Language
Country/Area
No result found
فن تخزين البيانات: كيف صممت محركات الأقراص المبكرة تشفير MFM فعال؟
أساس تقنية التخزين المغناطيسي
لا تقوم أجهزة التخزين المغناطيسية، مثل محركات الأقراص الصلبة والأشرطة المغناطيسية، بتخزين البيانات بقيم مطلقة مثل أنواع أخرى من وسائط التخزين، بل تعتمد على التغيرات في القطبية المغناطيسية. عندما يتغير المجال المغناطيسي، فإنه يحفز تيارًا كهربائيًا في الأسلاك القريبة، والعكس صحيح. من خلال إرسال سلسلة من التيارات المتغيرة إلى رأس القراءة/الكتابة، يتم تشكيل سلسلة من أنماط الأقطاب المغناطيسية على الوسائط أثناء تحرك الوسائط، وتمثل التغييرات في هذه الأنماط الرقم "1" من البيانات.تمكن هذه التقنية محركات الأقراص من تشفير وفك تشفير البيانات على وسائط التخزين بكفاءة، وبالتالي تحقيق معدلات نقل بيانات أعلى.
ولادة ترميز التضمين الترددي
التضمين الترددي (FM) هو نظام ترميز يستخدم عادة في محركات الأقراص المبكرة. يحتوي وحدة التحكم في محرك الأقراص المشفرة بتقنية FM على إشارة ساعة دقيقة تعمل بنصف معدل البيانات المحدد. عندما تتم كتابة البيانات على القرص، تتداخل إشارة الساعة مع البيانات بحيث عندما يتم قراءتها، يتم استخدام إشارة الساعة كمحفز قصير المدى للإشارة إلى وجود أو عدم وجود بت البيانات.
ترميز MFM: ثورة في تحسين كثافة التخزين
يعمل تشفير MFM بشكل مبتكر على دمج تشفير إشارات الساعة والبيانات في "نافذة الساعة". على عكس FM، تتم كتابة بتات الساعة فقط عند الحاجة للحفاظ على المزامنة، وهو ما يحقق في المتوسط ضعف كثافة المعلومات في FM. تحدد قواعد ترميز MFM تنسيق الإخراج 0 و1، مما يؤدي إلى تحسين معدل التحويل المغناطيسي وتقليل احتمالية حدوث أخطاء في البيانات.
لم تعمل هذه التقنية على تحسين سعة تخزين البيانات فحسب، بل فتحت أيضًا إمكانيات تكنولوجية جديدة لتصميم محركات الأقراص الصلبة في ذلك الوقت.
فن استخراج البيانات
تتطلب أنظمة MFM إشارة ساعة أكثر دقة، لذا لم يكن من المجدي اقتصاديًا دمج المكونات التناظرية والرقمية المطلوبة في دائرة متكاملة واحدة باستخدام التكنولوجيا المتاحة في أواخر السبعينيات. وقد أدى هذا إلى تطوير نظام يسمى فاصل البيانات. يعد تصميم مقسم البيانات فنًا، وأحد أكثر وحدات التحكم استخدامًا على نطاق واسع هو سلسلة Western Digital FD1771. لقد لعبت هذه السلسلة من الأجهزة دورًا مهمًا في تعزيز شعبية ترميز MFM.تنسيق البيانات وترميز الصفوف
يهدف تطبيق تقنيات FM وMFM إلى الإشارة إلى موقع البتات الفردية في البيانات الخام، ولكن البيانات نفسها لا تحتوي على شكل تنظيمي أعلى مستوى، مثل "ملف". يتم عادةً تنسيق الأقراص إلى قطاعات ذات حجم ثابت مع معلومات رأسية إضافية لربطها مرة أخرى بالملف. يضمن هذا التصميم الهيكلي إدارة فعالة للبيانات ويمكنه تحسين كفاءة قراءة البيانات.
التوافق مع الإصدارات السابقة وتطوير MFM
على الرغم من أن رمز التعديل بالتردد المعدل (MMFM) يبسط تنسيق MFM الأصلي، إلا أن أهميته تراجعت تدريجيًا في مواجهة تحديات تكنولوجيا تخزين البيانات الجديدة. ومع ذلك، لا تزال تقنية MFM تحتل مكانة في العديد من المناقشات التقنية الحالية لأنظمة تخزين البيانات وأصبحت تقنية أساسية لفهم تطوير محركات الأقراص المبكرة.
عندما ننظر إلى هذه الفترة من التاريخ، نجد أن تصميم ترميز MFM ليس مجرد تقدم تكنولوجي فحسب، بل إنه أيضًا انعكاس عميق لإدارة البيانات وكفاءتها. إلى أين تتجه تكنولوجيا تخزين البيانات اليوم؟على الرغم من أن تشفير MFM يعتبر قديمًا في التسجيل المغناطيسي الحالي، إلا أنه بلا شك مهد الطريق لتقنيات تخزين البيانات اللاحقة.
