El almacenaje magnético es esencialmente un medio análogo. Los datos que una PC almacena en él, sin embargo, está el informationthat digital es, 1s y 0s. Cuando la impulsión envía la información digital a una cabeza de grabación magnética, la cabeza crea dominios magnéticos en el medio de almacenaje con las polaridades específicas que corresponden al positivo y los voltajes negativos que la impulsión se aplica a la cabeza. Las revocaciones del flujo forman los límites entre las áreas de la polaridad positiva y negativa que el regulador de la impulsión utiliza codificar los datos digitales sobre el medio análogo. Durante una operación leída, cada revocación del flujo que la impulsión detecta genera un pulso positivo o negativo que el dispositivo utilice reconstruir los datos binarios originales.
Para optimizar la colocación de las transiciones del flujo durante almacenaje magnético, la impulsión pasa los datos de entrada digitales crudos a través de un dispositivo llamado un encoder/decoder (endec), que convierte la información binaria cruda a una forma de onda diseñada para poner óptimo las transiciones del flujo (pulsos) en los medios. Durante una operación leída, el endec invierte el proceso y descifra el tren de pulso nuevamente dentro de los datos binarios originales. Sobre los años, varios esquemas para los datos de codificación de este modo se han desarrollado; algunos son mejores o más eficientes que otros, que usted ve más adelante en esta sección.
Otras descripciones del proceso de codificación de los datos pudieron ser mucho más simples, pero omiten los hechos que hacen alguno de las ediciones relacionadas con la confiabilidad de la impulsión dura tan criticalnamely, midiendo el tiempo. Los ingenieros y los diseñadores están empujando constantemente el sobre para rellenar más y más pedacitos de la información en la cantidad limitada de revocaciones magnéticas del flujo por pulgada. Qué él ha venido para arriba con, esencialmente, es un diseño en el cual los pedacitos de la información se descifran no solamente de la presencia o de la ausencia de las revocaciones del flujo, pero de la sincronización entre ellas. Pueden medir el tiempo cuanto más exactamente de las revocaciones, más información puede ser codificado (y ser descifrado posteriormente) de esa información de la sincronización.
En cualquier forma de señalar binario, el uso de la sincronización es significativo. Al interpretar haber leído o escriba la forma de onda, la sincronización de cada acontecimiento de la transición del voltaje es crítico. La sincronización es qué define un pedacito particular o cellthat es de la transición, la ventana del tiempo dentro de la cual la impulsión es escritura o lectura una transición. Si la sincronización está apagada, una transición dada del voltaje pudo ser reconocida en el tiempo incorrecto como estando en una diversa célula, que lanzaría la conversión o la codificación apagado, dando por resultado los pedacitos que son faltados, agregado, o ser malinterpretada. Asegurarse de que la sincronización sea exacta, los dispositivos que transmiten y de recepciones deben estar en la sincronización perfecta. Por ejemplo, si la registración de un 0 es hecha no poniendo ninguna transición en el disco para un período o una célula dado, imagínese que registrando diez pedacitos 0 en un rowyou tendría un período largo de diez períodos o células sin transiciones.
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Imagínese ahora que el reloj en el codificador era levemente de tiempo mientras que los datos de lectura con respecto a cuando fue escrito originalmente. Si era rápido, el codificador pudo pensar eso durante este estiramiento largo de 10 células sin transiciones, sólo habían transcurrido 9 células realmente. O si era lento, puede ser que piense que habían transcurrido 11 células en lugar de otro. En cualquier caso, esto daría lugar a un error leído, significando que los pedacitos que fueron escritos originalmente no sea leído como siendo iguales. Prevenir errores de la sincronización en la impulsión encoding/decoding, la sincronización perfecta es necesaria entre la lectura y los procesos de la escritura. Esta sincronización es lograda a menudo agregando una señal que mide el tiempo separada, llamada una señal del reloj, a la transmisión entre los dos dispositivos. El reloj y las señales de los datos también se pueden combinar y transmitir como sola señal. La mayoría de los esquemas de codificación de los datos magnéticos utilizan este tipo de combinación de las señales del reloj y de los datos.
La adición de una señal del reloj a los datos se asegura de que los dispositivos que se comunican pueden interpretar exactamente las células de pedacito individuales. Cada célula de pedacito es limitada por dos otras células que contienen las transiciones del reloj. Enviando la información del reloj junto con los datos, los relojes permanecen en la sinc., incluso si el medio contiene una cadena larga de los pedacitos idénticos 0. Desafortunadamente, las células de la transición usadas solamente para la sincronización toman el espacio en el medio que se podría utilizar de otra manera para los datos.
Porque el número de las transiciones del flujo que una impulsión puede registrar en un espacio dado en un medio particular es limitado por la naturaleza física o la densidad del medio y de la tecnología principal, ingenieros de la impulsión ha desarrollado varias maneras de codificar los datos usando un número mínimo de las revocaciones del flujo (que toman en la consideración el hecho de que algunas revocaciones del flujo usadas solamente para registrar están requeridas). La codificación de la señal permite al sistema hacer el uso máximo de una tecnología de hardware dada de la impulsión.
Aunque es vario se han intentado los esquemas de codificación, sólo algunos son populares hoy. Sobre los años, estos tres tipos básicos han sido los más populares:
Modulación De la Frecuencia
Modulación Modificada De la Frecuencia
Funcione La Longitud Limitada
Codificación de FM
Una de las técnicas más tempranas para codificar los datos para el almacenaje magnético se llama codificación de la modulación de la frecuencia. Este los schemesometimes de codificación llamaron los encodingwas de Solo-Single-Density utilizados en las impulsiones de diskette más tempranas instaladas en sistemas de la PC. La computadora portable original de Osborne, por ejemplo, utilizó estas impulsiones de diskette de la Solo-Densidad, que almacenaron sobre 80KB de datos en un solo disco. Aunque era popular hasta los últimos años 70, la codificación de FM es no más larga usada.
La codificación modificada de la modulación de la frecuencia fue ideada para reducir el número de las revocaciones del flujo usadas en el esquema de codificación original de FM y, por lo tanto, para embalar más datos sobre el disco. La codificación de MFM reduce al mínimo el uso de las transiciones del reloj, saliendo de más sitio para los datos. Registra transiciones del reloj solamente cuando los 0 pedacitos almacenado son precedidos por otro 0 pedacitos; en el resto de los casos, una transición del reloj no se requiere. Porque MFM reduce al mínimo el uso de las transiciones del reloj, puede doblar la frecuencia de reloj usada por la codificación de FM, permitiéndole almacenar dos veces tantos bits de datos en el mismo número de las transiciones del flujo.
Porque la codificación de MFM escribe dos veces tantos bits de datos usando el mismo número de las revocaciones del flujo que FM, la velocidad de reloj de los datos se dobla y la impulsión considera realmente el mismo número de las revocaciones totales del flujo que con FM. Esto significa que una impulsión que usa la codificación de MFM lee y escribe datos dos veces a la velocidad de FM, aunque la impulsión ve las revocaciones del flujo el llegar la misma frecuencia que en FM.
Porque es dos veces más eficiente que la codificación de FM, MFM que codificaba también se ha llamado grabación de Doble-Double-Density. MFM se utiliza en virtualmente todas las impulsiones de diskette de la PC hoy y fue utilizado en casi todos los discos duros de la PC por un número de años. Hoy, virtualmente todos los discos duros utilizan variaciones de la codificación de RLL, que proporciona incluso mayor eficacia que MFM.
| Valor Del Bit De Datos | Codificación Del Flujo |
|---|---|
| 1 | NT |
| 0 precedió por 0 | Tn |
| 0 precedió por 1 | NN |
| Transición de T = del flujo | |
| N = ninguna transición del flujo | |
El esquema de codificación más popular de hoy para los discos duros, llamado longitud del funcionamiento limitada, embala hasta dos veces la información sobre un disco dado que MFM hace y tres veces m'as información como FM. En la codificación de RLL, la impulsión combina grupos de pedacitos en una unidad para generar patrones específicos de las revocaciones del flujo. Combinando el reloj y las señales de los datos en estos patrones, la tarifa de reloj puede ser aumentada más a fondo mientras que mantiene la misma distancia básica entre las transiciones del flujo en el medio de almacenaje.
Codificación inventada IBM de RLL y primero utilizado el método en muchos de sus accionamientos de disco del chasis. Durante el final de los '80, la industria del disco duro de la PC comenzó a usar esquemas de codificación de RLL para aumentar las capacidades de almacenaje de los discos duros de la PC. Hoy, virtualmente cada impulsión en el mercado utiliza una cierta forma de codificación de RLL.
En vez de codificar un solo pedacito, RLL codifica típicamente un grupo de bits de datos a la vez. La longitud del funcionamiento del término limitada se deriva de las dos especificaciones primarias de estos códigos, que son el número mínimo (la longitud del funcionamiento) y número máximo (el límite del funcionamiento) de las células de la transición permitidas entre dos transiciones reales del flujo. Varias variaciones del esquema son alcanzadas cambiando los parámetros de la longitud y del límite, pero solamente dos han alcanzado cualquier renombre verdadero: RLL 2.7 y RLL 1.7.
Usted puede incluso expresar la codificación de FM y de MFM como forma de RLL. FM se puede llamar RLL 0.1 porque únicamente es cero y tanto como células de una transición separe dos transiciones del flujo. MFM se puede llamar RLL 1.3 porque únicamente uno y tanto como tres células de la transición separa dos transiciones del flujo. (aunque estos códigos se pueden expresar como variaciones de la forma de RLL, no es común hacer tan.)
RLL 2.7 era inicialmente la variación más popular de RLL porque ofrece un cociente de alta densidad con una ventana de la detección de la transición que sea el mismo tamaño relativo que ésa en MFM. Este método proporciona alta densidad del almacenaje y confiabilidad bastante buena. En impulsiones muy de gran capacidad, sin embargo, RLL 2.7 no demostró ser bastante confiable. La mayoría de impulsiones de hoy de la capacidad más alta utilizan la codificación de RLL 1.7, que ofrece a cociente de la densidad 1.27 veces que de MFM y de una ventana más grande MFM en relación con de la detección de la transición. Debido a el tamaño relativo más grande de la ventana o de célula de la sincronización dentro de el cual una transición puede ser detectada, RLL 1.7 es un perdón y un código más confiable, que es importante cuando los medios y la tecnología principal se están empujando a sus límites.
Otra variación pequeño-usada de RLL llamó a RLL 3,9sometimes RLL avanzado también llamado (ARLL)allows un cociente incluso más alto de la densidad que RLL 2.7. Desafortunadamente, la confiabilidad sufrió demasiado grandemente bajo esquema de RLL 3.9; el método fue utilizado por solamente algunos reguladores ahora-obsoletos y tiene todos sino desaparecido.
Entendiendo cómo el trabajo de los códigos de RLL es difícil sin mirar un ejemplo. Dentro de una variación dada de RLL, tal como RLL 2.7 o 1.7, usted puede construir muchos las tablas de codificación de la transición del flujo para demostrar cómo los grupos particulares de pedacitos se codifican en transiciones del flujo.
En la tabla de conversión, los grupos específicos 3, y 4 de pedacitos de los datos que son 2, largos se traducen a cadenas de células de la transición de las transiciones 4, 6 del flujo, y 8 de largo, respectivamente. Las transiciones seleccionadas para una secuencia particular del pedacito se diseñan para asegurarse de que no ocurren las transiciones del flujo demasiado de cerca junto o demasiado lejos aparte.
| Valores Del Bit De Datos | Codificación Del Flujo |
|---|---|
| 10 | NTNN |
| 11 | TNNN |
| 000 | NNNTNN |
| 010 | TNNTNN |
| 011 | NNTNNN |
| 0010 | NNTNNTNN |
| 0011 | NNNNTNNN |
| Transición de T = del flujo | |
| N = ninguna transición del flujo | |
La limitación de cómo las dos transiciones cercanas del flujo pueden ser es necesaria debido a las capacidades fijas de la resolución del medio de la cabeza y de almacenaje. La limitación de cómo lejos aparte dos transiciones del flujo pueden ser se asegura de que los relojes en los dispositivos permanezcan en la sinc..
Usted puede ser que piense que eso la codificación de un valor del octeto tal como 00000001b sería imposible porque ningunas combinaciones de los grupos del bit de datos cabidos este octeto. La codificación de este tipo de octeto no es un problema, sin embargo, porque el regulador no transmite octetos individuales; en lugar, el regulador envía los sectores enteros, haciendo codificando tal octeto posible incluyendo algunos de los pedacitos en el octeto siguiente. El único problema verdadero ocurre en el octeto pasado de un sector si los pedacitos adicionales son necesarios terminar la secuencia final del grupo. En estos casos, el endec en el regulador agrega exceso de pedacitos al final del octeto pasado. Estos exceso de pedacitos entonces se truncan durante cualesquiera leen así que el regulador descifra siempre el octeto pasado correctamente.
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