कम्प्युटर हार्डवयर र चुम्वकको सम्वन्ध

चुम्बकको खोज प्राचीन समयमा भएको मानिन्छ, जहाँ एक कथाअनुसार “म्याग्नस” नामका ग्रीक गोठालोको फलामको टुप्पो भएको लठ्ठी प्राकृतिक चुम्बकीय ढुंगा (लडस्टोन) तर्फ तानिएको थियो । चुम्बकत्वको वैज्ञानिक अध्ययन पछि सुरु भयो, र सन् १६०० मा प्रकाशित “डि म्याग्नेटि” कृतिमा पृथ्वीलाई विशाल चुम्बकको रूपमा पहिचान गरेकाले विलियम गिल्बर्टलाई “चुम्बकत्वका पिता” भनेर मानिन्छ । चुम्बकले आधुनिक प्रविधिमा निकै प्रभाव पारेको छ भने कम्प्युटर प्रविधिमा पनि । जसमा कम्प्युटर हार्डवयर विषेश मानिन्छ ।

चुम्बकहरूले कम्प्युटर हार्डवेयरमा अत्यन्त महत्वपूर्ण र प्रायः अदृश्य भूमिका खेल्छन् । तिनीहरूले कम्प्युटरलाई डाटा भण्डारण गर्न, ध्वनि उत्पादन गर्न, भित्री प्रणाली चिसो राख्न तथा सटीक यान्त्रिक गति सञ्चालन गर्न सक्षम बनाउने विभिन्न आवश्यक अवयवहरूको आधार निर्माण गर्छन् । चुम्बकत्व र कम्प्युटिङ प्रविधिबीचको सम्बन्ध विद्युतचुम्बकत्वका सिद्धान्तहरूमा आधारित छ, भैतिक विज्ञानका अनुसार विद्युत्चुम्बकीय विद्युत् क्षेत्र र चुम्बकीय क्षेत्र आपसमा सम्बन्धित हुन्छन् र एक–अर्काको परिवर्तनले अर्को क्षेत्र उत्पन्न गर्छ । अर्थात्, परिवर्तनशील विद्युत् क्षेत्रले चुम्बकीय क्षेत्र सिर्जना गर्छ र परिवर्तनशील चुम्बकीय क्षेत्रले विद्युत् क्षेत्र उत्पन्न गर्छ । यही सिद्धान्तले प्रकाश लगायत विद्युत्चुम्बकीय तरङ्गहरूको व्याख्या गर्दछ । तर कम्प्युटर हार्डवयरमा जहाँ विद्युतीय धारा र चुम्बकीय क्षेत्रबीचको अन्तरक्रियाबाट गति उत्पन्न हुन्छ र सूचना भण्डारण गरिन्छ । चुम्बक बिना परम्परागत तथा आधुनिक धेरै कम्प्युटर हार्डवेयर प्रणालीहरू प्रभावकारी रूपमा सञ्चालन हुन सक्दैनन् ।

कम्प्युटर हार्डवेयरमा चुम्बकको सबैभन्दा महत्वपूर्ण प्रयोग हार्ड डिस्क ड्राइभ (एच.डि.डि.) मा हुन्छ । हार्ड डिस्क ड्राइभले ‘प्लाटर’ (डिजिटल डाटाका लागि मुख्य चुम्बकीय भण्डारण यन्त्र ) भनिने घुम्ने डिस्कको सतहमा साना चुम्बकीय ढाँचाका रूपमा डिजिटल सूचना भण्डारण गर्छ । यस प्लाटरको सतह चुम्बकीय पदार्थले लेपित हुन्छ, जसलाई फरक–फरक दिशामा चुम्बकित गरी शून्य र एक (० र १) जस्ता बाइनरी डाटा प्रतिनिधित्व गराईन्छ । हार्ड डिस्क भित्र शक्तिशाली स्थायी चुम्बकहरू एक्टुएटर प्रणालीको भागका रूपमा रहेका हुन्छन् । यी चुम्बकहरूले रिड÷राइट हेडको गति नियन्त्रण गर्छन्, जसले डिस्कमा डाटा पढ्ने र लेख्ने काम गर्दछन् । चुम्बकीय बलको निर्देशनमा एक्टुएटर आर्म अत्यन्त सटीकतासाथ चल्दछ र केही मिलिसेकेन्डमै प्लाटरका निश्चित ट्र्याक र सेक्टर पहिचान गर्न सक्षम हुन्छ । विशाल मात्रामा डाटा सुरक्षित रूपमा भण्डारण गर्ने र छिटो पुनः प्राप्त गर्ने क्षमता चुम्बकीय भण्डारण प्रविधिबाट सम्भव भएको हो जसका कारण चुम्बक गति, विधुत उत्पादन, चालहरुमा मात्र नभई तथ्याङक भण्डारण पनि अनि नै उपयोगी तत्व हो ।

यद्यपि सोँलिड–स्टेट ड्राइभ (एस.एस.डि.) हरू बढ्दो प्रयोगमा छन् र तिनीहरू चुम्बकीय भण्डारणमा आधारित हुँदैनन् र एस.एस.डि.मा डाटाहरु विद्युतिय तरङ्गको फ्लास मेमोरीमा क्याप्चर गरिन्छ, परम्परागत हार्ड ड्राइभहरू अझै पनि सर्भर, ब्याकअप प्रणाली र ठूला डाटा केन्द्रहरूमा लागत–प्रभावकारिता र उच्च भण्डारण क्षमताका कारण व्यापक रूपमा प्रयोग भइरहेका छन् । यस्ता प्रणालीहरूमा चुम्बक डाटा भण्डारण प्रक्रियाको केन्द्रमा नै रहन्छन् किनकि आर्थिक लागतका कारण पनि र प्राविधिक कारण पनि । ऐतिहासिक रूपमा फ्लपी डिस्क र चुम्बकीय टेपहरूमा पनि यही सिद्धान्त प्रयोग गरिएको थियो, जुन प्रारम्भिक कम्प्युटर प्रणालीहरूमा सामान्य भण्डारण माध्यम थिए जुन अहिले प्रचलन वा बजारमा छैनन् ।

कम्प्युटरभित्रको कूलिङ प्रणालीमा पनि चुम्बकको प्रयोग हुन्छ । आधुनिक कम्प्युटरहरूले विशेष गरी सि.पि.य.ु, जि.पि.यु. र पावर सप्लाई युनिटजस्ता अवयवहरूमा धेरै ताप उत्पादन गर्छन् । अत्यधिक तापबाट बचाउन कूलिङ फ्यान प्रयोग गरिन्छ । यी फ्यानहरू विद्युतीय मोटरबाट सञ्चालन हुन्छन्, र मोटर चुम्बकीय क्षेत्रमा आधारित हुन्छ । मोटरभित्रको कुण्डलीमा विद्युतीय धारा बग्दा चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न हुन्छ, जसले स्थायी चुम्बकसँग अन्तरक्रिया गरी घुमाउने बल सिर्जना गर्छ । यसरी फ्यानका पङ्खा घुम्छन्, हावा प्रवाह गराउँछन् र भित्री ताप हटाउँछन् । चुम्बकीय मोटर बिना प्रभावकारी चिस्याउने प्रणाली सम्भव हुँदैनथ्यो । चुम्बकहरूले कम्प्युटर चिसो राख्न मुख्य रूपमा म्याग्नेटिक लेभिटेसन फ्यान र विकसित हुँदै गरेको प्रविधिमा म्याग्नेटोक्यालोरिक प्रभावको माध्यमबाट सहयोग गर्छदन् । म्याथलेभ फ्यानले चुम्बकीय विकर्षण प्रयोग गरी फ्यानका पंखाहरूलाई हावामा झुण्ड्याएर राख्छ, जसले घर्षण र आवाज घटाउँछ तथा आयु बढाउँछ ।

स्पिकर र हेडफोनजस्ता अडियो उपकरणहरूमा पनि चुम्बकको महत्वपूर्ण भूमिका हुन्छ । कम्प्युटरले डिजिटल अडियो संकेतलाई विद्युतीय संकेतमा रूपान्तरण गर्छ । स्पिकरभित्र चुम्बक र भ्वाइस कुण्डली सँगै काम गर्दछन् । जब कुण्डलीमा विद्युतीय संकेत बग्छ, त्यसले परिवर्तनशील चुम्बकीय क्षेत्र बनाउँदछ, जसले स्थायी चुम्बकसँग अन्तरक्रिया गरी कम्पन उत्पन्न गर्दछ । यस कम्पनबाट ध्वनि तरंग पैदा हुन्छ, जसलाई हामी संगीत, बोली वा सूचना ध्वनिका रूपमा सुन्छौँ । यही सिद्धान्त ल्यापटप र मोबाइलका भित्री स्पिकर र हेडफोनमा पनि लागू हुन्छ जसले कम्प्युटर प्रविधिलाई आधुनिक बनाएको छ ।

केही सेन्सर र इनपुट उपकरणहरूमा पनि चुम्बकीय प्रविधि प्रयोग गरिन्छ । उदाहरणका लागि, केही किबोर्ड र स्विचहरूमा कुञ्जी थिचिएको पत्ता लगाउन चुम्बकीय सेन्सिङ प्रविधि प्रयोग हुन्छ । हॉल इफेक्ट सेन्सरहरूले चुम्बकीय क्षेत्रको आधारमा स्थिति, गति वा नजिकपन मापन गर्छन् । यी सेन्सरहरूले प्रत्यक्ष सम्पर्क बिना नै परिवर्तन पत्ता लगाउन सक्छन्, जसले उपकरणको टिकाउपन र विश्वसनीयता बढाउँछ । ल्यापटप र ट्याब्लेटमा ढक्कन बन्द भएको पत्ता लगाउन साना चुम्बक र सेन्सर प्रयोग गरिन्छ, जसले प्रणालीलाई स्वतः स्लीप मोडमा लैजान्छ ।

डाटा केन्द्र र उन्नत कम्प्युटिङ वातावरणमा चुम्बकीय ¥यान्डम एक्सेस मेमोरी (एम.आर.ए.एम.) जस्ता नयाँ प्रविधिहरू विकास भइरहेका छन् । एम.आर.ए.एम.ले विद्युतीय आवेशको सट्टा चुम्बकीय अवस्थाको प्रयोग गरी डाटा भण्डारण गर्छ । यसले परम्परागत आर.ए.एम.को गति र चुम्बकीय भण्डारणको नन–भोलाटाइल गुण संयोजन गर्छ, जसले विद्युत बन्द हुँदा पनि डाटा सुरक्षित राख्न सक्छ । यद्यपि यो प्रविधि अझ व्यापक नभए पनि भविष्यका लागि महत्वपूर्ण मानिन्छ ।

कम्प्याक्ट डिक्स (सि.डि.) र डिजिटल भर्साटाइल डिस्क (डि.भि.डि.)जस्ता अप्टिकल ड्राइभहरूमा पनि चुम्बकीय सिद्धान्तमा आधारित साना मोटरहरू प्रयोग गरिन्छ, जसले डिस्क घुमाउने र लेजर संयन्त्र चलाउने काम गर्छन् । यसरी, प्रत्यक्ष रूपमा डाटा चुम्बकीय नभए पनि यान्त्रिक गति नियन्त्रणमा चुम्बक सहयोगी हुन्छन् । चुम्बकहरूले विद्युतचुम्बकीय इन्टरफ्यरेन्स् (इ.एम.आई.) नियन्त्रणमा पनि सहयोग गर्छन् । कम्प्युटरका संवेदनशील परिपथहरूलाई अवाञ्छितरुपमा चुम्बकीय वा विद्युतीय तरङ्गबाट जोगाउन विशेष चुम्बकीय पदार्थ प्रयोग गरिन्छ । यसले प्रणालीलाई स्थिर र भरपर्दो बनाउँछ । बाह्य उपकरणहरू जस्तै यु.एस.बि हार्ड ड्राइभ, प्रिन्टर, स्क्यानर आदिमा पनि चुम्बकीय मोटर प्रयोग हुन्छ । आधुनिक स्मार्टफोन र ट्याब्लेटमा स्पिकर, कम्पन (शेकिङ्ग) मोटर, वायरलेस चार्जिङ प्रणाली र विभिन्न सेन्सरहरूमा चुम्बक प्रयोग गरिन्छ ।

चार्जिङ केबल र माउन्टिङ प्रणाली (कम्पोनेन्टहरू (मोनिटर, सि.पि.यु. सुरक्षित गर्नका लागि भौतिक हार्डवेयर वा भण्डारण ड्राइभमा पहुँच गर्नका लागि सफ्टवेयर प्रक्रियाहरू) मा पनि चुम्बकको प्रयोग देखिन्छ । केही ल्यापटपहरूमा चुम्बकीय कनेक्टर हुन्छन्, जसले सजिलै जडान गर्न मिल्ने र सुरक्षाका सुविधाहरु दिन्छन् । कम्प्युटर हार्डवेयरमा चुम्बकको प्रयोग विद्युतचुम्बकत्वका आधारभूत नियमहरूमा आधारित छन् । जब चालकमा धारा बग्छ, चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न हुन्छ र परिवर्तनशील चुम्बकीय क्षेत्रले धारा उत्पन्न गर्न सक्छ । यही सिद्धान्त मोटर, जेनेरेटर र अन्य उपकरणहरूको आधार पनि हो ।

इतिहासमा प्रारम्भिक कम्प्युटरहरूले चुम्बकीय कोर मेमोरी प्रयोग गर्थे, जहाँ साना चुम्बकीय रिङहरूमा डाटा भण्डारण हुन्थ्यो । चुम्बकीय टेपहरू पनि ब्याकअपका लागि प्रयोग हुन्थे, र आज पनि ठूला प्रणालीहरूमा प्रयोग भइरहेका छन् । प्रविधिको विकाससँगै चुम्बकको भूमिका पनि रूपान्तरण हुँदै गएको छ जस्तै एच.डि. बाट एस.एस.डि. र पिसि बाट ल्यापटप । केही क्षेत्रमा सेमिकन्डक्टर प्रविधिले स्थान लिए पनि यान्त्रिक प्रणाली, कूलिङ र अडियो उपकरणहरूमा चुम्बक अझै अपरिहार्य छन् र रहनेछन् । भविष्यमा स्पिन्ट्रोनिक्सजस्ता अनुसन्धानले ( स्पिन्ट्रोनिक्स कम्प्युटरहरूले डाटा प्रशोधन र भण्डारणका लागि इलेक्ट्रोनको क्वान्टम स्पिन प्रयोग गर्छन् ।

सले छिटो, अति कम ऊर्जा खपत गर्ने डाटा प्रशोधन तथा अस्थायी होइन (नन–भोलाटाइल) र उच्च घनत्वको भण्डारण सम्भव बनाउँछ भन्ने आधुनिक कम्प्युटिङ्ग सिद्धान्त ।) चुम्बकीय गुणको प्रयोग गरी अझ प्रभावकारी कम्प्युटिङ सम्भव बनाउने अपेक्षा गरिएको छ । चुम्बकहरू धेरै कम्प्युटर हार्डवेयर अवयवहरूको आधार हुन् । तिनीहरूले डाटा भण्डारण, चिस्याउने प्रणाली सञ्चालन, ध्वनि उत्पादन, सेन्सर समर्थन तथा यान्त्रिक गति नियन्त्रणमा महत्वपूर्ण भूमिका खेल्छदन् । यद्यपि प्रायः आँखाले नदेखिने भए पनि चुम्बकहरूले कम्प्युटर प्रणालीमा विद्युतीय ऊर्जा र यान्त्रिक क्रियाबीच महत्वपूर्ण ब्रिजको काम गर्दछन्, जसले आधुनिक डिजिटल जीवनलाई सम्भव बनाएको छ ।
जय प्रविधि ।।।