Техническое обслуживание ПК. Накопители на жестких дисках

Частотная модуляция (FM)

Этот способ кодирования был разработан одним из первых и использовался при записи на гибкие диски так называемой одинарной плотности (Single Density) в первых PC. Емкость таких односторонних дискет составляла всего 80 К. Хотя в 70-е годы запись по методу FM использовалась во многих устройствах, сейчас от него повсеместно отказались.

В простейшем варианте FM-кодирования логическая 1 представляется в виде зоны смены знака в битовой ячейке, а логический 0 — как ее отсутствие. При этом очевидно, что при считывании длинной цепочки нулей сигнал на выходе усилителя воспроизведения будет отсутствовать, а это неизбежно приведет к рассогласованию "часов" носителя и контроллера и потере синхронизации. В итоге, например, вместо 100 нулей может быть считано 99 или 101. (Описанный сейчас автором способ не называется частотной модуляцией — это фактически просто перенесение двоичного кода на магнитный носитель )

Чтобы избежать потери синхронизации, каждая битовая ячейка начинается с дополнительной зоны смены знака. При этом логическая 1 кодируется еще одной зоной смены знака в середине ячейки, а логический 0 — отсутствием таковой. Иначе говоря, единичный бит записывается на носитель в виде двух близко расположенных зон смены знака, а при записи нулевого бита расстояние между ними вдвое больше. При считывании длинных цепочек единиц или нулей сигнал воспроизведения пропадать не будет, а, следовательно, синхронизация не нарушится. (Отсюда, кстати, становится понятным и название метода кодирования — частотная модуляция: частота сигнала воспроизведения при считывании последовательности единиц оказывается в два раза выше, чем при считывании последовательности нулей)

У этого простого и недорогого при реализации метода есть, тем не менее, один серьезный недостаток: для записи каждого бита данных используются две зоны смены знака, и теоретически достижимая емкость диска уменьшается вдвое. Последовательность зон смены знака в каждой элементарной ячейке представлена в табл. 14.2.

Таблица 14.2. Последовательность зон смены знака при записи по методу FM

Бит данных

Последовательность зон смены знака

1

I I

0

I-

I — есть смена знака; -- нет смены знака.

Модифицированная частотная модуляция (MFM)

Основной целью разработчиков метода MFM было сокращение количества зон смены знака для записи того же объема данных по сравнению с FM-кодированием и, соответственно, увеличение потенциальной емкости носителя. При этом способе записи количество зон смены знака, используемых только для синхронизации, уменьшено. Синхронизирующие переходы записываются только в начале ячеек с нулевым битом данных, и только в том случае, если ему предшествует также нулевой бит. Во всех остальных случаях синхронизирующая зона смены знака не формируется. Благодаря уменьшению количества зон смены знака, используемых только для синхронизации и не несущих полезной информации, при той же допустимой плотности их размещения на диске его информационная емкость удваивается по сравнению с записью по методу FM.

По этой причине диски, записанные по методу MFM часто называют дисками двойной плотности (Double Density). Метод MFM используется сейчас в подавляющем большинстве накопителей на гибких дисках, и на протяжении многих лет так записывались данные на все жесткие диски. Сейчас в большинстве накопителей на жестких дисках используется метод RLL, обладающий еще большей эффективностью.

Поскольку при рассматриваемом способе записи на одно и то же количество зон смены знака приходится вдвое больше полезных данных, чем при FM-кодировании, скорость считывания и записи информации на носитель также удваивается. (Тактовая частота сигнала записи, плотность размещения зон смены знака вдоль дорожки, частота вращения диска определяются возможностями существующей технологии, допустимой стоимостью дисковода, совместимостью со стандартами и т.д. Поэтому зоны смены знака могут быть записаны и воспроизведены во вполне определенном темпе. Если часть из них оказывается "пустыми", то скорость обмена собственно данными, естественно, снижается).

На главную