بررسی ذخیره دسازی اطلاعات بر روی مواد مغناطیسی با نگرش کارکرد دیسکها

فیزیک
دانلود پایان نامه رشته فیزیک گرایش حالت جامد بررسی ذخیره دسازی اطلاعات بر روی مواد مغناطیسی با نگرش کارکرد دیسکها *قابل استفاده برای رشته کامپیوتر چکیده: در سال‌های اخیر بعد از کشف TMR , GMR در چند لایه‌های مغناطیسی علاقه شدیدی به گسترش این موضوع در بین محققین به وجود آمد.در این اثر علاوه بر درجه آزادی از اسپین آن نیز استفاده شده است. با پیشرفت این تحقیقات ، کاربرد وسیع آن در ادوات ذخیره کننده اطلاعات دیجیتالی مشخص شد. این پدیده‌های اسپینی به سرعت به اجراء در آمده‌اند، مخصوصاً از بعد از سال 1988 پس از مشاهده نخستین GMR.کلمات کلیدی در این پروژه ، حافظه‌های غیر فرار ، مقاومت مغناطیسی عظیم و مقاومت مغناطیسی تونل زنی ، ROM , MRAM , PAM ، دیسک‌های مغناطیسی و Shodow RAM و. .. می‌باشد. کلمات کلیدی: انواع حافظه ها چگونگی عملکرد دیسکها ذخیره دسازی اطلاعات بر روی مواد مغناطیسی مقدمه : در این پروژه به بررسی انواع حافظه‌ها ، چگونگی عملکرد دیسک‌ها و نیز نحوه ی ضبط اطلاعات بر روی آنها و به طور کل ضبط روی مواد مغناطیسی می‌پردازیم. هنگامی که اطلاعات بر روی یک به اصطلاح واسطه ذخیره یا ضبط می‌گردند (در اشکال متفاوت ضبط مغناطیسی) ، در می‌یابیم همواره چه در زمان گذشته و چه در زمان حال این فن آوری بوده است که بر صنعت تسلط داشته است. ذرات مغناطیسی با لایه‌های نازک دارای کورسیوتیه چند صد. ... هستند و به آسانی قادر به حفظ یک الگوی مغناطیسی از اطلاعات ثبت شده ( در چگالی ده‌ها هزار بیتی ) برای صد‌ها سال بوده و با این حال هنگامی که مطلوب باشد، الگو با نوشتن اطلاعات جدید بر روی قدیم به سادگی قابل تغییر می‌باشد. از آنجایی که فرآیند ضبط مستلزم یک تغییر در جهت استپین‌های الکترون است ، فرآیند به طور نا محدود معکوس پذیر است و اطلاعات جدید ممکن است فوراً بدون هیچ فرآیندی توسعه لازم را داشته باشد. این مقاله با توسعه خواص مغناطیسی مواد ضبط می‌پردازد که از 1975 رخ داده اند. قدیمی ترین مواد ضبط مغناطیسی عبارت بودند از سیم‌های فولاد زنگ نزن 12% نیکل و 12% کروم ، که طوری آبکاری آنیلینگ شده بودند که ذرات تک حوزه از فاز مزیتی در یک شبکه آستنیت رسوب می‌کردند. پسماند زدایی تا Oe300-200 به این طریق به آسانی به دست می‌آید. در شکل عملی ، فایده سیم‌ها را می‌توان محدود کرد. سیم‌ها طوری تابیده می‌شوند که نواحی از سیم که در حین ضبط کردن با هد در ارتباط است. لزوماً در عمل خواندن ، نواحی نیست که به هد مماس می‌شود ، ثانیاً سیم‌ها به آسانی می‌شکستند و فقط توسط گره زدن می‌شد آنها را ترمیم کرد. به همین دلایل سیم‌ها در دهه‌های 1940 و 1950 با نوار‌های وصله جایگزین شدند که با ذرات دارای ترکیب مصنوعی 7-Fe2O3 تک حوزه – (تک کاربرد) بودند. دیسک‌های مغناطیسی این ذرات را استفاده کردند تا اینکه دهه 1990 فرا رسید. مکانیزم معکوس سازی مغناطیسی کردن در ذرات تک حوزه سوزنی شکل ( با طول نوعاً 3/0 و قطر Mm06/0) که عبارتند از دوران غیر منسجم اسپین‌ها ، مورد قبول واقع نشد.در یک دسته بندی کلی حافظه‌هایی که در سیستم‌های الکترونیکی – استفاده می‌شوند به دو نوع حافظه‌های مغناطیسی (مثل فلاپی دیسک‌ها و دیسک‌های سخت ) و نیمه‌هادی تقسیم می‌شوند. حافظه‌های نیمه‌هادی که بر خلاف حافظه‌های مغناطیسی فاقد اجزای متحرک و مکانیکی هستند از آرایه‌هایی از سلول‌های حافظه تشکیل شده اند که این آرایه‌ها بسته به نوع حافظه از تعدادی عنصر الکترونیکی مثل ترانزیستور و خازن تشکیل شده اند. این نوع حافظه‌ها به سه دسته کلی به نام RAM , ROM و Hybrid که ترکیبی از دو نوع اول می‌باشند ، تشکیل شده اند. RAM‌ها به دو نوع SRAM , DRAM تقسیم می‌شوند که از لحاظ الکترونیکی تفاوت آن‌ها در اجزای سازنده ی آن‌ها است. ROM‌ها بر اساس روش نوشتن اطلاعات جدید و تعداد باز نویسی ، تقسیم بندی می‌شوند. اطلاعات موجود در ROM‌ها غیر فرار بوده و در غیاب تغذیه حفظ می‌شوند. و معمولاً برای نگهداری کد نرم افزارها در سیستم‌های میکروپروسسوری استفاده می‌شوند. با پیشرفت تکنولوژی حافظه‌ها در سال‌های اخیر ، مرز بین RAM , ROM محو شده است. بدین صورت که حافظه‌هایی ساخته شده اند که از یک سو اطلاعات موجود در آن‌ها در غیاب تغذیه حفظ می‌شود و از سویی دیگر بوسیله ی سیگنال‌های الکتریکی قابل بازنویسی هستند. بنابراین از این حافظه‌ها به نام ترکیبی یا Hybri یاد می‌شود حافظه‌های ترکیبی به سه نوع NVRAM,EEPROM,Flash تقسیم می‌شوند که دوتای اولی از نسل ROM‌ها هستند و NVRAM نوع تغییر یافته ای از RAM‌هاست. فهرست مطالب چکیده مقدمه فصل اول ) نانوتکنولوژی : 1-1- آغاز نانوتکنولوژی 1-2- نانوتکنولوژی از دیدگاه جامعه شناختی 1-3- نانوتکنولوژی و میکرو الکترونیک 1-4- فنآوری نانو و فیزیک الکترونیک فصل دوم ) الکترونیک مغناطیسی 2-1- پیش گفتار 2-2- انتقال وابسته به اسپین 2-3- اصول اولیه 2-4- ثبت مغناطیسی 2-5- حافظه‌های غیر فرار 2-6- کاربردهای آتی فصل سوم ) مقاومت مغناطیسی و الکترونیک اسپینی 3-1- پیش گفتار 3-2- مقدمه 3-3- مقاومت مغناطیسی عظیم (GMR) 3-4- معکوس مغناطیسی سازی با تزریق اسپینی 3-5- مقاومت مغناطیسی تونل زنی (TMR) فصل چهارم ) حافظه دسترسی اتفاقی (RAM): 4-1- مبانی اصول اولیه 4-2- مرور کلی 4-3- پیشرفت‌های اخیر 4-4- جداره حافظه 4-5- حافظه دسترسی اتفاقی Shodow 4-6- بسته بندی DRAM فصل پنجم ) حافظه با دسترسی اتفاقی مغناطیسی (MRAM): 5-1- مشخصات کلی 5-2- مقایسه با سایر سیستم‌ها 5-2: الف) چگالی اطلاعات 5-2: ب) مصرف برق 5-2: ج) سرعت 5-3- کلیات 5-4- تاریخ ساخت حافظه‌ها 5-5- کاربردها فصل ششم ) حافظه فقط خواندنی (ROM): 6-1- تاریخچه 6-2- کاربرد ROM برای ذخیره سازی برنامه 6-3- حافظه ROM برای ذخیره سازی داده‌ها 6-4- سایر تکنولوژی‌ها 6-5- مثال‌های تاریخی 6-6- سرعت حافظه‌های ROM 6-6: الف) سرعت خواندن 6-6: ب) سرعت نوشتن 6-7- استقامت و حفظ اطلاعات 6-8- تصاویر ROM فصل هفتم ) ضبط کردن مغناطیسی : 7-1- تاریخچه و سابقه ضبط کردن مغناطیسی فصل هشتم ) مواد برای واسطه‌های ضبط مغناطیسی : 8-1- اکسید فریک گاما 8-2- دی اکسد کروم 8-3 اکسید فزیک گاما تعدیل شده به واسطه سطح کبالت فصل نهم ) دیسک‌های مغناطیسی : 9-1- سازماندهی دیسک‌ها 9-2- برآورد ظرفیت‌ها و فضای مورد نیاز 9-3- تنگنای دیسک 9-4- فری مغناطیس فصل دهم ) نوار‌های مغناطیسی : 10-1- کاربرد نوار مغناطیسی 10-2- مقایسه دیسک و نوار مغناطیسی فصل یازدهم) فلاپی دیسک : 11-1- مبانی فلاپی درایو 11-2- اجزای یک فلاپی دیسک درایو 11-2: الف ) دیسک 11-2: ب) درایو 11-3 نوشتن اطلاعات بر روی یک فلاپی دیسک فصل دوازدهم )‌هارد دیسک چگونه کار می‌کند : 12-1- اساس‌هارد دیسک 12-2- نوار کاست در برابر‌هارد دیسک 12-3- ظرفیت و توان اجرایی 12-4- ذخیره اطلاعات فصل سیزدهم ) فرآیند ضبط کردن و کاربردهای ضبط مغناطیسی : 13-1 هدف‌های ضبط 13-2- کارآیی هد نوشتن 13-3- فرآیند هد نوشتن 13-4- فرآیند خواندن نتیجه گیری و پیشنهادات منابع و مآخذ