‘壹’ 为什么磁可以用来存储信息
在磁存储中信息的记录与读出原理是磁致电阻效应。磁致电阻磁头的核心是一片金属材料，其电阻随磁场变化而变化。磁头采用分离式设计，由感应磁头写，磁致电阻磁头读。
‘贰’ 磁带存储是什么原理
"在磁带存储器中，利用一种称为磁头的装置来形成和判别磁层中的不同磁化状态。磁头实际上是由软磁材料做铁芯绕有读写线圈的电磁铁
(1)写操作
当写线圈中通过一定方向的脉冲电流时，铁芯内就产生一定方向的磁通。由于铁芯是高导磁率材料，而铁芯空隙处为非磁性材料，故在铁芯空隙处集中很强的磁场。在这个磁场作用下，载磁体就被磁化成相应极性的磁化位或磁化元。若在写线圈里通入相反方向的脉冲电流，就可得到相反极性的磁化元。如果我们规定按图中所示电流方向为写1，那么写线圈里通以相反方向的电流时即为写0。上述过程称为写入。显然，一个磁化元就是一个存储元，一个磁化元中存储一位二进制信息。当载磁体相对于磁头运动时，就可以连续写入一连串的二进制信息
(2)读操作
当磁头经过载磁体的磁化元时，由于磁头铁芯是良好的导磁材料，磁化元的磁力线很容易通过磁头而形成闭合磁通回路。不同极性的磁化元在铁芯里的方向是不同的。当磁头对载磁体作相对运动时，由于磁头铁芯中磁通的变化，使读出线圈中感应出相应的电动势e。负号表示感应电势的方向与磁通的变化方向相反。不同的磁化状态，所产生的感应电势方向不同。这样，不同方向的感应电势经读出放大器放大鉴别，就可判知读出的信息是1还是0。
‘叁’ 硬盘磁头读写盘片原理
前面1、2、3已经说的很详细了。
至于 “剩有磁1无磁0” 那只是一个表面上的描述。实际上 "从磁头到盘片" 之间的读写并不是 “有磁1无磁0” 那么简单。照这么讲，连续写入0或1怎么办，谁能分清究竟有几个0或几个1？再说，假设连续的0或1就是连续有磁或无磁（没有变化的磁场了），那还怎么读取？
实际上写入到盘片上的信号是一个经过调制的信号，无论 0 还是1，都是一个跳变，才能够分辨出来，这个过于复杂，在这里难于详述，可以参考一下光盘是如何记录信息的，一通百通。
‘肆’ 磁带存储器的读写原理
在磁带存储器中，利用一种称为磁头的装置来形成和判别磁层中的不同磁化状态。磁头实际上是由软磁材料做铁芯绕有读写线圈的电磁铁 当磁头经过载磁体的磁化元时，由于磁头铁芯是良好的导磁材料，磁化元的磁力线很容易通过磁头而形成闭合磁通回路。不同极性的磁化元在铁芯里的方向是不同的。当磁头对载磁体作相对运动时，由于磁头铁芯中磁通的变化，使读出线圈中感应出相应的电动势e。负号表示感应电势的方向与磁通的变化方向相反。不同的磁化状态，所产生的感应电势方向不同。这样，不同方向的感应电势经读出放大器放大鉴别，就可判知读出的信息是1还是0。
‘伍’ 磁表面存储器读写原理的介绍
磁表面存储器是目前使用最广泛的外存储器。所谓磁表面存储，是用某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面作载磁体来存储信息。根据记录载体的外形，磁表面存储器有磁鼓、磁带、磁盘、磁卡等。而在计算机系统中广泛使用的是磁盘和磁带；特别是磁盘，几乎是稍具规模系统的基本配置。为了写入不同的信息，磁化电流按一定编码方法呈变化波形，随时间而变。在写入或读出过程中，记录介质与磁头之间相对运动，一般是记录介质运动而磁头不动。对此，采用分解的方法进行分析，不同时刻的电流变化、磁化状态、留下的剩磁状况、读出时的感应电势等。
‘陆’ 磁表面存储器读写原理的记录介质与磁头
磁表面存储器是目前使用最广泛的外存储器。所谓磁表面存储，是用某些磁性材料薄薄地涂在金属铝或塑料表面作载磁体来存储信息。根据记录载体的外形，磁表面存储器有磁鼓、磁带、磁盘、磁卡等。而在计算机系统中广泛使用的是磁盘和磁带；特别是磁盘，几乎是稍具规模系统的基本配置。 1. 基体与磁层
在磁表面存储器中，记录信息的介质是一层很薄的磁层，它需要依附于具有一定机械强度的基体之上。根据不同磁表面存储器的需要，基体分为软质基体与硬质基体两大类,它们所要求的磁层材料与制造工艺也相应不同。
(1)软质基体与磁层
磁带的运行方式要求采用软质基体，如聚酯薄膜带。软盘的盘片在工作时与磁头接触，为了减少磁头磨损，也要求用软质基体，如聚酯薄片。
将具有距磁特性的氧化铁微粒，渗入少量钴，用树脂粘合剂混合后，涂敷在基本
体之上加工形成约1微米厚的均匀磁层。这就是记录信息用介质，属于颗粒型材料。
（2）硬质基体与磁层
硬盘的运行方式对基体与磁层要求更高，一般采用铝合金硬质盘片作为基体。为了进一步提高片光洁度与硬度，一些新型硬盘采用工程塑料、陶瓷、玻璃作为基体。
硬盘一般采用电镀工艺在盘片上形成一个很薄的磁层，所用材料为具有矩磁特性的铁镍钴合金。电镀形成的磁层属于连续型非颗粒型材料，又称薄膜介质，其均匀性与性能大为提高。磁层厚度大约只有0.1-0.2微米
，上面再镀一层保护膜，增加抗磨性和抗腐蚀性。 在更新的硬盘中，采用溅射工艺形成薄膜磁层，即用粒子撞击阴极，使阴极处的磁性材料原子淀积为磁性薄膜。其性能优于镀膜。
为了增加读出信号的幅度，希望选用材料的剩磁感应强度 比较大。但 过大，磁化状态翻转时间增加，因而影响记录密度。为了提高激励密度，要求磁层尽量薄。以减少磁化所需时间；磁层薄又使磁通变化量 减少，将影响读出信号幅度。这就要求改进读出放大的电子技术，以降低对磁层制造工艺的要求，或在相同工艺水平条件下，提高密度与可靠性。
此外，要求磁层内部无缺陷，表面组织致密、光滑、平整，磁层厚薄均匀，无污染，对环境温度不敏感，性能稳定。 磁头是实现读/写的关键元件。写入时，将脉冲代码以磁化电流形式加入磁头线圈，使记录介质产生相应的磁化状态，即电磁转换。读出时，磁层中的磁化翻转使磁头的读出线圈产生感应信号，即磁电转换。
图3-1 磁头原理图
图3-1是磁头的原理性示意图。磁头由高导磁材料构成，上面绕有线圈，有一个线圈兼做写入磁化与读出，或分设读磁头与写磁头。磁头面向记录介质的部分开有间隙，称作磁头间隙，简称头隙。如果没有这个间隙，磁化电流产生的磁通将只在闭合磁路中流过，对记录介质没有作用。开了间隙后，大部分磁通将流经头隙所对应的记录介质局部区域，使该作用区留下某种磁化状态。读出时，记录信息的介质经过磁头，由于对着磁头的区域中存在磁化状态翻转，若由正向饱和变为负向饱和，或由负向饱和变为正向饱和，使磁头的磁路中发生磁通变化 。读出线圈产生感应电势，即读出信号。因此头曦部分的形状与尺寸至关重要，又称工作间隙。磁头的磁路其余部分既可做成环状，也可做成马蹄形，影响不大。
在磁盘或磁带进行读/写时，记录介质运动而磁头不动，磁头在记录介质上的磁化区形成磁道。磁化后，磁道中心部分达到磁饱和，而磁道两侧的边缘部分磁化不足。在写入后，常将两侧进行清洗，称为夹缝清除。
从磁头的任务来看，在磁盘中，每个记录面有一个磁头，兼做读磁头与写磁头，又称复合磁头。在磁带机中，经常一次并行地读/写几个磁道。每个磁道中有一对磁头：一个读磁头和一个写磁头，可以实现写后读出检查。将几个磁道的读磁头与写磁头装配为一体，道间加屏蔽，称为组合头快。
从制造工艺方面来看，分为早期的传统工艺磁头与近期的薄膜磁头。
在早期的制造工艺中，或是用高导磁率铁淦氧材料热压成形，或用高导磁率铁镍合金（坡莫合金）叠片组装成形。通常是先制成几部分其中一段绕有线圈，然后将他们粘接起来。用于软盘的磁头，将上述铁芯封装在特种塑料外壳里，外壳做成球面形或平面扣子形，便于安装和定位，并使磁头与盘面接触良好，工作时磨损小。用于硬盘的磁头，将铁芯封装在一个陶瓷块内，该陶瓷块称为浮动块，工作时可由气垫使其浮空于盘面上；后来又将铁芯和浮动块改为用同样的材料制成。
近期的硬盘采用薄膜磁头，用类似于半导体工艺的淀积和成形技术，在基板上形成坡莫合金的铁芯，和具有一定匝数的线圈，如平面螺旋式导体线圈。由于制造成型过程中使用掩模光刻技术，精度很高，可以获得比较理想的极尖形状和工作间隙；然后在基板上烧固一层氧化铝和碳化钛，再切割加工成浮动块。相比之下，薄膜磁头在各方面的性能均优于传统工艺磁头。
‘柒’ 磁表面存储器读写原理的读写原理
在t→t1 时线圈中流过正向电流 ，则磁头下方将出现一个与此对应的磁化区。磁通进入磁层的一侧为S极，离开磁层的一侧为N极。如果磁化电流足够大，S极与N极之间被磁化到正向磁饱和，以后将留下剩磁 ，用箭头 表示。由于磁层是距磁材料，剩磁 的大小与饱和磁感应强度 相差无几。
从t=t1 （电流方向变化前），由于记录磁层向左运动，而磁化电流维持 不变，相应地出现（b）所示磁化状态。即S极左移一段距离 ，而N极仍位于磁头作用区右侧不变。
当t→t2 时，磁化电流改变方向， ，相应地磁层中的磁化状态也出现翻转，如（c）所示。移离磁头作用区的S极以及一段 区，维持原来磁化状态不变（剩磁）。而磁头作用区下出现新的磁化区，左侧为N极，右侧为S极，N-S之间是负向磁饱和区 ，用箭头 表示。
图3-2 读/写过程示意图
于是，在记录磁层中留下一个对应于 的位单元，它的起始处与结束处两侧各有一个磁化状态的转变区。根据转变区的存在及其性质（位置、方向、频率等），体现所存储的信息。 读出时，磁头线圈不加磁化电流，作为读出线圈使用。当已经磁化的记录磁层位于磁头下方时，由于铁芯部分的磁阻远小于头隙磁阻，则记录磁层与磁头铁芯形成一个闭合磁路。大部分磁通将流经铁芯再回到磁层。如果记录磁层在磁头下方运动，则各位单元将依次经过磁头下方。每当转变区经过磁头下方时，铁芯中的磁通方向也将随之改变，于是在读出线圈产生相应的感应电势。
感应电势e即读出信号，它的方向取决于记录磁层转变区方向（由 变为 ，或者由 变为 ），其幅值大小则与 值有关（最大变化量 ）。
如果记录磁层中没有转变区，维持一种剩磁状态（ 或 ），则磁层经过磁头下方时，铁芯中磁通没有变化，也就没有读出信号。
根据上述读/写原理，归纳磁表面存储器具有如下特点：
①记录信息可以长期保存，属于非易失性存储器（原则上允许记录介质脱机保存，但要注意防止外界强磁场破坏其剩磁状态）；
②非破坏性读出，读出不影响所存信息；
③记录介质可以重复使用；
④由于是连续记录，所以存取方式基本上是顺序存取方式，不能如RAM那样随机访问；
⑤由于是连续记录，需要比较复杂的寻址定位系统；
⑥由于在相对运动中进行读写，可靠性低于半导体存储器，需要比较复杂的校验技术。
‘捌’ 磁表面存储器的读写原理
在磁表面存储器中，利用一种称为磁头的装置来形成和判别磁层中的不同磁化状态。磁头实际上是由软磁材料做铁芯绕有读写线圈的电磁铁。
1、写操作：当写线圈中通过一定方向的脉冲电流时，铁芯内就产生一定方向的磁通。
写入信息时，在磁头的写线圈中通过一定方向的脉冲电流，磁头铁芯内产生一定方向的磁通，在磁头缝隙处产生很强的磁场形成一个闭合回路，磁头下的一个很小区域被磁化形成一个磁化元（即记录单元）。若在磁头的写线圈中通过相反方向的脉冲电流，该磁化元则向相反方向磁化，写入的就是“0”信息。待写入脉冲消失后，该磁化元将保持原来的磁化状态不变，达到写入并存储信息的目的。
2、读操作：当磁头经过载磁体的磁化元时，由于磁头铁芯是良好的导磁材料，磁化元的磁力线很容易通过磁头而形成闭合磁通回路。不同极性的磁化元在铁芯里的方向是不同的。
读出信息时，磁头和磁层作相对运动，当某一磁化元运动到磁头下方时，磁头中的磁通发生大的变化，于是在读出线圈中产生感应电动势e，其极性与磁通变化的极性相反，即当磁通Φ由小变大时，感应电动势e为负极性；当磁通Φ由大变小时，感应电动势e为正极性。这不同方向的感应电动势经放大、检波和整形后便可鉴别读出的信息是“0”还是“1”，从而完成读出功能。
3、通过电磁变换，利用磁头写线圈中的脉冲电流，可把一位二进制代码转换成载磁体存储元的不同剩磁状态；反之，通过磁电变换，利用磁头读出线圈，可将由存储元的不同剩磁状态表示的二进制代码转换成电信号输出。这就是磁表面存储器存取信息的原理。
4、磁层上的存储元被磁化后，它可以供多次读出而不被破坏。当不需要这批信息时，可通过磁头把磁层上所记录的信息全部抹去，称之为写“0”。通常，写入和读出是合用一个磁头，故称之为读写磁头。每个读写磁头对应着一个信息记录磁道。
‘玖’ 磁存储技术的磁存储信息
在磁存储中信息的记录与读出原理是磁致电阻效应。磁致电阻磁头的核心是一片金属材料，其电阻随磁场变化而变化。磁头采用分离式设计，由感应磁头写，磁致电阻磁头读。
1．1记录过程在硬磁盘中写入信息，采用的是感应式薄膜磁头，即用的是高磁感应强度的薄膜材料加平板印刷工艺的磁头结构。磁头缝隙小于0．1um，切向记录长度小于0．076um。磁头宽度较大，道间距也较大，道密度和位密度有很大差别， 目的是为了使磁头场具有较大的均匀区，减小介质不均匀磁化带来的噪声。目前硬盘记录中的位间距已经很小，进一步增大记录密度，除提高材料性能外，主要是采用先进制造技术按比例缩小缝隙长度和磁道宽度。较窄的磁道和较小的缝隙将使记录磁场变小。此外，提高记录介质的各向异性常数，就能提高介质的矫顽力，改善高密度记录时的热稳定性。
1．2读出过程读出过程采用巨磁电阻GMR(GianMagneto Resistance)磁头，包括磁性自旋阀(MagneticSpin Valve)与磁性隧道结(Magnetic Tunnel Junction)结构。磁性自旋阀结构为三明治式，即在两个低矫顽力磁性层中间夹一个非磁性材料层。其中一个磁性层被另外一层反铁磁层(FeMn等)所固定，称为固定层，另一磁性层为自由层。磁性隧道结结构与磁性自旋阀相似，差别为有一层超薄的“绝缘”非磁性材料(AI203等)分割磁性自由层和固定层。在目前的各种高性能硬磁盘驱动器中，巨磁电阻磁头应用较广的是以电流方向在平面内的CIP(Current．In．Plane)型磁头，尤其是采用纳米氧化层的CIP．GMR薄膜，面记录密度可达200Gb/in2。进一步研制电流垂直于平面的巨磁电阻薄膜CPP—GMR。采用CPP．GMR磁头和垂直记录技术，可实现300Gb/in2的记录密度。
隧道型磁电阻磁头TMR有望成为下一代高密度读出元件的一种磁头。2007年9月，美国Seagate公司采用隧道结磁头的第四代DB35系列产品，硬盘容量已达1TB。
‘拾’ 磁记录的原理
将各种信息转换为随时间变化的电信号，再将它转换为磁记录介质的磁化强度随空间变化的过程称为磁记录，将其逆过程称为再生（重现）过程。这种记录和重现的过程及其原理如图所示:
将输入的非电信息Si(t)（声音、像点、数码等）经过一定的非电-电转换装置(1)，转换为随时间作相应变化的电流I(t);再把电流I(t)通过记录磁头(2)的线圈，使记录磁头的缝隙处产生与输入信息相应变化的磁场H(t);于是紧靠磁头缝隙并以恒定速度v运动的磁记录介质便受到缝隙磁场H(t)的作用，而产生相应的磁化强度M(x),于是，将随时间变化的磁场H(t)转换为按空间变化的磁化强度分布M(x),从而完成了磁记录过程(3)；磁带离开记录磁头时，由于自退磁作用,磁化强度略有降低,但仍保存着与输入信息Si(t)相应的剩余磁化强度分布M┡(x)。这就是将输入信息记录和存储到磁记录介质的过程。当需要把记录和存储的信息从磁记录介质（磁带）作非破坏性取出（重现）时，则需经过与上述过程相反的过程，即将存储有信息的磁带以与记录时相同的速度通过重放磁头(4)的缝隙,这时磁记录介质中的剩余磁化强度M┡(x)产生的外露磁场在重放磁头中感生相应的磁通量变化Ф(t)，而使绕在这磁头上的线圈中感生微弱的交变电压V(t)；再将V(t)通过放大和电-非电转换装置(5),就可得到同输入信息Si(t)相应的输出信息So(t)。这就是将记录存储在磁记录介质中的信息重放和输出(读出)的过程。磁记录介质在重放过程中仍保留着它所存储的信息，所以是一种非破坏性的读出。如要清除磁记录介质中存储的信息，只要将磁带通过清除磁头，使其受到这磁头产生的高频磁场的作用而退磁后，就可将存储的信息清除，使磁记录介质回到退磁状态。