Предлагаемое изобретение относится к внешним запоминающим устройствам на магнитном носителе с произвольным доступом к данным электронных вычислительных машин и может использоваться в других системах, где требуется запоминание цифровой или аналоговой информации на носителе. Предлагаемое изобретение может использоваться во внешних запоминающих устройствах ЭВМ средней, высокой и сверхвысокой производительности, в информационно-поисковых системах, при решении задач матфизики большой размерности.
В качестве внешних запоминающих устройств ЭВМ в настоящее время широко используются накопители на жестких магнитных дисках (винчестеры), запоминающие устройства на оптических дисках, накопители на гибких магнитных дисках. Накопители на гибких магнитных дисках дешевы, компактны, гибкие диски (дискеты) удобны для обмена информацией между вычислительными машинами и системами /Рыжков В.А., Сергеев Н.П., Раков Б.М. Внешние запоминающие устройства на магнитном носителе. М.: Энергия, 1978 г./.
Однако носители с гибкой основой обеспечивают, как правило, меньшие поперечные плотности записи, меньшую скорость передачи данных, меньшую достоверность и надежность, чем носители с жесткой основой. Это определяется деформацией гибкого носителя при перемещении в процессе работы.
Накопители, использующие носители на жесткой осесимметричной основе /магнитные барабаны, жесткие магнитные диски, пакеты магнитных дисков, оптические диски/, обеспечивают следующие важные свойства внешних запоминающих устройств: произвольный доступ к данным, малое время выборки, сравнительно высокую скорость передачи данных. Накопители на магнитных барабанах относительно просты в изготовлении, обеспечивают высокую продольную плотность записи информации, обеспечивают произвольный /прямой, непосредственный/ доступ к данным, малое время выборки, высокую скорость движения носителя, обладают высокой устойчивостью к вибрациям и механическим воздействиям. Накопители на магнитных барабанах обеспечивают высокую скорость передачи данных /Рыжков В.А., Сергеев Н.П., Раков Б.М. Внешние запоминающие устройства на магнитном носителе. М.: Энергия, 1978, с.31-37/.
Однако магнитные барабаны имеют малую объемную плотность информации, малую поперечную плотность записи, имеют высокую материалоемкость. Эти недостатки вызываются тем, что носитель на магнитном барабане занимает объем кругового цилиндра, но в этом цилиндре в качестве рабочей поверхности используется лишь наружная поверхность, а магнитные головки, расположенные на разных траверсах, не имеют общей конструктивной базы.
Запоминающие устройства на оптических дисках обеспечивают сравнительно высокую объемную плотность информации, высокие продольные и поперечные плотности записи. Оптические носители являются сменными носителями в отличие от современных жестких магнитных дисков, что определяется их большей устойчивостью к запыленности окружающего воздуха.
Однако запоминающие устройства на оптических дисках имеют меньшую информационную емкость, меньшие продольную и поперечную плотности записи по сравнению с винчестером, поскольку диаметр сфокусированного луча лазера в зависимости от длины волны лежит в диапазоне от 1 мкм до 630 нм, а достигнутые значения основных конструктивных параметров в тракте магнитной записи/воспроизведения (величина рабочего зазора магнитных головок, толщины носителя магнитного запоминающего слоя, расстояния между плавающими магнитными головками и магнитным запоминающим слоем), определяющие протяженность отпечатка на магнитном носителе и протяженность отклика на перепад намагниченности, лежат в диапазоне от 20 нм до 80 нм.
За последние двадцать лет появились патенты (USP 5,592,462, Beldock 01.1997, Трехкоординатное оптическое ЗУ), в которых в качестве носителей записи предлагаются тонкостенные оболочки различной формы, концентрично расположенные относительно общей геометрической оси и вращающиеся вокруг нее. Как правило, эти оболочки предлагаются к применению в оптических запоминающих устройствах и выполнены из материалов, прозрачных для лучей записывающего и воспроизводящего лазеров, или имеют прозрачные окна. Запоминающие устройства, использующие такие носители, в соответствии с патентной формулой должны иметь средства для вращения носителей записи, в том числе независимого вращения каждой оболочки, и средства для позиционирования преобразователей записи/воспроизведения (оптических головок) по трем координатам.
В других патентах (USP 4,567,365, Kinjo, Victory Company, 28.01.1986, USP 4,604,667
08.1986, Kinjo) носитель записи имеет форму цилиндра, в котором запоминающий оптический или магнитный слой нанесен по крайней мере на внешней поверхности цилиндра, цилиндр имеет внутреннюю полость, куда помещается часть мотора для вращения цилиндра при установке его в аппаратуру записи/воспризведения. Однако на рынке носители информации указанного вида и устройства, их использующие, отсутствуют, что можно объяснить, с одной стороны, сложностью их реализации, а с другой стороны, недостаточно высокими параметрами по сравнению с многослойными оптическими дисками, с одной стороны, и винчестерами, с другой.
В качестве прототипа предлагаемого запоминающего модуля принят патент (USP 5,592,462, Beldock 01.1997, Трехкоординатное оптическое ЗУ). В патентной формуле прототипа в качестве носителей записи предлагаются тонкостенные оболочки различной формы, в том числе тонкостенные цилиндры, концентрично расположенные относительно общей геометрической оси и вращающиеся вокруг нее. Эти оболочки предлагаются к применению в оптических запоминающих устройствах и выполнены из материалов, прозрачных для лучей записывающего и воспроизводящего лазеров. Запоминающие устройства, использующие такие носители, в соответствии с патентной формулой должны иметь средства для вращения носителей записи, в том числе независимого вращения каждой оболочки, и средства для позиционирования преобразователей записи/воспроизведения (оптических головок) по трем координатам.
Однако в патентной формуле прототипа не указано, что носители информации в запоминающих устройствах такого типа открыты для записи на запоминающих поверхностях и воспроизведения с запоминающих поверхностей с помощью преобразователей иного вида, чем лазеров, например магнитных головок. Таким образом, носители информации прототипа не могут быть магнитными и, соответственно, имеют меньшую поперечную плотность записи, меньшую продольную плотность записи, меньшую информационную емкость. Кроме того, в прототипе никак не конкретизируются конструктивные решения, обеспечивающие вращение носителей информации и позиционирование преобразователей записи/воспроизведения.
Решаемой технической задачей предлагаемого изобретения является увеличение поперечной плотности записи, увеличение продольной плотности записи, увеличение информационной емкости.
Поставленная решаемая техническая задача в запоминающем модуле, содержащем носитель информации в виде тонкостенных полых круговых цилиндров разных диаметров, коаксиально расположенных относительно общей геометрической оси, средства для вращения носителя информации, средства для позиционирования преобразователей - элементов регистрации и восприятия информации, внешнюю замкнутую герметичную оболочку, достигается тем, что указанные тонкостенные полые круговые цилиндры разных диаметров составляют две группы, тонкостенные полые круговые цилиндры разных диаметров первой группы жестко связаны своими кромками с одной стороной осесимметричного основания, тонкостенные полые круговые цилиндры разных диаметров второй группы с диаметрами, соответственно равными диаметрам тонкостенных полых круговых цилиндров разных диаметров первой группы, своими кромками жестко связаны с другой стороной осесимметричного основания, дальние от осесимметричного основания торцы всех тонкостенных полых круговых цилиндров разных диаметров открыты для доступа магнитных головок, на внутренних и внешних поверхностях всех тонкостенных полых круговых цилиндров разных диаметров нанесены магнитные запоминающие слои, средства для вращения носителя информации содержат вал вращения, жестко связанный с осесимметричным основанием носителя информации, вал вращения через подшипники установлен в двух полукорпусах, жестко и герметично связанных между собой, роторы электродвигателя привода вала вращения носителя информации жестко соединены с осесимметричным основанием носителя информации, статоры электродвигателя привода вала вращения носителя информации жестко связаны с неподвижными полукорпусами, внешняя замкнутая герметичная оболочка образована из полукорпусов и оснований запоминающего модуля, жестко и герметично связанных с полукорпусами, средства для позиционирования преобразователей - элементов регистрации и восприятия информации, включают в себя шаговые двигатели, установленные герметично на внешних сторонах оснований запоминающего модуля соосно с валом вращения носителя информации, валы шаговых двигателей проходят через отверстия в основаниях запоминающего модуля и соединены с полыми ходовыми винтами, внутренние диаметры которых превышают внешние диаметры тех частей полукорпусов, в которых установлены подшипники вращения вала носителя информации, на наружных поверхностях полых ходовых винтов установлены гайки, на дальних от оснований запоминающего модуля торцах которых имеются фланцы с внешними диаметрами, большими, чем внешние диаметры гаек, на фланцы опираются пьезоэлектрические линейные двигатели, внутренние диаметры пьезоэлектрических линейных двигателей превышают наружные диаметры гаек, на ближние к основаниям запоминающего модуля торцы пьезоэлектрических линейных двигателей опираются диски-каретки, диски-каретки связаны с фланцами с помощью упругих растяжимых винтов, на дисках-каретках установлены рычаги с плавающими блоками магнитных головок с возможностью перемещения рычагов с плавающими блоками магнитных головок совместно с дисками-каретками в осевом направлении над магнитными запоминающими поверхностями носителя информации сквозь радиальные пазы в полукорпусах, рычаги с плавающими блоками магнитных головок расположены под заданными углами друг относительно друга, так что плавающие блоки магнитных головок ближайших соседних тонкостенных полых круговых цилиндров разнесены по углу, плавающие блоки магнитных головок каждого тонкостенного полого кругового цилиндра размещены на каждом рычаге с плавающими блоками магнитных головок со сдвигом относительно друг друга вдоль параллельно геометрической оси носителя информации, плавающие блоки магнитных головок каждого тонкостенного полого кругового цилиндра размещены также на рычагах с плавающими блоками магнитных головок, разнесенных по углу относительно друг друга со сдвигом вдоль параллельно геометрической оси носителя информации, так что каждый плавающий блок магнитных головок, установленный над магнитными запоминающими поверхностями данного тонкостенного полого кругового цилиндра, сдвинут вдоль оси относительно любого другого плавающего блока магнитных головок, установленного над магнитными запоминающими поверхностями данного тонкостенного полого кругового цилиндра, плавающие блоки магнитных головок установлены на рычагах с плавающими блоками магнитных головок каждого тонкостенного полого кругового цилиндра симметрично и оппозиционно относительно внешней и внутренней магнитных запоминающих поверхностей этого тонкостенного полого кругового цилиндра, рычаги с плавающими блоками магнитных головок разнесены по углам и плавающие блоки магнитных головок расположены на рычагах с плавающими блоками магнитных головок, так что при шаговом перемещении гаек с пьезоэлектрическими линейными двигателями и растяжении и сжатии пьезоэлектрических линейных двигателей число магнитных головок в каждом плавающем блоке магнитных головок, шаг между магнитными головками в плавающем блоке магнитных головок и взаимное расположение рычагов с плавающими блоками магнитных головок и плавающих блоков магнитных головок обеспечивают заданное размещение дорожек записи на магнитных запоминающих поверхностях.
На фиг.1 изображен запоминающий модуль. На фиг.2 изображено угловое расположение рычагов с плавающими блоками магнитных головок. На фиг.3 изображено возможное расположение дорожек на магнитной запоминающей поверхности.
Запоминающий модуль (фиг.1) содержит носитель информации 1, осесимметричное основание которого жестко связано с валом вращения 2, вал вращения 2 с помощью подшипников вращения 3, 4, 5 связан с полукорпусами 6, 7, жестко связанными между собой, роторы электродвигателя вращения вала носителя 8, 9 жестко связаны с осесимметричным основанием носителя информации 1, статоры электродвигателя вращения вала носителя информации 10, 11 жестко связаны с полукорпусами 6, 7, основания запоминающего модуля 12, 13 через герметичные прокладки 14, 15 жестко связаны с полукорпусами 6, 7, шаговые двигатели 16, 17 установлены на основаниях запоминающего модуля 12, 13 соосно с валом вращения 2, валы шаговых двигателей 16, 17 через отверстия в основаниях 12, 13 соединены с полыми ходовыми винтами 18, 19, внутренние диаметры которых превышают внешние диаметры тех частей полукорпусов 6, 7, в которых установлены подшипники 3, 4, 5 вала вращения 2, на наружных поверхностях полых ходовых винтов 18, 19 установлены гайки 20, 21, на дальних от оснований запоминающего модуля 12, 13 торцах гаек 20, 21 имеются фланцы с внешними диаметрами, большими, чем внешние диаметры гаек, на фланцы опираются пьезоэлектрические линейные двигатели 22, 23, внутренние диаметры пьезоэлектрических линейных двигателей превышают наружные диаметры гаек 20, 21, на ближние к основаниям запоминающего модуля 12, 13 торцы пьезоэлектрических линейных двигателей 22, 23 опираются диски-каретки 24, 25, которые связаны с фланцами с помощью упругих растяжимых винтов 26, 27, 28, 29, на дисках-каретках 24, 25 установлены рычаги 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 с плавающими блоками магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 с возможностью перемещения над магнитными запоминающими поверхностями носителя информации 1 сквозь радиальные пазы в полукорпусах 6, 7, рычаги с плавающими блоками магнитных головок 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 расположены под заданными углами относительно друг друга, так что плавающие блоки магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 ближайших соседних тонкостенных полых круговых цилиндров разнесены по углу, плавающие блоки магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 каждого тонкостенного полого кругового цилиндра размещены на каждом рычаге 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 со сдвигом относительно друг друга вдоль параллельно геометрической оси носителя информации 1, плавающие блоки магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 каждого тонкостенного полого кругового цилиндра размещены также на рычагах с плавающими блоками магнитных головок 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, разнесенных по углу относительно друг друга со сдвигом вдоль параллельно геометрической оси носителя информации 1, так что каждый плавающий блок магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, установленный над магнитными запоминающими поверхностями данного тонкостенного полого кругового цилиндра, сдвинут вдоль оси относительно любого другого плавающего блока магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, установленного над магнитными запоминающими поверхностями данного тонкостенного полого кругового цилиндра, плавающие блоки магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 установлены на рычагах с плавающими блоками магнитных головок 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 каждого тонкостенного полого кругового цилиндра симметрично и оппозиционно относительно внешней и внутренней магнитных запоминающих поверхностей этого тонкостенного полого кругового цилиндра, рычаги с плавающими блоками магнитных головок 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 разнесены по углам и плавающие блоки магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 расположены на рычагах с плавающими блоками магнитных головок 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 так, что при шаговом перемещении гаек 20, 21 с пьезоэлектрическими линейными двигателями 22, 23 и растяжении и сжатии пьезоэлектрических линейных двигателей 22, 23 число магнитных головок в каждом плавающем блоке магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, шаг между магнитными головками в плавающем блоке магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 и взаимное расположение рычагов с плавающими блоками магнитных головок 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45 и плавающих блоков магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 обеспечивают заданное размещение дорожек записи на магнитных запоминающих поверхностях.
Пример возможного углового расположения рычагов с плавающими блоками магнитных головок на диске-каретке 24 (фиг.1) показан на фиг.2. На фиг.2 приведен вариант, когда число плавающих блоков магнитных головок на каждом тонкостенном полом цилиндре равно восьми, плавающие блоки магнитных головок 48, 49, 79, 78, 56, 57, 81, 82 расположены над магнитными запоминающими поверхностями наружного тонкостенного полого кругового цилиндра носителя информации 1, плавающие блоки магнитных головок 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90 расположены над магнитными запоминающими поверхностями среднего тонкостенного полого кругового цилиндра носителя информации 1, плавающие блоки магнитных головок 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 расположены над магнитными запоминающими поверхностями внутреннего тонкостенного полого кругового цилиндра носителя информации 1, плавающие блоки магнитных головок 48, 49, 79, 78, 56, 57, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98 размещены оппозиционно над внешними и внутренними магнитными запоминающими поверхностями тонкостенных полых круговых цилиндров носителя информации 1, пары оппозиционно размещенных плавающих блоков магнитных головок 48, 49, и 79, 78, и 56, 57, и 81, 82 на наружном тонкостенном полом круговом цилиндре, 83, 84, и 85, 86, и 87, 88, и 89, 90 на среднем тонкостенном полом круговом цилиндре, 91, 92, и 93, 94, и 95, 96, и 97, 98 на внутреннем тонкостенном полом круговом цилиндре смещены по углу относительно друг друга на девяносто угловых градусов, пары оппозиционно размещенных плавающих блоков магнитных головок 48, 49, и 79, 78, и 56, 57, и 81, 82 на наружном тонкостенном полом круговом цилиндре смещены по углу относительно пар оппозиционно размещенных плавающих блоков магнитных головок 83, 84, и 85, 86, и 87, 88, и 89, 90 на среднем тонкостенном полом круговом цилиндре на тридцать угловых градусов. Пары оппозиционно размещенных плавающих блоков магнитных головок 83, 84, и 85, 86, и 87, 88, и 89, 90 на среднем тонкостенном полом круговом цилиндре смещены по углу относительно пар оппозиционно размещенных плавающих блоков магнитных головок 91, 92, и 93, 94, и 95, 96, и 97, 98 на внутреннем тонкостенном полом круговом цилиндре на тридцать угловых градусов.
Возможное расположение информации на магнитной запоминающей поверхности, записанной под некоторым плавающим блоком магнитных головок при фиксированном положении полого ходового винта (например, 18), представлено на фиг.3. Совокупность всех дорожек, которые могут быть записаны при фиксированном положении полого ходового винта (например, 18) и всех допустимых перемещениях диска-каретки 24 вследствие растяжения/сжатия пьезоэлектрического линейного двигателя 22 составляет информационную полосу. Информационная полоса содержит сервисные дорожки 99, размечаемые заранее, до записи кодовой, контрольной и корректирующей информации, а также кодовые 100, контрольные и корректирующие дорожки 101. Число сервисных дорожек равно отношению максимального хода линейного пьезоэлектрического двигателя, например, 22 к заданному шагу между дорожками. Шаг между серводорожками равен шагу между кодовыми, контрольными и корректирующими дорожками. Пространственное положение некоторой серводорожки данной информационной полосы определяет положение всех кодовых, контрольных и корректирующих дорожек при положении линейного пьезоэлектрического двигателя 22, соответствующего данной серводорожке, с точностью до пространственных смещений в пределах одного блока плавающих магнитных головок, вызываемых изменением температуры и другими причинами. Пусть запоминающий модуль характеризуется следующими параметрами:
число тонкостенных полых круговых цилиндров с каждой стороны осесимметричного основания ml=3,
диаметр внешнего тонкостенного полого кругового цилиндра D=120 мм,
шаг между тонкостенными полыми круговыми цилиндрами 8 Scil=5 мм,
высота тонкостенных полых круговых цилиндров h=25 мм,
шаг шагового двигателя Sshd=260 мкм,
достигнутая продольная плотность ρprod=20000 бит/мм,
шаг между головками в плавающем блоке магнитных головок Sgol=l мкм,
шаг между дорожками записи Sdor=500 нм,
максимальный ход пьезоэлектрического линейного двигателя Smaxld=l мкм,
число магнитных головок в плавающем блоке магнитных головок k=68,
необходимое расчетное число плавающих блоков магнитных головок на каждую магнитную запоминающую поверхность nbmg,
информационная емкость дорожки на I-й поверхности Cdori,
емкость информационной полосы i-й поверхности Cpoli,
емкость информационной поверхности Cpovi,
Вычислим диаметры i-х поверхностей, пренебрегая толщиной тонкостенного полого кругового цилиндра Di=D-(2×Scilxi), i=0…m1-1, Di=120, 110, 100 мм.
Вычислим длину дорожки на i-й поверхности ldоri=πхDi; ldori=377, 346, 314 мм.
Вычислим информационную емкость дорожки на i-й поверхности Cdori=ldorixρprod, Cdori=(7,54, 6,912, 6,283)×106 бит.
Вычислим емкость информационной полосы Cpoli=Cdori×k×Sgol/Sdor,
Cpoli=(1,025×109, 9,4×108, 8,545×108) бит.
Вычислим ширину информационной полосы linfpol=Sgol×k, linfpol=68 мкм.
Вычислим нужное число плавающих блоков магнитных головок для каждой поверхности nbmg=Sshd/linfpol, nbmg=3,824, примем nbmg=4.
Вычислим информационную емкость i-й поверхности Cpovi=Cpoli×h/linfpol, Cpovi=(3,77, 3,45, 3,14)×1011 бит.
В предлагаемом носителе информации имеется по 4 информационных поверхности примерно одинакового диаметра. Вычислим информационную емкость запоминающего модуля Cmod=ΣCpovI×4, Cmod=4×1012 бит=500 гигабайт.
Вычисленная информационная емкость рассчитана на основе продольной и поперечной плотностей, достигнутых в современных винчестерах, принятых за аналог предлагаемого изобретения, поскольку изделия на основе прототипа на рынке отсутствуют.
Если за достижимые шаги между дорожками записи принять Sdor=50 нм, Sdor=10 нм, то соответственно информационные емкости составят 5 терабайт и 25 терабайт.
Скорость передачи информации в таком запоминающем модуле будет превышать скорость передачи информации в винчестере в к раз.
Работа запоминающего модуля (фиг.1) в динамике происходит следующим образом. Вал 2 совместно с носителем информации 1 приводится во вращение от электродвигателя вращения вала. Рассмотрим работу одного из двух узлов позиционирования. Шаговый двигатель 16 с помощью передачи винт 18-гайка 20 выводит диск-каретку 24 на любую заданную информационную полосу (совокупность серводорожек и совокупность записанных или чистых кодовых и контрольных дорожек под каждым плавающим блоком магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76). Полосы серводорожек размечены заранее, каждая серводорожка содержит информацию о номере информационной полосы и номере серводорожки в полосе. Из всех плавающих блоков магнитных головок 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61 электронным образом выбирается один. Пьезоэлектрический линейный двигатель 22 по сигналам системы управления позиционирует диск-каретку 24 на заданной серводорожке и обеспечивает слежение за выбранной дорожкой, используя сигнал с серводорожки. По кодовым и контрольным дорожкам информационной полосы, соответствующим выбранной серводорожке, параллельно ведутся операции записи и (или) воспроизведения. Существенными при таком порядке действий являются пространственные смещения между магнитными головками в пределах одного плавающего блока магнитных головок и соответствующие им временные сдвиги между сигналами воспроизведения, расстояние между магнитными головками в пределах одного плавающего блока магнитных головок значительно меньше, чем, например, расстояния между сервоголовками и кодовыми головками в электромеханическом блоке винчестера, принятом за аналог. Число серводорожек в информационной полосе определяется отношением максимального хода пьезоэлектрического линейного двигателя 22 к шагу между дорожками. Число плавающих блоков магнитных головок для заполнения информационными полосами интервала, соответствующего одному шагу шагового двигателя 16, определяется отношением этого интервала к ширине информационной полосы. Информационная емкость предлагаемого запоминающего модуля может быть выше, чем у винчестера, путем уменьшения шага между дорожками за счет пьезоэлектрического линейного двигателя, геометрия которого хорошо согласуется с геометрией носителя информации на тонкостенных полых круговых цилиндрах, а обеспечиваемые минимальные перемещения которого меньше, чем у линейного привода винчестера. Управление шаговым двигателем 16 сводится к коммутации и запитке его фаз, удерживающий момент шагового двигателя 16 и тормозной момент передачи винт 18-гайка 20 обеспечивают фиксированное положение гайки 20 на данной информационной полосе, а пьезоэлектрический линейный двигатель 22 с системой управления им обеспечивает позиционирование выбранного плавающего блока магнитных головок внутри данной информационной полосы в соответствии с заданной серводорожкой и слежение за заданной серводорожкой.
Информационная емкость запоминающего модуля может быть выше, чем у прототипа, поскольку достигнутые продольные и поперечные плотности магнитной записи выше, чем при оптической записи. Уменьшение шага между дорожками и повышение поперечной плотности возможно за счет использования пьезоэлектрического линейного двигателя.
При сравнении предлагаемого запоминающего модуля с винчестером, рассматриваемым как аналог, скорость передачи информации может быть повышена за счет многоканальной записи и (или) воспроизведения, достижение которой облегчается вследствие постоянства линейной скорости на данной рабочей поверхности и близости магнитных головок в плавающем блоке магнитных головок. Время доступа при записи может быть уменьшено, если выбирать те плавающие блоки магнитных головок при данном положении вала шагового двигателя, где имеется чистое место для записи в информационных полосах, выбирая ближайшие по угловому положению плавающие блоки магнитных головок и ближайшие чистые дорожки. При перезаписи файлов можно действовать аналогично, объявляя место, занимаемое предыдущей версией файла, свободным. Максимальная дистанция позиционирования определяется высотой тонкостенных полых круговых цилиндров, что при равных с винчестером информационных емкостях и прочих равных условиях меньше, чем в винчестере. Упрощение технологии изготовления запоминающего модуля связано с изготовлением основы носителя информации путем прессования из поликарбоната как единой детали или прецизионным литьем из рафинированного алюминиевого сплава с последующим двухсторонним алмазным точением поверхностей тонкостенных полых круговых цилиндров и последующим полированием. Повышение устойчивости к механическим воздействиям и вибрациям, действующим в радиальном и осевом направлениях, достигается за счет того, что момент сопротивления сечения носителя на тонкостенных полых круговых цилиндрах больше момента сопротивления сечения диска в винчестере, каждый тонкостенный полый круговой цилиндр, жестко связанный торцевой кромкой с основанием носителя информации, меньше деформируется при внешних механических воздействиях и вибрациях по сравнению с диском при условии, что их толщины одинаковы, а радиальные размеры близки. Плавающий блок интегральных магнитных головок может быть выполнен едино с интегральной схемой записи и воспроизведения или сблокирован с ней.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СОВМЕЩЕНИЕ И СИНХРОНИЗАЦИЯ НАБОРОВ ДАННЫХ НА НОСИТЕЛЕ ЗАПИСИ | 2000 |
|
RU2234751C2 |
| Устройство для записи и воспроизведения информации | 1990 |
|
SU1774376A1 |
| НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКАНИРОВАНИЯ НОСИТЕЛЯ ЗАПИСИ | 2002 |
|
RU2280907C2 |
| Устройство позиционирования магнитных головок | 1985 |
|
SU1345252A1 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХРАНЕНИЯ И ПЕРЕНОСА ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ | 2001 |
|
RU2218594C2 |
| Аналитический стереофотограмметрический прибор | 1980 |
|
SU932232A1 |
| СИСТЕМА И СПОСОБ КОДИРОВАНИЯ СЕРВОАДРЕСА | 1995 |
|
RU2139577C1 |
| ОПТИЧЕСКИ СЧИТЫВАЕМЫЙ НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ЗАПИСИ, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ НА НОСИТЕЛЬ ЗАПИСИ | 1989 |
|
RU2092910C1 |
| ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ПРЯМОГО ДОСТУПА С МАГНИТОРЕЗИСТИВНОЙ ПРЕОБРАЗУЮЩЕЙ ГОЛОВКОЙ | 1995 |
|
RU2131625C1 |
| Накопитель магнитный с разделёнными областями | 2020 |
|
RU2757659C1 |
Изобретение относится к внешним запоминающим устройствам электронных вычислительных машин и может использоваться в других системах, где требуется запоминание цифровой или аналоговой информации на магнитном носителе. Технический результат - увеличение поперечной плотности записи, увеличение продольной плотности записи, увеличение информационной емкости. Запоминающий модуль содержит носитель информации в виде тонкостенных полых круговых цилиндров разных диаметров, коаксиально расположенных относительно общей геометрической оси, где тонкостенные полые круговые цилиндры разных диаметров первой и второй группы своими кромками жестко связаны с разными сторонами осесимметричного основания, на внутренних и внешних поверхностях всех тонкостенных полых круговых цилиндров разных диаметров нанесены магнитные запоминающие слои, средства для вращения носителя информации содержат вал вращения, жестко связанный с осесимметричным основанием носителя информации, средства для позиционирования преобразователей - элементов регистрации и восприятия информации, включают в себя шаговые двигатели, установленные герметично на внешних сторонах оснований запоминающего модуля, на валах шаговых двигателей установлены ходовые винты, на ходовых винтах установлены гайки, на гайках установлены пьезоэлектрические линейные двигатели, на пьезоэлектрических линейных двигателях установлены диски-каретки, на дисках-каретках установлены рычаги с плавающими блоками магнитных головок с возможностью перемещения рычагов с плавающими блоками магнитных головок совместно с дисками-каретками в осевом направлении над магнитными запоминающими поверхностями носителя информации сквозь радиальные пазы в полукорпусах, рычаги с плавающими блоками магнитных головок расположены под заданными углами относительно друг друга, так что плавающие блоки магнитных головок ближайших соседних тонкостенных полых круговых цилиндров разнесены по углу, плавающие блоки магнитных головок каждого тонкостенного полого кругового цилиндра размещены на каждом рычаге с плавающими блоками магнитных головок со сдвигом относительно друг друга вдоль параллельно геометрической оси носителя информации. Шаг между магнитными головками в плавающем блоке магнитных головок, взаимное расположение рычагов с плавающими блоками магнитных головок и взаимное расположение плавающих блоков магнитных головок обеспечивают заданное размещение дорожек записи на магнитных запоминающих поверхностях. 3 ил.
Запоминающий модуль, содержащий носитель информации в виде тонкостенных полых круговых цилиндров разных диаметров, коаксиально расположенных относительно общей геометрической оси, средства для вращения носителя информации, средства для позиционирования преобразователей - элементов регистрации и восприятия информации -, внешнюю замкнутую герметичную оболочку, отличающийся тем, что тонкостенные полые круговые цилиндры разных диаметров составляют две группы, тонкостенные полые круговые цилиндры разных диаметров первой группы жестко связаны своими кромками с одной стороной осесимметричного основания, тонкостенные полые круговые цилиндры разных диаметров второй группы с диаметрами, соответственно равными диаметрам тонкостенных полых круговых цилиндров разных диаметров первой группы, своими кромками жестко связаны с другой стороной осесимметричного основания, дальние от осесимметричного основания торцы всех тонкостенных полых круговых цилиндров разных диаметров открыты для доступа магнитных головок, на внутренних и внешних поверхностях всех тонкостенных полых круговых цилиндров разных диаметров нанесены магнитные запоминающие слои, средства для вращения носителя информации содержат вал вращения, жестко связанный с осесимметричным основанием носителя информации, вал вращения через подшипники установлен в двух полукорпусах, жестко и герметично связанных между собой, роторы электродвигателя привода вала вращения носителя информации жестко соединены с осесимметричным основанием носителя информации, статоры электродвигателя привода вала вращения носителя информации жестко связаны с неподвижными полукорпусами, внешняя замкнутая герметичная оболочка образована из полукорпусов и оснований запоминающего модуля, жестко и герметично связанных с полукорпусами, средства для позиционирования преобразователей - элементов регистрации и восприятия информации - включают в себя шаговые двигатели, установленные герметично на внешних сторонах оснований запоминающего модуля соосно с валом вращения носителя информации, валы шаговых двигателей проходят через отверстия в основаниях и соединены с полыми ходовыми винтами, внутренние диаметры которых превышают внешние диаметры тех частей полукорпусов, в которых установлены подшипники вращения вала носителя информации, на наружных поверхностях полых ходовых винтов установлены гайки, на дальних от оснований запоминающего модуля торцах которых имеются фланцы с внешними диаметрами большими, чем внешние диаметры гаек, на фланцы опираются пьезоэлектрические линейные двигатели, внутренние диаметры пьезоэлектрических линейных двигателей превышают наружные диаметры гаек, на ближние к основаниям запоминающего модуля торцы пьезоэлектрических линейных двигателей опираются диски-каретки, диски-каретки связаны с фланцами с помощью упругих растяжимых винтов, на дисках-каретках жестко установлены рычаги с плавающими блоками магнитных головок с возможностью перемещения рычагов с плавающими блоками магнитных головок совместно с дисками-каретками в осевом направлении над магнитными запоминающими поверхностями носителя информации сквозь радиальные пазы в полукорпусах, рычаги с плавающими блоками магнитных головок расположены под заданными углами относительно друг друга, так что плавающие блоки магнитных головок ближайших соседних тонкостенных полых круговых цилиндров разнесены по углу, плавающие блоки магнитных головок каждого тонкостенного полого кругового цилиндра размещены на каждом рычаге с плавающими блоками магнитных головок со сдвигом относительно друг друга вдоль параллельно геометрической оси носителя информации, плавающие блоки магнитных головок каждого тонкостенного полого кругового цилиндра размещены также на рычагах с плавающими блоками магнитных головок, разнесенных по углу относительно друг друга, со сдвигом вдоль параллельно геометрической оси носителя информации так, что каждый плавающий блок магнитных головок, установленный над магнитными запоминающими поверхностями данного тонкостенного полого кругового цилиндра сдвинут вдоль оси относительно любого другого плавающего блока магнитных головок, установленного над магнитными запоминающими поверхностями данного тонкостенного полого кругового цилиндра, плавающие блоки магнитных головок установлены на рычагах с плавающими блоками магнитных головок каждого тонкостенного полого кругового цилиндра симметрично и оппозиционно относительно внешней и внутренней магнитных запоминающих поверхностей этого тонкостенного полого кругового цилиндра, рычаги с плавающими блоками магнитных головок разнесены по углам так и плавающие блоки магнитных головок расположены на рычагах с плавающими блоками магнитных головок так, что при шаговом перемещении гайки с пьезоэлектрическим линейным двигателем и растяжении и сжатии пьезоэлектрического линейного двигателя число магнитных головок в каждом плавающем блоке магнитных головок, шаг между магнитными головками в плавающем блоке магнитных головок и взаимное расположение рычагов с плавающими блоками магнитных головок и плавающих блоков магнитных головок обеспечивают заданное размещение дорожек записи на магнитных запоминающих поверхностях.
| US 5592462 A, 07.01.1997 | |||
| Защитная ширма | 1986 |
|
SU1482668A1 |
| Устройство для магнитной записи иВОСпРОизВЕдЕНия | 1979 |
|
SU838743A1 |
| ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО | 0 |
|
SU369623A1 |
