
Esse galleggiano sopra all\'hard-disk
Quando il disco gira, si forma un piccolo strato di aria
che viene trascinato alla straordinaria velocità di 80 miglia all\'ora
La testa, quindi, è sostenuta da un piccolo apparecchio disegnato per galleggiare sopra al disco
La parte geniale della tecnologia a cuscinetto ad aria è che si auto regola sulla corretta distanza
Nel caso qualche forza sopsti la testina troppo in alto essa torna alla posizione iniziale.
Essendo che la testina è così vicina al disco
Ogni minima particella può danneggiare l\'hard disk e creare una perdita di dati
gli ingenieri hanno messo questo filtro di ricircolo del getto d\'aria
Esso rimuove le micropartoicelle dal disco.
Per tenere la testina all\'atezza giusta il disco dev essere incredibilmente liscio:
Tipicamente, questo disco è così liscio da avere delle irregolarità di al massimo un millimetro
Per rendere l\'idea di quanto sia liscio, immaginiamo di ingrandire questa sezione
Fino a farla diventare lunga come un campo da calcio, Americano o internazionale,
L\'irregolarità media è di circa 0,072 centimetri.
L\'elemento fondamentale di questo disco è lo strato magnetico
Che è di cobalto, con del platino e nel nichel.
Questa lega ha alta coercività
ovvero che manterrà la carica magnetica fino a quando non sarà esposta ad un\'altra carica magnetica.
Un\'ultima cosa trovo enormemente intelligente:
Usare la matematica per ottenere il 40% in più.
Considerando questa sequenza di poli magnetici sulla superficie del disco: 0-1-0-1-1-1
Una scansione della testina potrebbe rivelare questi distinti picchi di voltaggio
sia positivi che negativi per l\'uno
Noi saremmo facilmente capaci di distinguere queste sequenze simili
Ma se le confrontiamo sono completamente differenti.
Gli ingenieri, comunque, lavorano sempre per mettere maggiori informzaioni dentro ad un\'hard-disk.
Un modo per farlo è quello di restringere le parti magnetizzate
Ma ora guardiamo che cosa succede ai picchi di voltaggio se facciamo questo
Per ogni sequenza i picchi dell\'uno ora in sovrapposizione
sovrappongono dando segnali confsi
Infatti, le due sequenze sono molto simili
Usando una tecnica chiamata \"Risposta parziale massima somiglianza\" gli ingenieri hanno sviluppato
codici sofisticati che possono prendere un segnale come questo
e generare le sequenze possibili che potrebbero somigliargli e prendono il puù probabile
Anche con la tecnologia di oggi questi hard-disk rimangono i migliori
Anche se ogni tanto qualcosa viene sbagliato
Sono Bill Hammack, lo \"engineer guy\"