Como é medido o estado de uma posição de bit no disco rígido?

Em primeiro lugar, eu não sou do tipo EE, mas tenho uma pequena base no trabalho de física em um nível bastante baixo. Gostaria de saber qual o mecanismo que mede a indentação magnética no prato do disco rígido (se for esse o caso) e / ou as especificações e variações que determinam 1 ou 0.

Como Mark disse, são as mudanças na polarização que são usadas para codificar os dados; uma cabeça magnética não verá um campo estático.

Até alguns anos atrás, a gravação era longitudinal , o que significa que os campos eram horizontais.

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Não é especialista em discos rígidos, mas não é realmente um "recuo", a menos que isso tenha um significado diferente na física.

O "disco" contém um grande número de regiões magnetizadas (na verdade, é um filme fino ferroso no disco), ao gravar no disco a polarização dessas regiões é alterada pela cabeça de gravação. Os dados reais, esses e zeros, são codificados em uma série de transições de uma polarização para outra. Uma região polarizada não é realmente 1 bit, mas o tempo das transições de uma polarização para outra é o que determina se um ou um zero é "lido". Veja http://en.wikipedia.org/wiki/Run-length_limited para obter um método de codificação padrão.

As próprias cabeças de leitura / gravação são na verdade apenas bobinas magnéticas que podem detectar a polarização do campo gerado pelo disco (leitura) ou induzir uma polarização no disco (gravação).

O armazenamento de informações em disco é um pouco semelhante à representação de informações em um código de barras. Cada local em uma trilha de disco é polarizado de duas maneiras, equivalentes às áreas brancas e pretas de um código de barras; como em um código de barras, essas regiões polarizadas têm várias larguras que são usadas para codificar dados. A codificação real é diferente, no entanto, uma vez que os códigos de barras geralmente são usados ​​para armazenar dígitos decimais ou caracteres escolhidos de um conjunto relativamente pequeno (43 caracteres no caso do código 39), enquanto as unidades de disco são usadas para armazenar 256 bytes de base. Observe que as tecnologias de acionamento mais antigas costumavam usar apenas três larguras de regiões de pulso magnético, sendo a mais larga três vezes a largura da mais estreita. As tecnologias de acionamento mais recentes usam muito mais larguras, como a largura da região mais estreita que a mídia pode suportar é consideravelmente maior que a distância mínima discernível entre larguras. Nos anos 80, aumentar o número de diferentes larguras em uma unidade com uma determinada largura mínima aumentaria a capacidade útil em 50%. Não sei qual é a proporção hoje.

As informações em um disco gravável aleatoriamente são divididas em setores, cada um dos quais é precedido por um cabeçalho de setor; o próprio cabeçalho do setor é precedido e seguido por uma lacuna. O cabeçalho do setor e o setor começam com padrões especiais de larguras de região que não podem ocorrer em nenhum outro lugar. Para ler um setor, uma unidade observa o padrão especial que indica "cabeçalho do setor" e lê os bytes que o seguem. Se eles corresponderem ao setor que a unidade deseja, ele procura um padrão indicando "cabeçalho de dados" e lê os dados associados. Se os dados não corresponderem ao setor de interesse, a unidade voltará a procurar outro "cabeçalho de setor".

Escrever um setor é um pouco mais complicado. Os componentes eletrônicos da unidade levam um tempo curto, mas diferente de zero (e não totalmente previsível), para alternar entre o modo de leitura e gravação. Para lidar com isso, as unidades gravam apenas dados de um setor inteiro por vez. Para escrever um setor, a unidade inicia no modo de leitura, aguarda até ver o cabeçalho do setor a ser gravado; depois, alterna para o modo de gravação, gera os dados e volta ao modo de leitura. Como existem lacunas antes e depois da área de dados, não importa se a unidade algumas vezes muda para o modo de gravação um pouco mais rápido ou mais devagar, desde que (1) o padrão de "início" de um bloco seja precedido por alguns dados que não 'corresponde ao padrão de início, de modo que, mesmo que a unidade comece "atrasada", a parte do bloco antigo que não é apagada vence'

Ao ler dados, determina-se quais dados são representados por um ponto específico no disco "contando" as regiões magnéticas vistas desde a marcação anterior do início do bloco. Ao gravar dados, os dados representados pelo ponto no disco que o cabeçote está passando serão determinados pela contagem do controlador da quantidade de dados gravados até o momento. Observe que não há como prever com precisão qual bit será representado por qualquer ponto do disco antes de ser gravado, pois existe uma certa quantidade de "slop" no processo de gravação.