Các chương trình mã hóa dữ liệu

Lưu trữ từ cơ bản là một môi trường tương tự. Dữ liệu mà một PC lưu trữ trên nó. Tuy nhiên, là thông tin kỹ thuật số – đó là những Is hay Os. Khi ổ đĩa gửi thông tin kỹ thuật số đến đầu đọc từ, đầu này tạo ra miền từ trong môi trường lưu trữ với các phân cực cụ thể tương ứng với các điện áp âm và dương mà ổ đĩa tác động đầu vào. Các đảo nghịch thông lượng tạo ra những ranh giới giữa các vùng phân cực âm và dương mà bộ phận điều khiển ổ đĩa dùng để mã hóa dữ liệu kỹ thuật số trên môi trường tương tự. Trong suốt quá trình đọc, mỗi đảo nghịch thông lượng mà ổ đĩa phát hiện ra phát sinh xung điện âm hay dương mà thiết bị này dùng để tái lập lại các dữ liệu nhị phân ban đầu.

Các chương trình mã hóa dữ liệu

Để tối ưu hóa bố trí các chuyển đổi thông lượng trong quá trình lưu trữ từ ổ đĩa chuyển dữ liệu số đầu vào thông qua một thiết bị gọi là một bộ tạo mà/giai mà (endec: encoder/decoder), biến đổi thông tin nhị phân thô trở thành một dạng sóng được thiết kế đế đặt tối ưu sự chuyển đổi thông lượng (các xung) trong môi trường. Trong suốt quá trình đọc, bộ endec này đảo nghịch quy trình và giải mã loạt xung trở lại dữ liệu nhị phân ban đầu. Qua nhiều năm, vài chương trình tạo mã dữ liệu bằng cách này được phát triển: một số tốt hơn và hiệu quả hơn những cái khác.

Các mô tả khác của quá trình tạo mã dữ liệu có thể đơn giản hơn nhiều, nhưng chúng bỏ sót thực tế thực hiện một số vấn đề liên quan đến tính tin cậy của ổ cứng rất quan trọng — ấy là định thời gian. Các kỹ sư và nhà thiết kế thường xuyên mở rộng đường biên để ngày càng có nhiều bit thông tin hơn vào trong số lượng giới hạn của các chuyển đảo thông lượng từ tính cho mỗi inch thông lượng. Những gì họ đã nghĩ ra, về cơ bản, là một thiết kế trong đó các bit thông tin được giải mã không chỉ từ việc có hay không có các chuyển đảo thông lượng, mà còn định thời gian giữa các chuyển đảo. Càng chính xác tính thời gian chuyển đảo, càng nhiều thông tin được mã hóa (và sau đó là giải mã) từ thông tin định thời gian.

Trong bất kỳ dạng nào của chuyển tín hiệu nhị phân, việc sử dụng định thời gian là quan trọng. Khi một sóng đọc hay ghi được được biên dịch, định thời gian của từng chuyển đổi điện áp là then chốt. Định thời gian là cái định rõ một bit cụ thể hay ô chuyển đổi — đó là cửa sổ thời gian trong đó ổ đĩa đang ghi hay đang đọc một chuyển đổi. Nếu định thời gian hết, một chuyển đổi điện áp định sẵn được nhận biết tại thời gian sai khi đang nằm ở trong ổ khác, làm cho quá trình chuyển đổi hay mã hóa không hiệu quả, dẫn đến các bit bị bỏ lỡ, bị thêm vào hay bị biên dịch sai. Để bảo đảm việc định thời gian là chính xác, các thiết bị truyền và nhận phải trong sự đồng bộ tốt nhất. Ví dụ, nếu ghi một 0 được thực hiện bằng cách không đặt chuyển đổi trên đĩa trong khoảng thời gian định trước hay trong một ổ định trước, tưởng tượng là ghi 10 bit 0 trong một hàng — bạn có một khoảng thời gian dài (10 ô) không có hoạt động, không có chuyển đổi.

Hãy tưởng tượng đồng hồ trên bộ tạo mà tắt một xíu trong khi đọc dữ liệu so sánh với khi nó được ghi ban đầu. Nếu nhanh, bộ tạo mà có thể nghĩ là trong suốt 10 ô không có chuyển đổi, chỉ có 9 ổ đã thực sự trôi qua. Hay nếu chậm, thay vào đó bộ tạo mã cho rang 11 ổ đã thật sự trôi qua. Trong cả hai trường hợp, điều này dẫn đến một lỗi đọc, nghĩa là những bit được ghi ban đầu sẽ không được đọc như là giống nhau. Để ngăn ngừa các lỗi định thời gian trong mã hóa/giài mã ổ đĩa, sự đồng bộ hóa tốt nhất là cần thiết giữa quy trình đọc và ghi. Sự đồng bộ hóa này thường được hoàn thành bằng cách thêm một tín hiệu định thời gian riêng biệt, gọi là một tín hiệu đồng hồ (clock signal) vào sự chuyển giao giữa hai thiết bị. Các tín hiệu đồng hồ và dữ liệu cũng được kết hợp và truyền đi như một tín hiệu đơn. Hầu hết các hệ thống mã hóa dữ liệu từ tính sử dụng loại kết hợp các tín hiệu đồng hồ và dữ liệu.

Thêm một tín hiệu đồng hồ vào dữ liệu đảm bảo các thiết bị liên lạc biên dịch chính xác các ổ bit đơn. Mỗi ổ bit được giới hạn hai ổ khác chứa chuyển đổi đồng hồ. Bởi vì thông tin đồng hồ được gửi cùng với dữ liệu, các đồng hồ này giữ nguyên đồng bộ, ngay cả khi môi trường chứa một chuỗi dài các bit 0 y hệt. Không may là các ổ chuyển đổi chỉ sử dụng cho định thời gian lại chiếm không gian trên môi trường có thể được sử dụng cho dữ liệu.

Bởi vì số lượng các chuyển đổi thông lượng mà một ổ đĩa có thể ghi trong một khoảng định trước trong một môi trường cụ thể bị giới hạn bởi tính chất vật lý hay mật độ môi trường và công nghệ đầu từ, các kỹ sư ổ đĩa đã phát triển nhiều cách mã hóa dữ liệu bằng cách sử dụng một số lượng tối thiểu các chuyển đổi thông lượng (cân nhấc từ thực tế là một số chuyển đổi thông lượng chỉ dùng cho định thời gian được yêu cầu). Mã hóa tín hiệu cho phép hệ thống sử dụng tối đa công nghệ phần cứng ổ đĩa có sẵn. Mặc dù các hệ thống mã hóa đa dạng đã được thử, chỉ một số còn tồn tại đến ngày nay. Qua nhiều năm, ba loại cơ bản thông dụng nhất là:

• Mã hóa Frequency Modulation.
• Mã hóa Modified Frequency Modulation.
• Mã hóa Run Length Limited.

Những phần sau sẽ tìm hiểu những mã này, chúng hoạt động như thế nào, nơi nào chúng được sử dụng, bất kỳ ưu và khuyết điểm khi ứng dụng nó. Nó sẽ giúp khi bạn đọc các mô tả những hệ thống mã hóa này bởi vì số liệu này mô tả cách từng mà có thể lưu trữ một “X” trên cùng một thiết bị như thế nào.

Đừng bỏ qua thông tin về những loại laptop Predator!