Frequency modulation encoding
ফ্রিকোয়েন্সি মড্যুলেশন এনকোডিং, বা কেবল এফএম, তথ্য সংরক্ষণের একটি পদ্ধতি যা প্রাথমিক ফ্লপি ডিস্ক ড্রাইভ এবং হার্ড ডিস্ক ড্রাইভে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছিল। ডিস্ক মিডিয়াতে দেখা "জিটার" নামে পরিচিত সময় প্রভাবগুলিকে সম্বোধন করার জন্য ঘড়ি পুনরুদ্ধারের অনুমতি দেওয়ার জন্য লেখার সময় ডিফারেনশিয়াল ম্যানচেস্টার এনকোডিং ব্যবহার করে ডেটা সংশোধন করা হয়। এটি আইবিএম মেইনফ্রেম ড্রাইভে চালু করা হয়েছিল এবং প্রাথমিক মিনিকম্পিউটার এবং মাইক্রোকম্পিউটার ফ্লপিগুলির মধ্যে প্রায় সর্বজনীন ছিল। ফ্লপিগুলির ক্ষেত্রে, এফএম এনকোডিং একটি-ইঞ্চি ডিস্কে প্রায় 80 কেবি ডেটা সংরক্ষণ করার অনুমতি দেয়। আইবিএম 1970 সালে আরও দক্ষ পরিবর্তিত ফ্রিকোয়েন্সি মড্যুলেশন বা এমএফএম চালু করতে শুরু করে। তারা এই বিন্যাসটিকে "দ্বৈত ঘনত্ব" হিসাবে উল্লেখ করেছেন, মূল এফএমটি পূর্ববর্তীভাবে "একক ঘনত্ব" হয়ে উঠেছে। এমএফএম বাস্তবায়ন করা আরও কঠিন ছিল এবং 1980-এর দশকের গোড়ার দিকে ডাব্লুডি1770-এর মতো কম খরচের অল-ইন-ওয়ান এমএফএম ফ্লপি ড্রাইভ কন্ট্রোলারগুলি আবির্ভূত হয়েছিল। এর ফলে 1980-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে এম. এফ. এম-এর পক্ষে এফ. এম এনকোডিং দ্রুত বিলুপ্ত হয়ে যায়। আধুনিক কম্পিউটারের প্রধান মেমোরি সিস্টেমগুলি দুটি ভিন্ন বৈদ্যুতিক সংকেত, সাধারণত ভোল্টেজ ব্যবহার করে বাইনারি তথ্য সঞ্চয় করে। উদাহরণস্বরূপ, ডি. আর. এ. এম-এ, একটি নির্দিষ্ট প্রান্তিকের উপর ভোল্টেজের উপস্থিতি একটি বাইনারি ভোল্টেজকে উপস্থাপন করে, যেখানে সেই মানের নিচে যে কোনও ভোল্টেজ শূন্যকে উপস্থাপন করে। এ. এস. সি. আই. আই-তে "এ" অক্ষরটি বাইনারিতে 0,1000001 হিসাবে প্রতিনিধিত্ব করা হয়, যা 1970-এর দশকের শেষের দিকে একটি সাধারণ ডি. আর. এ. এম-এ সংরক্ষণ করা যেতে পারে যেমন মোস্টেক এম. কে. 4116 মেমরি তৈরি করা পৃথক ক্যাপাসিটারগুলিতে 0 এবং 5 ভি ভোল্টেজের একটি সিরিজ হিসাবে। বিপরীতে, ফ্লপি ডিস্কের মতো চৌম্বকীয় রেকর্ডিং সিস্টেমগুলি এই তথ্যকে চৌম্বকীয় মেরুকরণের পরিবর্তন হিসাবে রেকর্ড করে। চৌম্বকীয় আবেশ ব্যবহার করে তথ্যগুলি যেভাবে পড়া এবং লেখা হয় তার কারণে এটি হয়। পড়ার সময়, ডিস্কটি ঘূর্ণায়মান থাকে যাতে এর পৃষ্ঠটি একটি ছোট বৈদ্যুতিন চৌম্বক, রিড/রাইট হেড অতিক্রম করে দ্রুত চলে যায়। যখন ডিস্কের চৌম্বকীয় আধানের মেরুকরণ পরিবর্তিত হয়, তখন মাথার মধ্যে বিদ্যুতের একটি সংক্ষিপ্ত স্পন্দন প্ররোচিত হয় যা এক হিসাবে পড়া হয়, যে কোনও অংশে যেখানে মেরুকরণ পরিবর্তন হয় না সেখানে শূন্য উৎপন্ন হয়। একই অক্ষর এ-কে এনকোড করতে, পূর্ববর্তী তথ্য শূন্য দিয়ে শেষ হয়েছে ধরে নিয়ে, একটি ডিস্ক 01111110 ব্যবহার করবে। প্রথম শূন্য-থেকে-এক রূপান্তরের ফলে 1 আউটপুট হয়, নিম্নলিখিতগুলির প্রবাহ কোনও আউটপুট সৃষ্টি করে না এবং অবশেষে শেষ এক-থেকে-শূন্য চূড়ান্ত 1 তৈরি করে। ডেটা এমন প্যাটার্নে সংরক্ষণ করা ছাড়াও যার জন্য তাদের অভ্যন্তরীণ বিন্যাসে এবং থেকে অন-দ্য-ফ্লাই রূপান্তর প্রয়োজন, ডিস্কটি একটি এনালগ সিস্টেম হওয়ার সাথে সম্পর্কিত অতিরিক্ত সমস্যার মুখোমুখি হয়-শব্দ, যান্ত্রিক প্রভাব এবং অন্যান্য সমস্যা। বিশেষত, সময়ের সামান্য পরিবর্তনের কারণে ডিস্কগুলি জিটার নামে পরিচিত একটি প্রভাবের শিকার হয় কারণ আবর্তনের সময় মাধ্যমের গতি বৃদ্ধি পায় এবং ধীর হয়ে যায়। অনিবার্য ঝাঁকুনির একটি রূপ চৌম্বকীয় মাধ্যমের হিস্টেরেসিসের কারণে হয়, যা বিট শিফট নামে পরিচিত একটি প্রভাবের দিকে নিয়ে যেতে পারে যার ফলে চৌম্বকীয় রূপান্তরের স্ট্রিং সময়মতো প্রসারিত হয়। এই প্রভাবগুলি একটি নির্দিষ্ট রূপান্তর কোন বিটের অন্তর্গত তা জানা কঠিন করে তোলে। এই সমস্যা সমাধানের জন্য, ডিস্কগুলিতে লিখিত অতিরিক্ত সংকেত ব্যবহার করে ডিস্কগুলি ঘড়ি পুনরুদ্ধারের কিছু রূপ ব্যবহার করে। যখন তথ্যটি পড়া হয়, তখন ঘড়ির সংকেতটি আলাদা করা হয় এবং ডেটা বিটগুলি তখন সংকেতে স্পষ্টভাবে দেখা যায় এবং মেমরির উপযুক্ত স্লটে পরিষ্কারভাবে সারিবদ্ধ করা হয়। এনকোডিং এফএম এনকোডিং একটি সহজ সিস্টেম ব্যবহার করে মূল তথ্যকে এমনভাবে এনকোড করে যাতে প্রতিটি বিট ডেটাতে কমপক্ষে একটি ট্রানজিশন থাকে, যা নিশ্চিত করে যে একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে একটি সফল ঘড়ি পুনরুদ্ধারের জন্য পর্যাপ্ত ট্রানজিশন রয়েছে। এটি করার জন্য, এটি রেকর্ডিং মিডিয়ার সর্বোচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির দ্বিগুণ মৌলিক ডেটা পিরিয়ডের সাথে কাজ করে। এগুলি "ক্লক উইন্ডোজ" নামে পরিচিত, যেখানে প্রতি উইন্ডোতে একটি পর্যন্ত ক্লক ট্রানজিশন এবং একটি করে ডেটা ট্রানজিশন রয়েছে। যেহেতু প্রতিটি বিট ডেটার জন্য ন্যূনতম দুইবার প্রয়োজন হয়, তাই এফএম এনকোডিং সেই মিডিয়াতে তাত্ত্বিকভাবে সম্ভব পরিমাণের প্রায় অর্ধেক সঞ্চয় করে। এফএম ডিফারেনশিয়াল ম্যানচেস্টার এনকোডিংয়ের একটি বাস্তবায়ন ব্যবহার করে। মূল তথ্যের একটি শূন্য এই সময়ের মধ্যে একটি একক চৌম্বকীয় প্রবাহ রূপান্তর দ্বারা এনকোড করা হয় এবং একটি দুটি রূপান্তর হিসাবে এনকোড করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি মূল সিস্টেমের তথ্যের একটি বাইটে 01000001 বিট থাকে, তবে ফ্লপি ডিস্ক নিয়ামক এটিকে 10111010101011 সিরিজে অনুবাদ করবে, ঘড়ির প্রতিনিধিত্ব করার জন্য প্রতিটি বিটের সামনে অতিরিক্ত সংকেত সন্নিবেশ করবে। যখন এই সংকেতটি রিড/রাইট হেড-এ পাঠানো হয়, তখন প্রতিবার পালস হওয়ার সময় পোলারিটি উল্টে যায়। এই উদাহরণে, যদি শেষ তথ্য লেখার শেষে মাথাটি মূলত নিম্ন অবস্থায় থাকে, তবে শীর্ষস্থানীয় 1 এটিকে উচ্চ অবস্থায় ফিরিয়ে দেবে এবং নিম্নলিখিত শূন্যটি এটিকে সেখানে রেখে যাবে। ফলাফল হল সেই উইন্ডোতে একটি একক রূপান্তর। পরবর্তী বিটটি প্রথমে রাজ্যটিকে নীচের দিকে ফিরিয়ে দেবে এবং তারপরে উইন্ডোতে দুটি রূপান্তরের জন্য এটিকে আবার উচ্চে ফিরিয়ে দেবে। এই রূপান্তরগুলি এনকোড করার জন্য সিস্টেমটিকে হোস্ট কম্পিউটার থেকে ডিজিটাল ডেটা গ্রহণ করতে হবে এবং তারপরে এটিকে অন্তর্নিহিত এফএম বিন্যাসে পুনরায় কোড করতে হবে। পড়ার সময়, সিস্টেমটিকে আবার ঘড়ির সংকেতটি আলাদা করতে হবে এবং শুধুমাত্র ডেটা বিটগুলি রেখে দিতে হবে। যেহেতু এফএম সিস্টেমটি এত সহজ, তাই এটি 1970-এর দশকের শেষের দিকে সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাব্রিকেশন কৌশল ব্যবহার করে একক-চিপ আকারে প্রয়োগ করা যেতে পারে। এটি একটি সম্পূর্ণ ড্রাইভ নিয়ামক বাস্তবায়নের খরচকে ব্যাপকভাবে হ্রাস করে, যার মধ্যে মূলত একটি ঘড়ি, একটি ড্রাইভ নিয়ামক চিপ, হোস্ট কম্পিউটারের সাথে যোগাযোগ করার জন্য একটি চিপ এবং কিছু বাফার মেমরি ছিল। বিশেষ করে জনপ্রিয় ছিল ওয়েস্টার্ন ডিজিটাল এফডি1771 এবং এর বৈচিত্র্য। ডেটা এনকোডিং বনাম বিন্যাস উপরের উপাদানটি ডিস্কে লেখা বাইটগুলিকে বোঝায়, তবে এটি একটি সরলীকরণ। বেশিরভাগ ডিস্কে, তথ্যের একমাত্র একক হল সেক্টর, এবং এর মধ্যে থাকা পৃথক বাইটের নিয়ামকের কাছে কোনও অর্থ নেই। যখন তথ্য লেখা হয়, তখন নিয়ন্ত্রককে একটি সম্পূর্ণ সেক্টরের মূল্যের তথ্য হস্তান্তর করা হয় এবং এটিকে বিটের একটি সিরিজ হিসাবে একক পারমাণবিক অপারেশন হিসাবে লিখতে বলা হয়। নিয়ন্ত্রক শুধুমাত্র এফএম তথ্যের উপর ভিত্তি করে বিটগুলিকে বাইটের সাথে সারিবদ্ধ করতে পারে না। সুতরাং এটি কেবল তথ্যের মধ্যে থাকা বিটগুলিই নয় যা পড়ার সময় সারিবদ্ধ করতে হবে, তবে সামগ্রিকভাবে সেক্টরের তথ্যের সূচনা বিন্দু। এটি এনকোডিং স্কিমের মাধ্যমে সম্পন্ন হয় না, বরং ডিস্ক বিন্যাসের মাধ্যমে সম্পন্ন হয়। নিয়ন্ত্রক যখন তথ্যের একটি সেক্টর লেখেন, তখন এটি একটি হেডার বিভাগ যুক্ত করে যার মধ্যে নিম্নলিখিত ডেটা সম্পর্কে তথ্য থাকে, সেইসাথে সেক্টরের ঠিকানা যাতে ভবিষ্যতে এটি খুঁজে পাওয়া যায়। লেখার প্রক্রিয়া চলাকালীন, নিয়ামক হেডার এবং ডেটার আগে বিশেষ "সিঙ্ক বাইট"-এর একটি সিরিজও লেখেন। আইবিএম ফরম্যাটে, এটি তেরোটি শূন্যের একটি সিরিজ নিয়ে গঠিত যার পরে হেডার এবং ডেটা এলাকার সামনে তিনটি হেক্সাডেসিমাল এ1 রয়েছে। এগুলি এফএম এনকোডেড নয়, তাই নিয়ামক সহজেই এগুলি অন-দ্য-ফ্লাই সনাক্ত করতে পারে। নিয়ামক তথ্যের সূচনা খুঁজে পেতে এই সংকেতগুলিতে লক করে দেয়, যা অবিলম্বে শেষ সিঙ্ক বাইট অনুসরণ করে। এর পরে, এটি প্রতিটি আটটি বিটকে বাফারের পরবর্তী বিটগুলিতে পড়ে। এম. এফ. এম-এর সঙ্গে প্রতিস্থাপন যেহেতু প্রতিটি বিট তথ্যের জন্য এফ. এম সিস্টেমে দুটি রূপান্তর সময়ের প্রয়োজন হয়, তাই এটি ডিস্কের সম্ভাব্য সঞ্চয় ক্ষমতার মাত্র অর্ধেক ব্যবহার করে। এর ফলে আরও উন্নত এনকোডিংয়ের একটি সিরিজ তৈরি হয়েছিল যা উপলব্ধ স্থানটির আরও ভাল ব্যবহার করে। সর্বাধিক ব্যবহৃত প্রতিস্থাপন ছিল পরিবর্তিত ফ্রিকোয়েন্সি মড্যুলেশন বা এম. এফ. এম। এই পদ্ধতিটি প্রতিটি উইন্ডোতে শুধুমাত্র একটি বিট রেকর্ড করে, যা অন্তর্নিহিত ঘড়ির সংকেত তৈরি করে। বিটের মান, 1 বা 0, উইন্ডোর মধ্যে পালসের অবস্থান দ্বারা এনকোড করা হয়েছিল। 1-এর জানালার মাঝখানে পালস দিয়ে এনকোড করা হয়েছিল; 0-এর শেষে পালস দিয়ে। ঘড়ির সংকেত পুনরুদ্ধারের জন্য এম. এফ. এম-এর আরও জটিল সমাধান প্রয়োজন। সাধারণত এটি একটি ফেজ লক লুপ বা অনুরূপ সিস্টেমের রূপ নেয় যা একটি কোলাহলপূর্ণ ইনপুট থেকে একটি স্থির আউটপুট ঘড়ি সংকেত তৈরি করবে। এটি 1970-এর দশকের শেষের দিক থেকে কম খরচের আই. সি-র ক্ষমতার বাইরে ছিল, যে কারণে 1980-এর দশকের গোড়ার দিকে হোম কম্পিউটার যুগে এফ. এম জনপ্রিয় ছিল। এম. এফ. এম. আই. সি পাওয়া যেত, এবং আই. বি. এম. পি. সি-র মতো আরও ব্যয়বহুল প্ল্যাটফর্মে ব্যবহার করা হত, তবে এগুলি ব্যবহার করার জন্য বাহ্যিক হার্ডওয়্যার, "ডেটা সেপারেটর" দ্বারা ঘড়ি পুনরুদ্ধারের প্রয়োজন ছিল। এই সময়কালে আইসি উৎপাদন দ্রুত অগ্রসর হচ্ছিল এবং 1980-এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে অল-ইন-ওয়ান এম. এফ. এম নিয়ন্ত্রক আবির্ভূত হয় এবং বাজার দ্রুত ডাবল-ডেনসিটি বিন্যাসে চলে যায়। তথ্যসূত্র উদ্ধৃতি গ্রন্থপঞ্জি লাইন কোড ঘূর্ণায়মান ডিস্ক কম্পিউটার স্টোরেজ মিডিয়া