Russian subtitles for clip: File:Harddrive-engineerguy.ogv

1
00:00:04,000 --> 00:00:07,000
Жесткий диск изнутри.

2
00:00:07,000 --> 00:00:10,000
Парящие головки, соленоидный мотор, чрезвычайно гладкие поверхности и обработка сигнала.

3
00:00:10,000 --> 00:00:17,000
серия 3 инженерного видео

4
00:00:17,000 --> 00:00:23,000
Домашний компьютер - это мощный инструмент, и он должен  надежно сохранять данные, иначе в нем нет смысла.

5
00:00:23,000 --> 00:00:25,000
Давайте заглянем внутрь и посмотрим, как он хранит данные.

6
00:00:30,000 --> 00:00:32,000
Взгляните! Это великолепно!

7
00:00:32,000 --> 00:00:35,000
Это совершенно обычный жесткий диск, но его детали - это что-то выдающееся!

8
00:00:35,000 --> 00:00:38,000
Я уверен, Вы знаете суть жесткого диска:

9
00:00:38,000 --> 00:00:41,000
Данные на жестком диске хранятся в виде нулей и единиц.

10
00:00:41,000 --> 00:00:43,000
Этот рычаг держит \"магнитную головку\" -

11
00:00:43,000 --> 00:00:45,000
электромагнит, который сканирует поверхность диска

12
00:00:45,000 --> 00:00:48,000
и может записывать данные, изменяя намагниченность определенных участков диска

13
00:00:48,000 --> 00:00:50,000
или просто считывать данные,

14
00:00:50,000 --> 00:00:53,000
измеряя магнитную полярность.

15
00:00:53,000 --> 00:00:54,000
В принципе, все просто,

16
00:00:54,000 --> 00:00:58,000
но на практике, все очень высокотехнологично.

17
00:00:58,000 --> 00:01:02,000
Ключевой момент в том, что головка должна точно

18
00:01:02,000 --> 00:01:03,000
и безошибочно

19
00:01:03,000 --> 00:01:05,000
читать данные и записывать их.

20
00:01:05,000 --> 00:01:08,000
Первая задача - передвинуть ее очень точно.

21
00:01:08,000 --> 00:01:11,000
Для позиционирования рычага используется соленоидный мотор (привод на звуковой катушке).

22
00:01:11,000 --> 00:01:14,000
Основание рычага расположено между двумя мощными магнитами.

23
00:01:14,000 --> 00:01:17,000
Они настолько мощные, что их чрезвычайно трудно разъединить.

24
00:01:17,000 --> 00:01:18,000
Далее.

25
00:01:18,000 --> 00:01:20,000
Рычаг движется под действием силы Лоренца.

26
00:01:20,000 --> 00:01:23,000
Проходящий ток через проводник, помещенный в магнитное поле

27
00:01:23,000 --> 00:01:25,000
вызывает силу, действующую на проводник.

28
00:01:25,000 --> 00:01:28,000
Смена направления тока меняет также направление действия силы.

29
00:01:28,000 --> 00:01:30,000
Протекающий в катушке ток,

30
00:01:30,000 --> 00:01:34,000
в магнитном поле создает силу, движущую рычаг в одном направлении,

31
00:01:34,000 --> 00:01:36,000
Обратное направление тока движет рычаг в другом направлении.

32
00:01:36,000 --> 00:01:39,000
Сила, действующая на рычаг, прямо пропорциональна силе тока,

33
00:01:39,000 --> 00:01:40,000
проходящего через катушку, и позволяет

34
00:01:40,000 --> 00:01:43,000
позиционировать рычаг с высокой точностью.

35
00:01:43,000 --> 00:01:45,000
В отличии от механических систем,

36
00:01:45,000 --> 00:01:49,000
такая схема мало подвержена износу, и нечувствительна к температуре.

37
00:01:49,000 --> 00:01:53,000
На конце рычага находится наиболее критичный компонент: головка.

38
00:01:53,000 --> 00:01:57,000
Это кусочек ферромагнитного материала, обмотанный проволокой.

39
00:01:57,000 --> 00:01:59,000
Когда головка проходит над намагниченным участком диска,

40
00:01:59,000 --> 00:02:02,000
она измеряет изменения в направлении магнитных полюсов.

41
00:02:02,000 --> 00:02:06,000
Как гласит закон Фарадея: Изменения магнитного потока

42
00:02:06,000 --> 00:02:08,000
порождают электродвижущую силу контуре.

43
00:02:08,000 --> 00:02:10,000
Итак, когда головка проходит над областью с измененной полярностью

44
00:02:10,000 --> 00:02:14,000
она фиксирует импульс напряжения.

45
00:02:14,000 --> 00:02:16,000
Импульсы - как отрицательные, так и положительные - представляют \"единицу\",

46
00:02:16,000 --> 00:02:19,000
а отсутствие импульсов представляет \"ноль\"

47
00:02:19,000 --> 00:02:22,000
Головка находится очень-очень близко к поверхности диска.

48
00:02:22,000 --> 00:02:25,000
100 нанометров в старых моделях дисков, и менее

49
00:02:25,000 --> 00:02:27,000
десяти нанометров в новых моделях.

50
00:02:27,000 --> 00:02:30,000
Чем ближе головка к поверхности диска, тем меньше

51
00:02:30,000 --> 00:02:32,000
может быть намагниченный участок, позволяя

52
00:02:32,000 --> 00:02:35,000
разместить больше секторов на поверхности диске (больше плотность записи).

53
00:02:35,000 --> 00:02:38,000
Чтобы выдерживать минимальную высоту, инженеры использовали оригинальный способ:

54
00:02:38,000 --> 00:02:41,000
\"плавающую\" над поверхностью диска головку.

55
00:02:41,000 --> 00:02:44,000
Вы видите, что вращение диска формирует пограничный слой воздуха,

56
00:02:44,000 --> 00:02:48,000
который набегает на неподвижную головку со скоростью 80 миль в час на внешнем участке диска.

57
00:02:48,000 --> 00:02:52,000
Головка закреплена на \"слайдере\", аэродинамическая форма которого позволяет \"парить\" над поверхностью диска.

58
00:02:52,000 --> 00:02:56,000
Особенность этой технологии в том, что она саморегулируемая.

59
00:02:56,000 --> 00:03:01,000
Если любое возмущение, заставит слайдер подняться слишком высоко, он сам опустится на нужную высоту.

60
00:03:01,000 --> 00:03:04,000
Из-за того, что головка расположена очень близко к поверхности диска,

61
00:03:04,000 --> 00:03:07,000
любая случайная частица или пылинка может повредить диск и привести к потере данных.

62
00:03:07,000 --> 00:03:11,000
Поэтому инженеры разместили фильтр в воздушном потоке,

63
00:03:11,000 --> 00:03:14,000
который снимает частицы с поверхности диска.

64
00:03:14,000 --> 00:03:18,000
Для выдерживания оптимальной высоты положения головки, поверхность диска сделана очень гладкой:

65
00:03:18,000 --> 00:03:23,000
она настолько гладкая, что неровность ее около 1 нанометра.

66
00:03:23,000 --> 00:03:26,000
Чтобы легче было представить, давайте предположим, что эта секция увеличена

67
00:03:26,000 --> 00:03:31,000
до размеров футбольного поля - Американского или Международного.

68
00:03:31,000 --> 00:03:35,000
средняя \"кочка\" на такой поверхности будет около трех сотых дюйма.

69
00:03:35,000 --> 00:03:38,000
Ключевой элемент диска - это магнитный слой,

70
00:03:38,000 --> 00:03:41,000
состоящий из кобальта с добавками платины и никеля.

71
00:03:41,000 --> 00:03:43,000
Этот сплав металлов имеет очень высокую коэрцитивность,

72
00:03:43,000 --> 00:03:50,000
что означает, что он сохраняет намагниченность, и, соответственно, данные до тех пор, пока не будет перемагничен в другом мощном магнитом поле.

73
00:03:50,000 --> 00:03:52,000
И последняя вещь, которую я нашел весьма умной:

74
00:03:52,000 --> 00:03:57,000
Используя немного математики увеличить плотность записи на сорок процентов.

75
00:03:57,000 --> 00:04:04,000
Пусть последовательность данных на диске - 0-1-0-1-1-1

76
00:04:04,000 --> 00:04:06,000
Сканирование головкой выявляет эти четкие импульсы

77
00:04:06,000 --> 00:04:09,000
как положительные, так и отрицательные

78
00:04:09,000 --> 00:04:13,000
Мы легко можем отличить их от, скажем, вот такой подобной последовательности.

79
00:04:13,000 --> 00:04:16,000
Если мы их сравним, то они совершенно разные.

80
00:04:16,000 --> 00:04:20,000
Инженеры всегда стремятся поместить все больше данных на жесткий диск.

81
00:04:20,000 --> 00:04:22,000
Один из способов - это уменьшить размер магнитных доменов,

82
00:04:22,000 --> 00:04:25,000
но, взгляните, что происходит с импульсами, когда мы так делаем.

83
00:04:25,000 --> 00:04:28,000
Соседние последовательности импульсов перекрываются

84
00:04:28,000 --> 00:04:30,000
и их смешивание дает нечеткий сигнал.

85
00:04:30,000 --> 00:04:33,000
Фактически, две последовательности теперь выглядят очень похоже.

86
00:04:33,000 --> 00:04:37,000
Используя технологию Максимального Подобия при Нечетком Отклике (PRML), инженеры разработали

87
00:04:37,000 --> 00:04:40,000
сложные коды, которые помогают из подобных неясных сигналов

88
00:04:40,000 --> 00:04:45,000
выделить возможные последовательности данных и из них уже выбрать наиболее вероятную.

89
00:04:45,000 --> 00:04:49,000
При наличии таких впечатляющих технологий, жесткие диски остаются незамеченными в повседневной жизни

90
00:04:49,000 --> 00:04:51,000
пока с ними что-нибудь не случится.

91
00:04:51,000 --> 00:04:53,000
Я - Билл Хаммак, инженер