Разработка подсистемы автоматизации проектирования магнитных головок для устройств накопления информации

• Автор: Обжелянский, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.12, 05.27.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 165 с. : ил.

1.1. Анализ существующих методов автоматизации проектирования магнитных головок для устройств накопления информации

1.1.1. Классификация устройств накопления информации.

1.1.2. Материалы и конструкции магнитных головок.

1.1.3. Методы исследования магнитных головок.

1.1.4. Математическое моделирование магнитных головок

1.2. Постановка задачи автоматизации проектирования магнитных головок для устройств накопления информации

1.3. Обзор современных САПР

1.3.1. Классы САПР.

1.3.2. Универсальные САПР

1.3.3. Основные функциональные возможности прогрессивных САПР.

1.4. Выводы
Глава 2. СТРУКТУРА ПРОЦЕССА РАЗРАБОТКИ И
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПОДСИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК ДЛЯ УСТРОЙСТВ НАКОПЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
2.1. Структура процесса разработки подсистемы автоматизации проектирования магнитных головок для устройств накопления информации
2.2. Математические модели синтеза материалов для изготовления магнитных головок.
2.2.1. Синтез стекловидных диэлектриков для спаев стекла с титаном для многодорожечной магнитной головки.
2.2.2. Синтез стекловидных диэлектриков при формировании соединения стекла с ферритом для многодорожечной магнитной головки.
2.2.3. Прессование горячепрессованных ферритов.
2.3. Математические модели определения эффективного функционирования магнитных головок
2.3.1. Анализ эффективности потокособирающей тонкопленочной магниторезистивной головки
2.3.2. Характеристики асимметричных тонкопленочных магнитных головок.
2.4. Выводы
Глава 3. РАЗРАБОТКА ГЕНЕТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ
ПОИСКА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ И
ХАРАКТЕРИСТИК МГ.
3.1. Генетический алгоритм с множественным генотипом.
3.1.1. Поиск оптимальных параметров и характеристик магнитных головок.
3.1.2. Представление генетического материала.
3.1.3. Методика кодирования решения
3.1.4. Целевая функция.
3.1.5. Генетические операторы и структура
3.1.6. Теоретическая оценка алгоритма
3.2. Динамический генетический алгоритм
3.2.1. Цель разработки динамического генетического алгоритма
3.2.2. Структура представления генетического материала.
3.2.3. Методика кодирования решения
3.2.4. Целевая функция.
3.2.5. Генетические операторы и структура
3.2.6. Теоретическая оценка алгоритма
3.3. Выводы
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
РАЗРАБОТАННЫХ АЛГОРИТМОВ.
4.1. Цель экспериментального исследования .
4.2. Исследование генетического алгоритма с множественным генотипом
4.2.1. Определение оптимальных параметров
4.2.2. Пространственная и временная сложности.
4.2.3. Сравнительная характеристика.
4.3. Исследование динамического генетического алгоритма.
4.3.1. Подбор параметров алгоритмом.
4.3.2. Пространственная и временная сложности.
4.3.3. Сравнительная характеристика.
4.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Разработаны структуры алгоритмов автоматизации проектирования МГ для УНИ генетического алгоритма с множественным генотипом, динамического генетического алгоритма. Предложены целевые функции, которые адекватно определяют решения поставленных задач. Разработаны и приведены генетические операторы, адаптированные к решаемым задачам. Решены задачи определения теоретических оценок пространственной и временной сложностей разработанных алгоритмов. В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ проведено экспериментальное исследование разработанных алгоритмов. Определены оптимальные значения управляющих параметров для генетического алгоритма с множественным генотипом. Исследованы изменения наиболее значимых параметров динамическим генетическим алгоритмом. Определены реальные оценки пространственной и временной сложностей разработанных алгоритмов, проведено их сравнение с теоретическими оценками. Реализовано сравнение разработанных генетических алгоритмов с классическими алгоритмами, позволяющими решать поставленные задачи. В ЗАКЛЮЧЕНИИ изложены основные выводы и результаты диссертационной работы. В ПРИЛОЖЕНИЯХ приводятся копии актов внедрения, исходные тексты версии программной системы на языке С. Глава 1. Совершенствование управляющих комплексов аппаратуры, в которой используются большие объемы информации, определяет увеличение технических требований к УНИ по функциональной сложности, быстродействию, информативности, ресурсу работы и надежности при усложнении условий эксплуатации. В настоящее время наиболее полно отвечают этим требованиям УНИ на основе запоминающих устройств магнитной записи с движущимся носителем. Свойства устройств магнитной записи хранение большого количества информации в малом объеме при малом расходе мощности на единицу информации и постоянная тенденция к снижению стоимости хранения единицы информации при увеличении емкости, позволяют им быть вне конкуренции по сравнению с другими типами запоминающих устройств. Первый накопитель информации 1ВМ0, включающий магнитный диск и подвижную МГ, появился в г. Данный накопитель применялся в качестве внешней памяти вычислительных машин. Очевидно, что накопитель на магнитных дисках постоянно совершенствуется. МГ . Тенденция роста поверхностной информационной плотности Э5 записи для накопителей на магнитных дисках составляет более 6 битмм2. Для достижения такой сравнительно высокой плотности определяющую роль играют технические средства, основанные на перпендикулярной и магнитооптической записи, а также на магниторезистивном воспроизведении. В последнее время в лучших накопителях информации используются тонкопленочные магнитные и магниторезистивные головки разных модификаций. Повышение плотности записи информации сопряжено с уменьшением каждого из параметров расстояния между дорожками, линейного размера бита информации, величины рабочего зазора МГ, толщины рабочего слоя носителя соответственно для продольной записи и для перпендикулярной записи расстояния между головкой и носителем . Существенное увеличение информационной плотности обеспечива
ет перпендикулярная магнитная запись, что подтверждается зависимостью уровня сигнала воспроизведения Е от расстояния между головкой и носителем к рис. В ДЛ рис. Рис. Характеристики записивоспроизведения. УНИ используются как средство долговременного хранения больших массивов информации. Данные устройства являются составной частью современных вычислительных, вещательных, связных, информационноизмерительных и других систем передачи информации, поэтому их производство представляет собой одну из ведущих отраслей радиоэлектронной промышленности. Все многообразие УНИ традиционно делится на три основные области применения, определяющие тип и принципы ее построения ,. Классификация УНИ различного типа приведена на рисунке 1. Рис. Классификация УНИ. Наибольший промышленный объем выпускаемых УНИ занимает аппаратура цифровой записи АЦЗ, применяемая в вычислительной технике. Накопители на магнитных дисках НМД, лентах НМЛ, оптических дисках НОД и магнитооптических дисках НМОД используются в устройствах внешней памяти ЭВМ.