『壹』 為什麼磁可以用來存儲信息
在磁存儲中信息的記錄與讀出原理是磁致電阻效應。磁致電阻磁頭的核心是一片金屬材料，其電阻隨磁場變化而變化。磁頭採用分離式設計，由感應磁頭寫，磁致電阻磁頭讀。
『貳』 磁帶存儲是什麼原理
"在磁帶存儲器中，利用一種稱為磁頭的裝置來形成和判別磁層中的不同磁化狀態。磁頭實際上是由軟磁材料做鐵芯繞有讀寫線圈的電磁鐵
(1)寫操作
當寫線圈中通過一定方向的脈沖電流時，鐵芯內就產生一定方向的磁通。由於鐵芯是高導磁率材料，而鐵芯空隙處為非磁性材料，故在鐵芯空隙處集中很強的磁場。在這個磁場作用下，載磁體就被磁化成相應極性的磁化位或磁化元。若在寫線圈裡通入相反方向的脈沖電流，就可得到相反極性的磁化元。如果我們規定按圖中所示電流方向為寫1，那麼寫線圈裡通以相反方向的電流時即為寫0。上述過程稱為寫入。顯然，一個磁化元就是一個存儲元，一個磁化元中存儲一位二進制信息。當載磁體相對於磁頭運動時，就可以連續寫入一連串的二進制信息
(2)讀操作
當磁頭經過載磁體的磁化元時，由於磁頭鐵芯是良好的導磁材料，磁化元的磁力線很容易通過磁頭而形成閉合磁通迴路。不同極性的磁化元在鐵芯里的方向是不同的。當磁頭對載磁體作相對運動時，由於磁頭鐵芯中磁通的變化，使讀出線圈中感應出相應的電動勢e。負號表示感應電勢的方向與磁通的變化方向相反。不同的磁化狀態，所產生的感應電勢方向不同。這樣，不同方向的感應電勢經讀出放大器放大鑒別，就可判知讀出的信息是1還是0。
『叄』 硬碟磁頭讀寫碟片原理
前面1、2、3已經說的很詳細了。
至於 「剩有磁1無磁0」 那隻是一個表面上的描述。實際上 "從磁頭到碟片" 之間的讀寫並不是 「有磁1無磁0」 那麼簡單。照這么講，連續寫入0或1怎麼辦，誰能分清究竟有幾個0或幾個1？再說，假設連續的0或1就是連續有磁或無磁（沒有變化的磁場了），那還怎麼讀取？
實際上寫入到碟片上的信號是一個經過調制的信號，無論 0 還是1，都是一個跳變，才能夠分辨出來，這個過於復雜，在這里難於詳述，可以參考一下光碟是如何記錄信息的，一通百通。
『肆』 磁帶存儲器的讀寫原理
在磁帶存儲器中，利用一種稱為磁頭的裝置來形成和判別磁層中的不同磁化狀態。磁頭實際上是由軟磁材料做鐵芯繞有讀寫線圈的電磁鐵 當磁頭經過載磁體的磁化元時，由於磁頭鐵芯是良好的導磁材料，磁化元的磁力線很容易通過磁頭而形成閉合磁通迴路。不同極性的磁化元在鐵芯里的方向是不同的。當磁頭對載磁體作相對運動時，由於磁頭鐵芯中磁通的變化，使讀出線圈中感應出相應的電動勢e。負號表示感應電勢的方向與磁通的變化方向相反。不同的磁化狀態，所產生的感應電勢方向不同。這樣，不同方向的感應電勢經讀出放大器放大鑒別，就可判知讀出的信息是1還是0。
『伍』 磁表面存儲器讀寫原理的介紹
磁表面存儲器是目前使用最廣泛的外存儲器。所謂磁表面存儲，是用某些磁性材料薄薄地塗在金屬鋁或塑料表面作載磁體來存儲信息。根據記錄載體的外形，磁表面存儲器有磁鼓、磁帶、磁碟、磁卡等。而在計算機系統中廣泛使用的是磁碟和磁帶；特別是磁碟，幾乎是稍具規模系統的基本配置。為了寫入不同的信息，磁化電流按一定編碼方法呈變化波形，隨時間而變。在寫入或讀出過程中，記錄介質與磁頭之間相對運動，一般是記錄介質運動而磁頭不動。對此，採用分解的方法進行分析，不同時刻的電流變化、磁化狀態、留下的剩磁狀況、讀出時的感應電勢等。
『陸』 磁表面存儲器讀寫原理的記錄介質與磁頭
磁表面存儲器是目前使用最廣泛的外存儲器。所謂磁表面存儲，是用某些磁性材料薄薄地塗在金屬鋁或塑料表面作載磁體來存儲信息。根據記錄載體的外形，磁表面存儲器有磁鼓、磁帶、磁碟、磁卡等。而在計算機系統中廣泛使用的是磁碟和磁帶；特別是磁碟，幾乎是稍具規模系統的基本配置。 1. 基體與磁層
在磁表面存儲器中，記錄信息的介質是一層很薄的磁層，它需要依附於具有一定機械強度的基體之上。根據不同磁表面存儲器的需要，基體分為軟質基體與硬質基體兩大類,它們所要求的磁層材料與製造工藝也相應不同。
(1)軟質基體與磁層
磁帶的運行方式要求採用軟質基體，如聚酯薄膜帶。軟盤的碟片在工作時與磁頭接觸，為了減少磁頭磨損，也要求用軟質基體，如聚酯薄片。
將具有距磁特性的氧化鐵微粒，滲入少量鈷，用樹脂粘合劑混合後，塗敷在基本
體之上加工形成約1微米厚的均勻磁層。這就是記錄信息用介質，屬於顆粒型材料。
（2）硬質基體與磁層
硬碟的運行方式對基體與磁層要求更高，一般採用鋁合金硬質碟片作為基體。為了進一步提高片光潔度與硬度，一些新型硬碟採用工程塑料、陶瓷、玻璃作為基體。
硬碟一般採用電鍍工藝在碟片上形成一個很薄的磁層，所用材料為具有矩磁特性的鐵鎳鈷合金。電鍍形成的磁層屬於連續型非顆粒型材料，又稱薄膜介質，其均勻性與性能大為提高。磁層厚度大約只有0.1-0.2微米
，上面再鍍一層保護膜，增加抗磨性和抗腐蝕性。 在更新的硬碟中，採用濺射工藝形成薄膜磁層，即用粒子撞擊陰極，使陰極處的磁性材料原子淀積為磁性薄膜。其性能優於鍍膜。
為了增加讀出信號的幅度，希望選用材料的剩磁感應強度 比較大。但 過大，磁化狀態翻轉時間增加，因而影響記錄密度。為了提高激勵密度，要求磁層盡量薄。以減少磁化所需時間；磁層薄又使磁通變化量 減少，將影響讀出信號幅度。這就要求改進讀出放大的電子技術，以降低對磁層製造工藝的要求，或在相同工藝水平條件下，提高密度與可靠性。
此外，要求磁層內部無缺陷，表面組織緻密、光滑、平整，磁層厚薄均勻，無污染，對環境溫度不敏感，性能穩定。 磁頭是實現讀/寫的關鍵元件。寫入時，將脈沖代碼以磁化電流形式加入磁頭線圈，使記錄介質產生相應的磁化狀態，即電磁轉換。讀出時，磁層中的磁化翻轉使磁頭的讀出線圈產生感應信號，即磁電轉換。
圖3-1 磁頭原理圖
圖3-1是磁頭的原理性示意圖。磁頭由高導磁材料構成，上面繞有線圈，有一個線圈兼做寫入磁化與讀出，或分設讀磁頭與寫磁頭。磁頭面向記錄介質的部分開有間隙，稱作磁頭間隙，簡稱頭隙。如果沒有這個間隙，磁化電流產生的磁通將只在閉合磁路中流過，對記錄介質沒有作用。開了間隙後，大部分磁通將流經頭隙所對應的記錄介質局部區域，使該作用區留下某種磁化狀態。讀出時，記錄信息的介質經過磁頭，由於對著磁頭的區域中存在磁化狀態翻轉，若由正向飽和變為負向飽和，或由負向飽和變為正向飽和，使磁頭的磁路中發生磁通變化 。讀出線圈產生感應電勢，即讀出信號。因此頭曦部分的形狀與尺寸至關重要，又稱工作間隙。磁頭的磁路其餘部分既可做成環狀，也可做成馬蹄形，影響不大。
在磁碟或磁帶進行讀/寫時，記錄介質運動而磁頭不動，磁頭在記錄介質上的磁化區形成磁軌。磁化後，磁軌中心部分達到磁飽和，而磁軌兩側的邊緣部分磁化不足。在寫入後，常將兩側進行清洗，稱為夾縫清除。
從磁頭的任務來看，在磁碟中，每個記錄面有一個磁頭，兼做讀磁頭與寫磁頭，又稱復合磁頭。在磁帶機中，經常一次並行地讀/寫幾個磁軌。每個磁軌中有一對磁頭：一個讀磁頭和一個寫磁頭，可以實現寫後讀出檢查。將幾個磁軌的讀磁頭與寫磁頭裝配為一體，道間加屏蔽，稱為組合頭快。
從製造工藝方面來看，分為早期的傳統工藝磁頭與近期的薄膜磁頭。
在早期的製造工藝中，或是用高導磁率鐵淦氧材料熱壓成形，或用高導磁率鐵鎳合金（坡莫合金）疊片組裝成形。通常是先製成幾部分其中一段繞有線圈，然後將他們粘接起來。用於軟盤的磁頭，將上述鐵芯封裝在特種塑料外殼里，外殼做成球面形或平面扣子形，便於安裝和定位，並使磁頭與盤面接觸良好，工作時磨損小。用於硬碟的磁頭，將鐵芯封裝在一個陶瓷塊內，該陶瓷塊稱為浮動塊，工作時可由氣墊使其浮空於盤面上；後來又將鐵芯和浮動塊改為用同樣的材料製成。
近期的硬碟採用薄膜磁頭，用類似於半導體工藝的淀積和成形技術，在基板上形成坡莫合金的鐵芯，和具有一定匝數的線圈，如平面螺旋式導體線圈。由於製造成型過程中使用掩模光刻技術，精度很高，可以獲得比較理想的極尖形狀和工作間隙；然後在基板上燒固一層氧化鋁和碳化鈦，再切割加工成浮動塊。相比之下，薄膜磁頭在各方面的性能均優於傳統工藝磁頭。
『柒』 磁表面存儲器讀寫原理的讀寫原理
在t→t1 時線圈中流過正向電流 ，則磁頭下方將出現一個與此對應的磁化區。磁通進入磁層的一側為S極，離開磁層的一側為N極。如果磁化電流足夠大，S極與N極之間被磁化到正向磁飽和，以後將留下剩磁 ，用箭頭 表示。由於磁層是距磁材料，剩磁 的大小與飽和磁感應強度 相差無幾。
從t=t1 （電流方向變化前），由於記錄磁層向左運動，而磁化電流維持 不變，相應地出現（b）所示磁化狀態。即S極左移一段距離 ，而N極仍位於磁頭作用區右側不變。
當t→t2 時，磁化電流改變方向， ，相應地磁層中的磁化狀態也出現翻轉，如（c）所示。移離磁頭作用區的S極以及一段 區，維持原來磁化狀態不變（剩磁）。而磁頭作用區下出現新的磁化區，左側為N極，右側為S極，N-S之間是負向磁飽和區 ，用箭頭 表示。
圖3-2 讀/寫過程示意圖
於是，在記錄磁層中留下一個對應於 的位單元，它的起始處與結束處兩側各有一個磁化狀態的轉變區。根據轉變區的存在及其性質（位置、方向、頻率等），體現所存儲的信息。 讀出時，磁頭線圈不加磁化電流，作為讀出線圈使用。當已經磁化的記錄磁層位於磁頭下方時，由於鐵芯部分的磁阻遠小於頭隙磁阻，則記錄磁層與磁頭鐵芯形成一個閉合磁路。大部分磁通將流經鐵芯再回到磁層。如果記錄磁層在磁頭下方運動，則各位單元將依次經過磁頭下方。每當轉變區經過磁頭下方時，鐵芯中的磁通方向也將隨之改變，於是在讀出線圈產生相應的感應電勢。
感應電勢e即讀出信號，它的方向取決於記錄磁層轉變區方向（由 變為 ，或者由 變為 ），其幅值大小則與 值有關（最大變化量 ）。
如果記錄磁層中沒有轉變區，維持一種剩磁狀態（ 或 ），則磁層經過磁頭下方時，鐵芯中磁通沒有變化，也就沒有讀出信號。
根據上述讀/寫原理，歸納磁表面存儲器具有如下特點：
①記錄信息可以長期保存，屬於非易失性存儲器（原則上允許記錄介質離線保存，但要注意防止外界強磁場破壞其剩磁狀態）；
②非破壞性讀出，讀出不影響所存信息；
③記錄介質可以重復使用；
④由於是連續記錄，所以存取方式基本上是順序存取方式，不能如RAM那樣隨機訪問；
⑤由於是連續記錄，需要比較復雜的定址定位系統；
⑥由於在相對運動中進行讀寫，可靠性低於半導體存儲器，需要比較復雜的校驗技術。
『捌』 磁表面存儲器的讀寫原理
在磁表面存儲器中，利用一種稱為磁頭的裝置來形成和判別磁層中的不同磁化狀態。磁頭實際上是由軟磁材料做鐵芯繞有讀寫線圈的電磁鐵。
1、寫操作：當寫線圈中通過一定方向的脈沖電流時，鐵芯內就產生一定方向的磁通。
寫入信息時，在磁頭的寫線圈中通過一定方向的脈沖電流，磁頭鐵芯內產生一定方向的磁通，在磁頭縫隙處產生很強的磁場形成一個閉合迴路，磁頭下的一個很小區域被磁化形成一個磁化元（即記錄單元）。若在磁頭的寫線圈中通過相反方向的脈沖電流，該磁化元則向相反方向磁化，寫入的就是「0」信息。待寫入脈沖消失後，該磁化元將保持原來的磁化狀態不變，達到寫入並存儲信息的目的。
2、讀操作：當磁頭經過載磁體的磁化元時，由於磁頭鐵芯是良好的導磁材料，磁化元的磁力線很容易通過磁頭而形成閉合磁通迴路。不同極性的磁化元在鐵芯里的方向是不同的。
讀出信息時，磁頭和磁層作相對運動，當某一磁化元運動到磁頭下方時，磁頭中的磁通發生大的變化，於是在讀出線圈中產生感應電動勢e，其極性與磁通變化的極性相反，即當磁通Φ由小變大時，感應電動勢e為負極性；當磁通Φ由大變小時，感應電動勢e為正極性。這不同方向的感應電動勢經放大、檢波和整形後便可鑒別讀出的信息是「0」還是「1」，從而完成讀出功能。
3、通過電磁變換，利用磁頭寫線圈中的脈沖電流，可把一位二進制代碼轉換成載磁體存儲元的不同剩磁狀態；反之，通過磁電變換，利用磁頭讀出線圈，可將由存儲元的不同剩磁狀態表示的二進制代碼轉換成電信號輸出。這就是磁表面存儲器存取信息的原理。
4、磁層上的存儲元被磁化後，它可以供多次讀出而不被破壞。當不需要這批信息時，可通過磁頭把磁層上所記錄的信息全部抹去，稱之為寫「0」。通常，寫入和讀出是合用一個磁頭，故稱之為讀寫磁頭。每個讀寫磁頭對應著一個信息記錄磁軌。
『玖』 磁存儲技術的磁存儲信息
在磁存儲中信息的記錄與讀出原理是磁致電阻效應。磁致電阻磁頭的核心是一片金屬材料，其電阻隨磁場變化而變化。磁頭採用分離式設計，由感應磁頭寫，磁致電阻磁頭讀。
1．1記錄過程在硬磁碟中寫入信息，採用的是感應式薄膜磁頭，即用的是高磁感應強度的薄膜材料加平板印刷工藝的磁頭結構。磁頭縫隙小於0．1um，切向記錄長度小於0．076um。磁頭寬度較大，道間距也較大，道密度和位密度有很大差別， 目的是為了使磁頭場具有較大的均勻區，減小介質不均勻磁化帶來的雜訊。目前硬碟記錄中的位間距已經很小，進一步增大記錄密度，除提高材料性能外，主要是採用先進製造技術按比例縮小縫隙長度和磁軌寬度。較窄的磁軌和較小的縫隙將使記錄磁場變小。此外，提高記錄介質的各向異性常數，就能提高介質的矯頑力，改善高密度記錄時的熱穩定性。
1．2讀出過程讀出過程採用巨磁電阻GMR(GianMagneto Resistance)磁頭，包括磁性自旋閥(MagneticSpin Valve)與磁性隧道結(Magnetic Tunnel Junction)結構。磁性自旋閥結構為三明治式，即在兩個低矯頑力磁性層中間夾一個非磁性材料層。其中一個磁性層被另外一層反鐵磁層(FeMn等)所固定，稱為固定層，另一磁性層為自由層。磁性隧道結結構與磁性自旋閥相似，差別為有一層超薄的「絕緣」非磁性材料(AI203等)分割磁性自由層和固定層。在目前的各種高性能硬磁碟驅動器中，巨磁電阻磁頭應用較廣的是以電流方向在平面內的CIP(Current．In．Plane)型磁頭，尤其是採用納米氧化層的CIP．GMR薄膜，面記錄密度可達200Gb/in2。進一步研製電流垂直於平面的巨磁電阻薄膜CPP—GMR。採用CPP．GMR磁頭和垂直記錄技術，可實現300Gb/in2的記錄密度。
隧道型磁電阻磁頭TMR有望成為下一代高密度讀出元件的一種磁頭。2007年9月，美國Seagate公司採用隧道結磁頭的第四代DB35系列產品，硬碟容量已達1TB。
『拾』 磁記錄的原理
將各種信息轉換為隨時間變化的電信號，再將它轉換為磁記錄介質的磁化強度隨空間變化的過程稱為磁記錄，將其逆過程稱為再生（重現）過程。這種記錄和重現的過程及其原理如圖所示:
將輸入的非電信息Si(t)（聲音、像點、數碼等）經過一定的非電-電轉換裝置(1)，轉換為隨時間作相應變化的電流I(t);再把電流I(t)通過記錄磁頭(2)的線圈，使記錄磁頭的縫隙處產生與輸入信息相應變化的磁場H(t);於是緊靠磁頭縫隙並以恆定速度v運動的磁記錄介質便受到縫隙磁場H(t)的作用，而產生相應的磁化強度M(x),於是，將隨時間變化的磁場H(t)轉換為按空間變化的磁化強度分布M(x),從而完成了磁記錄過程(3)；磁帶離開記錄磁頭時，由於自退磁作用,磁化強度略有降低,但仍保存著與輸入信息Si(t)相應的剩餘磁化強度分布M┡(x)。這就是將輸入信息記錄和存儲到磁記錄介質的過程。當需要把記錄和存儲的信息從磁記錄介質（磁帶）作非破壞性取出（重現）時，則需經過與上述過程相反的過程，即將存儲有信息的磁帶以與記錄時相同的速度通過重放磁頭(4)的縫隙,這時磁記錄介質中的剩餘磁化強度M┡(x)產生的外露磁場在重放磁頭中感生相應的磁通量變化Ф(t)，而使繞在這磁頭上的線圈中感生微弱的交變電壓V(t)；再將V(t)通過放大和電-非電轉換裝置(5),就可得到同輸入信息Si(t)相應的輸出信息So(t)。這就是將記錄存儲在磁記錄介質中的信息重放和輸出(讀出)的過程。磁記錄介質在重放過程中仍保留著它所存儲的信息，所以是一種非破壞性的讀出。如要清除磁記錄介質中存儲的信息，只要將磁帶通過清除磁頭，使其受到這磁頭產生的高頻磁場的作用而退磁後，就可將存儲的信息清除，使磁記錄介質回到退磁狀態。