نحوه عملکرد ادوات ذخيره کننده اطلاعات ديجيتالي

فهرست مطالب
عنوان
چکيده
مقدمه
فصل اول ) نانوتکنولوژي :
1-1-    آغاز نانوتکنولوژي
1-2-    نانوتکنولوژي از ديدگاه جامعه شناختي
1-3-    نانوتکنولوژي و ميکرو الکترونيک
1-4-    فنآوري نانو و فيزيک الکترونيک
فصل دوم ) الکترونيک مغناطيسي
2-1- پيش گفتار
2-2- انتقال وابسته به اسپين
2-3- اصول اوليه
2-4- ثبت مغناطيسي
2-5- حافظه‌هاي غير فرار
2-6- کاربردهاي آتي
فصل سوم ) مقاومت مغناطيسي و الکترونيک اسپيني
3-1- پيش گفتار
3-2- مقدمه
3-3- مقاومت مغناطيسي عظيم (GMR)
3-4- معکوس مغناطيسي سازي با تزريق اسپيني
3-5- مقاومت مغناطيسي تونل زني (TMR)
فصل چهارم ) حافظه دسترسي اتفاقي (RAM):
4-1- مباني اصول اوليه
4-2- مرور کلي
4-3- پيشرفت‌هاي اخير
4-4- جداره حافظه
4-5- حافظه دسترسي اتفاقي Shodow
4-6- بسته بندي DRAM
فصل پنجم ) حافظه با دسترسي اتفاقي مغناطيسي (MRAM):
5-1- مشخصات کلي
5-2- مقايسه با ساير سيستم‌ها
5-2: الف) چگالي اطلاعات
5-2: ب) مصرف برق
5-2: ج) سرعت
5-3- کليات
5-4- تاريخ ساخت حافظه‌ها
5-5- کاربردها
فصل ششم ) حافظه فقط خواندني (ROM):
6-1- تاريخچه
6-2- کاربرد ROM براي ذخيره سازي برنامه
6-3- حافظه ROM براي ذخيره سازي داده‌ها
6-4- ساير تکنولوژي‌ها
6-5- مثال‌هاي تاريخي
6-6- سرعت حافظه‌هاي ROM
6-6: الف) سرعت خواندن
6-6: ب) سرعت نوشتن
6-7- استقامت و حفظ اطلاعات
6-8- تصاوير ROM
فصل هفتم ) ضبط کردن مغناطيسي :
7-1- تاريخچه و سابقه ضبط کردن مغناطيسي
فصل هشتم ) مواد براي واسطه‌هاي ضبط مغناطيسي :
8-1- اکسيد فريک گاما
8-2- دي اکسد کروم
8-3 اکسيد فزيک گاما تعديل شده به واسطه سطح کبالت
فصل نهم ) ديسک‌هاي مغناطيسي :
9-1- سازماندهي ديسک‌ها
9-2- برآورد ظرفيت‌ها و فضاي مورد نياز
9-3- تنگناي ديسک
9-4- فري مغناطيس
فصل دهم ) نوار‌هاي مغناطيسي :
10-1- کاربرد نوار مغناطيسي
10-2- مقايسه ديسک و نوار مغناطيسي
فصل يازدهم) فلاپي ديسک :
11-1- مباني فلاپي درايو
11-2- اجزاي يک فلاپي ديسک درايو
11-2: الف ) ديسک
11-2: ب) درايو
11-3 نوشتن اطلاعات بر روي يک فلاپي ديسک
فصل دوازدهم )‌هارد ديسک چگونه کار مي‌کند :
12-1- اساس‌هارد ديسک
12-2- نوار کاست در برابر‌هارد ديسک
12-3- ظرفيت و توان اجرايي
12-4- ذخيره اطلاعات
فصل سيزدهم ) فرآيند ضبط کردن و کاربردهاي ضبط مغناطيسي :
13-1 هدف‌هاي ضبط
13-2- کارآيي هد نوشتن
13-3- فرآيند هد نوشتن
13-4- فرآيند خواندن
نتيجه گيري و پيشنهادات
پيوست الف )
منابع و مآخذ
 
چکيده :
در سال‌هاي اخير بعد از کشف TMR , GMR در چند لايه‌هاي مغناطيسي علاقه شديدي به گسترش اين موضوع در بين محققين به وجود آمد.
در اين اثر علاوه بر درجه آزادي از اسپين آن نيز استفاده شده است. با پيشرفت اين تحقيقات ، کاربرد وسيع آن در ادوات ذخيره کننده اطلاعات ديجيتالي مشخص شد. اين پديده‌هاي اسپيني به سرعت به اجراء در آمده‌اند، مخصوصاً از بعد از سال 1988 پس از مشاهده نخستين GMR.
کلمات کليدي در اين پروژه ، حافظه‌هاي غير فرار ، مقاومت مغناطيسي عظيم و مقاومت مغناطيسي تونل زني ، ROM , MRAM , PAM ، ديسک‌هاي مغناطيسي و Shodow RAM و. .. مي‌باشد.
 
مقدمه :
در اين پروژه به بررسي انواع حافظه‌ها ، چگونگي عملکرد ديسک‌ها و نيز نحوه ي ضبط اطلاعات بر روي آنها و به طور کل ضبط روي مواد مغناطيسي مي‌پردازيم.
هنگامي که اطلاعات بر روي يک به اصطلاح واسطه ذخيره يا ضبط مي‌گردند (در اشکال متفاوت ضبط مغناطيسي) ، در مي‌يابيم همواره چه در زمان گذشته و چه در زمان حال اين فن آوري بوده است که بر صنعت تسلط داشته است. ذرات مغناطيسي با لايه‌هاي نازک داراي کورسيوتيه چند صد. ... هستند و به آساني قادر به حفظ يک الگوي مغناطيسي از اطلاعات ثبت شده ( در چگالي ده‌ها هزار بيتي ) براي صد‌ها سال بوده و با اين حال هنگامي که مطلوب باشد، الگو با نوشتن اطلاعات جديد بر روي قديم به سادگي قابل تغيير مي‌باشد.
از آنجايي که فرآيند ضبط مستلزم يک تغيير در جهت استپين‌هاي الکترون است ، فرآيند به طور نا محدود معکوس پذير است و اطلاعات جديد ممکن است فوراً بدون هيچ فرآيندي توسعه لازم را داشته باشد. اين مقاله با توسعه خواص مغناطيسي مواد ضبط مي‌پردازد که از 1975 رخ داده اند.
قديمي ترين مواد ضبط مغناطيسي عبارت بودند از سيم‌هاي فولاد زنگ نزن  12% نيکل و 12% کروم ، که طوري آبکاري آنيلينگ شده بودند که ذرات تک حوزه از فاز مزيتي در يک شبکه آستنيت رسوب مي‌کردند. پسماند زدايي تا Oe300-200 به اين طريق به آساني به دست مي‌آيد. در شکل عملي ، فايده سيم‌ها را مي‌توان محدود کرد. سيم‌ها طوري تابيده مي‌شوند که نواحي از سيم که در حين ضبط کردن با هد در ارتباط است. لزوماً در عمل خواندن ، نواحي نيست که به هد مماس مي‌شود ، ثانياً سيم‌ها به آساني مي‌شکستند و فقط توسط گره زدن مي‌شد آنها را ترميم کرد.
به همين دلايل سيم‌ها در دهه‌هاي 1940 و 1950 با نوار‌هاي وصله جايگزين شدند که با ذرات داراي ترکيب مصنوعي 7-Fe2O3 تک حوزه – (تک کاربرد) بودند. ديسک‌هاي مغناطيسي اين ذرات را استفاده کردند تا اينکه دهه 1990 فرا رسيد. مکانيزم معکوس سازي مغناطيسي کردن در ذرات تک حوزه سوزني شکل ( با طول نوعاً 3/0 و قطر Mm06/0) که عبارتند از دوران غير منسجم اسپين‌ها ، مورد قبول واقع نشد.
در يک دسته بندي کلي حافظه‌هايي که در سيستم‌هاي الکترونيکي – استفاده مي‌شوند به دو نوع حافظه‌هاي مغناطيسي (مثل فلاپي ديسک‌ها و ديسک‌هاي سخت ) و نيمه‌هادي تقسيم مي‌شوند.
حافظه‌هاي نيمه‌هادي که بر خلاف حافظه‌هاي مغناطيسي فاقد اجزاي متحرک و مکانيکي هستند از آرايه‌هايي از سلول‌هاي حافظه تشکيل شده اند که اين آرايه‌ها بسته به نوع حافظه از تعدادي عنصر الکترونيکي مثل ترانزيستور و خازن تشکيل شده اند.
اين نوع حافظه‌ها به سه دسته کلي به نام RAM , ROM و Hybrid که ترکيبي از دو نوع اول مي‌باشند ، تشکيل شده اند.
RAM‌ها به دو نوع SRAM , DRAM تقسيم مي‌شوند که از لحاظ الکترونيکي تفاوت آن‌ها در اجزاي سازنده ي آن‌ها است.
ROM‌ها بر اساس روش نوشتن اطلاعات جديد و تعداد باز نويسي ، تقسيم بندي مي‌شوند. اطلاعات موجود در ROM‌ها غير فرار بوده و در غياب تغذيه حفظ مي‌شوند. و معمولاً براي نگهداري کد نرم افزارها در سيستم‌هاي ميکروپروسسوري استفاده مي‌شوند.
با پيشرفت تکنولوژي حافظه‌ها در سال‌هاي اخير ، مرز بين RAM , ROM محو شده است. بدين صورت که حافظه‌هايي ساخته شده اند که از يک سو اطلاعات موجود در آن‌ها در غياب تغذيه حفظ مي‌شود و از سويي ديگر بوسيله ي سيگنال‌هاي الکتريکي قابل بازنويسي هستند. بنابراين از اين حافظه‌ها به نام ترکيبي يا Hybri ياد مي‌شود حافظه‌هاي ترکيبي به سه نوع NVRAM,EEPROM,Flash تقسيم مي‌شوند که دوتاي اولي از نسل ROM‌ها هستند و NVRAM نوع تغيير يافته اي از RAM‌هاست.