그룹 코드화된 기록

Group coded recording

컴퓨터 과학에서 그룹 코드 레코딩 또는 그룹 코드 레코딩(GCR)은 자기 매체상의 데이터를 표현하기 위한 몇 가지 구별되지만 관련된 부호화 방법을 말합니다.첫 번째는 1973년 이후 6250bpi 자기테이프에 사용된 것으로, 변조 [1]코드 그룹에 속하는 RLL(Run Length Limited) 부호화 방식과 결합된 오류 수정 코드입니다.다른 것들은 1980년대 후반까지 일부 마이크로컴퓨터에서 사용된 플로피 디스크 인코딩 방식뿐만 아니라 다른 메인프레임 하드 디스크입니다.GCR은 NRZI 코드의 변형된 형태이지만 반드시 더 높은 전이 [1]밀도를 가집니다.

자기 테이프

그룹 코드 레코딩은 9트랙 릴 투 릴 테이프의 [1]자기 테이프 데이터 저장에 처음 사용되었습니다.이 용어는 1973년에 [2][4]도입된 IBM 3420 Model 4/6/8 Magnetic Tape[2] Unit과 해당 3803 Model 2 Tape Control [3][2]Unit의 개발 과정에서 만들어졌습니다.IBM은 오류 수정 코드 자체를 "그룹 코드 기록"이라고 불렀습니다.단, GCR은 6250bpi(250비트/mm[1]) 테이프의 녹음 포맷을 통칭하게 되었습니다.나중에 에러 정정 코드 없이 같은 RLL 코드를 사용하는 포맷을 말합니다.

자기테이프에 확실하게 읽고 쓰려면 쓰는 신호에 대한 몇 가지 제약조건을 따라야 합니다.첫 번째는 인접한 2개의 플럭스 리버스가 미디어 자체의 자기 특성에 의해 정의되는 미디어에서 일정한 거리에 따라 분리되어야 한다는 것입니다.두 번째는 판독기의 클럭이 기록된 신호와 위상이 일치하도록 충분히 자주 반전되어야 한다는 것입니다. 즉, 신호는 셀프 클럭킹이어야 하며, 가장 중요한 것은 플럭스 전환 밀도에 비례하기 때문에 재생 출력을 충분히 높게 유지해야 합니다.6250 bpi 테이프 이전에는 1600 bpi 테이프가 위상 부호화(PE)라고 불리는 기술을 사용하여 이러한 제약을 충족했습니다.이것은 효율이 50%에 불과했습니다.6250bpi 지상 관제 레이더 테이프 내용은(0,2)런 렝스 제한 부호, 좀 더 상세한.mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output.sfrac.tion,.mw-parser-output.sfrac .tion{디스플레이:inline-block, vertical-align:-0.5em, font-size:85%;text-align:센터}.mw-parser-output.sfrac .num,.mw-parser-output.sfrac .den{사용된다.디스플레이:블록, line-height:1em, 마진:00.1em}.mw-parser-output.sfrac .den{border-top:1px 고체}.mw-parser-output .sr-only{국경:0;클립:rect(0,0,0,0), 높이:1px, 마진:-1px, 오버 플로: 숨어 있었다. 패딩:0;위치:절대, 너비:1px}4/5(0,2)블록 code[1]은 때때로에 지상 관제 레이더(4B-5B)인코딩으로 언급했다.[5]이 코드에서는 데이터 [1]4비트마다 5비트를 써야 합니다.이 코드는 데이터가 무엇이든 코드 내 또는 코드 간에 [1]연속적으로 발생하는 제로비트(플럭스 반전의 결여로 표시됨)가 2개 이하가 되도록 구성되어 있습니다.이 RLL 코드는 9개의 트랙 각각으로 전송되는 데이터에 독립적으로 적용됩니다.

32개의 5비트 패턴 중 8개는 2개의 연속 제로 비트로 시작되며, 나머지 6개는 2개의 연속 제로 비트로 끝납니다.또 1개(10001)는 3개의 연속 제로 비트로 끝납니다.나머지에서 모두 1개의 패턴(1111)을 삭제하면 16개의 적절한 코드 워드가 남습니다.

6250 bpi GCR RLL 코드:[6][7][8][5]

4비트 값 GCR[6][7] 코드
16진수 휴지통 휴지통 16진수
0x0 0000 1.1001 0x19
0x1 0001 1.1011 0x1B
0x2 0010 1.0010 0x12
0x3 0011 1.0011 0x13
0x4 0100 1.1101 0x1D
0x5 0101 1.0101 0x15
0x6 0110 1.0110 0x16
0x7 0111 1.0111 0x17
4비트 값 GCR[6][7] 코드
16진수 휴지통 휴지통 16진수
0x8 1000 1.1010 0x1A
0x9 1001 0.1001 0x09
0xA 1010 0.1010 0x0A
0xB 1011 0.1011 0x0B
0xC 1100 1.1110 0x1E
0xD 1101 0.1101 0x0D
0xE 1110 0.1110 0x0E
0xF 1111 0.1111 0x0F

11개의 니블(xx00 및 0001 제외)은 최상위 비트의 보완을 부가하여 코드를 형성한다.즉, abcd는 abcd로 부호화된다.나머지 5개의 값은 11부터 시작하는 코드가 할당됩니다.형틀 ab00의 니블은 코드 11baa, 즉 ab11용 코드의 비트 리버스이다.코드 0001에는 나머지 값 11011이 할당됩니다.

6250 bpi 테이프의 고밀도로 인해 RLL 코드는 신뢰성 높은 데이터 스토리지를 확보하기에 충분하지 않습니다.RLL 코드 위에 ORC(Optimal Rectangular Code)라는 오류 수정 코드가 적용됩니다.[9]이 코드는 CRC와 유사한 패리티 트랙과 다항식 코드의 조합이지만 오류 검출이 아닌 오류 수정을 위해 구성되어 있습니다.테이프에 기입된 7바이트마다(RLL 부호화 전), 8번째 체크바이트가 계산되어 테이프에 기입된다.읽을 때 패리티는 각 바이트에 대해 계산되며 패리티 트랙의 내용과 함께 배타적 ORED되고 다항식 체크 코드는 계산되어 수신된 체크 코드로 배타적 OR 처리되어 2개의 8비트 신드롬 워드가 생성됩니다.둘 다 0일 경우 데이터에는 오류가 없습니다.그렇지 않으면 테이프 컨트롤러의 오류 수정 논리에 의해 데이터가 호스트로 전송되기 전에 수정됩니다.오류 수정 코드는 단일 트랙에서 임의의 수의 오류를 수정할 수 있으며, 다른 방법으로 잘못된 트랙을 식별할 수 있는 경우 두 트랙에서 오류를 수정할 수 있습니다.

24000bpi로 기록하는 새로운 IBM 하프 인치 18 트랙 테이프 드라이브에서는 4/5(0, 2) GCR이 8비트를 [1]9비트로 매핑하는 보다 효율적인 8/9(0, 3) 변조 코드로 대체되었습니다.

하드 디스크

1970년대 중반 ISS 사업부의 Sperry Univac은 그룹 [10]코딩을 사용하여 메인프레임 비즈니스를 위한 대용량 하드 드라이브를 개발하고 있었습니다.

플로피 디스크

자기 테이프 드라이브와 마찬가지로 플로피 디스크 드라이브도 플럭스 반전 간격(트랜지션이라고도 하며 1비트로 표시됨)에 물리적 한계가 있습니다.

마이크로폴리스

GCR 호환 디스켓 드라이브와 플로피 디스크 컨트롤러(100163-51-8 및 100163-52-6[11] 등)를 제공하는 Micropolis는 1977년 [13][14][15][16]또는 1978년 이후 트랙당 12개의 512바이트 섹터를 저장할 수 있도록 5인치 100tpi 77 트랙 디스켓 드라이브에 그룹 코드[12] 레코딩 기능을 갖춘 데이터 인코딩을 승인했습니다.

마이크로 주변기기

Micro Peripherals, Inc.(MPI)는 1978년 [17][18]초부터 GCR을 구현하는 컨트롤러 솔루션과 단면 B51 및 양면 B52 드라이브와 같은 2배 밀도 5인치 디스크 드라이브를 출시했습니다.

듀랑고

Durango Systems F-85(1978년 9월에[19][20] 도입)는, 독자적인 고밀도 4/5 그룹 부호화 인코딩을 사용해 480 KB의 싱글 사이드의 5 인치 100 tpi 디스켓 드라이브를 사용했습니다.이 기계는 전 Sperry ISS [16]엔지니어가 설계한 Western Digital FD1781 플로피 디스크 컨트롤러와 77트랙 마이크로폴리스 [21]드라이브를 사용하고 있었습니다.Durango 800[22] 시리즈와 같은 이후 모델에서는 [20][23][21][13]디스켓당 960KB(946KB[22][nb 1] 포맷)의 양면 옵션으로 확장되었습니다.

사과

Apple II 플로피 드라이브의 경우, Steve Wozniak은 디스크 II 드라이브 자체와 함께 플로피 컨트롤러를 발명했습니다.

  • 임의의 2개의 1비트 사이에는 최대 1개의 제로비트가 존재할 수 있습니다.
  • 각 8비트 바이트는 1비트로 시작해야 합니다.

이러한 제한을 준수하는 가장 간단한 방법은 차등 맨체스터 인코딩 또는 (디지털) FM(주파수 변조)에 따라 각 데이터 비트 앞에 추가 "클럭" 전환을 기록하는 것입니다.4&4 인코딩으로 알려진 애플 구현에서는 트랙당 256바이트 섹터 10개만 단일 밀도 5인치 플로피에 기록할 수 있었습니다.각 바이트마다 2바이트가 사용됩니다.

1978년 [25]봄 디스크 드라이브를 출하하기 거의 한 달 전에 Wozniak은 보다 복잡한 인코딩 방식을 통해 디스크 상의 각 8비트 바이트가 4비트가 아닌 5비트의 유용한 데이터를 보유할 수 있다는 것을 깨달았습니다.이는 상위 비트가 설정되어 있고 2개의 제로 비트가 행에 없는 34바이트가 있기 때문입니다.이 인코딩 방식은 5 및 3 인코딩으로 알려졌으며 트랙당 13개의 섹터를 허용했습니다.이 방식은 Apple DOS 3.1, 3.2 및 3.2.1 및 Apple CP/M의 초기 버전 [de][26]에 사용되었습니다.

예약된 GCR 코드: 0xAA 및 0xD5.[26]

워즈니악은 이 시스템을 "애플에서 나의 가장 놀라운 경험이자 내가 [25]한 일 중 가장 훌륭한 일"이라고 평가했다.

나중에 플로피 드라이브 컨트롤러의 설계가 변경되어 디스크의 바이트가 최대 1쌍의 제로 비트를 연속해서 포함할 수 있게 되었습니다.이를 통해 각 8비트 바이트는 6비트의 유용한 데이터를 보유할 수 있었고 트랙당 16개의 섹터가 허용되었습니다.이 방식은 6 및 2 [26]인코딩으로 알려져 있으며 Apple Pascal, Apple DOS [28]3[26].3 및 ProDOS에서 사용되었으며 이후 Apple Lisa의 Apple FileWare 드라이브와 Macintosh 및 Apple [29][30]II의 400K 및 800K 3인치 디스크에서 사용되었습니다.애플은 원래 이 스킴을 "GCR"이라고 부르지 않았지만, 나중에 MFM 인코딩 스킴을 사용한 IBM PC 플로피와 구별하기 위해 이 스킴에 적용되었습니다[30].

예약된 GCR 코드: 0xAA 및 0xD5.[26][28]

코모도레

독립적으로 CBM(Commodore Business Machines)은 코모도어 2040 플로피 디스크 드라이브(1979년 봄에 출시)를 위한 그룹 코드 레코딩 체계를 만들었습니다.2040 드라이브의 관련 제약 조건은 한 번에 두 개 이하의 제로 비트가 발생할 수 있다는 것이었습니다. 드라이브는 바이트 단위의 첫 번째 비트에 특별한 제약을 가하지 않았습니다.이것에 의해, 6250 bpi 테이프 드라이브에 사용되고 있는 것과 같은 스킴을 사용할 수 있게 되었습니다.다음 표에 따르면 데이터의 각 4비트가 디스크 상의 5비트로 변환됩니다.

4비트 값 GCR[31] 코드
16진수 휴지통 휴지통 16진수
0x0 0000 0.1010 0x0A
0x1 0001 0.1011 0x0B
0x2 0010 1.0010 0x12
0x3 0011 1.0011 0x13
0x4 0100 0.1110 0x0E
0x5 0101 0.1111 0x0F
0x6 0110 1.0110 0x16
0x7 0111 1.0111 0x17
4비트 값 GCR[31] 코드
16진수 휴지통 휴지통 16진수
0x8 1000 0.1001 0x09
0x9 1001 1.1001 0x19
0xA 1010 1.1010 0x1A
0xB 1011 1.1011 0x1B
0xC 1100 0.1101 0x0D
0xD 1101 1.1101 0x1D
0xE 1110 1.1110 0x1E
0xF 1111 1.0101 0x15

각 코드는 최대 1개의 제로 비트로 시작 및 종료되므로 코드가 연결되어 있어도 부호화된 데이터가 연속해서2개 이상의 제로 비트를 포함하지 않습니다.이 부호화에서는 최대 8비트까지 연속해서1비트를 사용할 수 있습니다.따라서 코모도어에서는 10개 이상의 연속된 1비트 시퀀스를 동기화 마크로 사용했습니다.

이 보다 효율적인 GCR 스킴은 클럭 레이트(존 고정 각속도, ZCAV)를 점진적으로 증가시키고 내부 트랙(존 비트 기록, ZBR)보다 외부 트랙에 더 많은 물리적 섹터를 저장함으로써 고정 비트 밀도 기록 접근 방식과 결합되어 코모도어가 표준 단측 단일 밀도 5에 170kB를 맞출 수 있게 되었습니다.애플이 140kB(6&2 인코딩) 또는 114kB(5&3 인코딩)를 수용할 수 있는 25인치 플로피와 FM 인코딩 플로피에는 88kB만 저장할 수 있습니다.

시리우스/빅토르

마찬가지로 1981/1982년에 Chuck Peddle이 설계한 Victor 9000 Sirius 1의 5.25인치 플로피 드라이브에서는 10비트 GCR과 고정 비트 밀도 레코딩의 조합을 사용하여 9개 존(ZCLV)의 드라이브 회전 속도를 점차 줄였습니다.96 tpi 미디어에서 606 kB(단측) / 1188 kB(양측)[32][33][34][35]의 포맷된 용량을 달성하기 위해 트랙당 rs(ZBR(존 비트 레코딩의 변형)).

오빠

1985년경부터 Brother는 3.5인치 38트랙[nb 2] 디스켓 드라이브를 내장한 전용 워드프로세서 타이프라이터 제품군을 선보였습니다.WP 및 LW 시리즈의 초기 모델 [de]에서는 단면에 최대 120KB[nb 3], 양면 이중 밀도([16][36][37][38]DD) 디스켓에 최대 240KB를[nb 3] 저장하기 위해 12개의 256바이트 섹터를 갖춘 브라더 고유의 그룹 코드 기록 방식을 사용했습니다.보도에 따르면, 프로토타입은 이미 베를린의 Internationale Funkausstellung 1979(IFA)에서 전시되었다.

샤프

1986년 Sharp는 회전식 2.5인치 포켓 디스크 드라이브 솔루션(드라이브: CE-1600F, CE-140F, 내부적으로 FDU-250 섀시를 기반으로 미디어: CE-1650F)을 출시했습니다.포맷 용량은 측면당 62464바이트(2×64kB, 섹터당 16트랙/8바이트)입니다.CR(4/5) [39][40]기록

기타 용도

또한 GCR은 바코드 부호화 방식(패킹 효율성, 타이밍 허용 오차, 타이밍 정보의 스토리지 바이트 양 및 DC 출력 수준)[41]에서의 사용 가능성에 대해서도 평가되었습니다.

「 」를 참조해 주세요.

메모들

  1. ^ Durango 800 시리즈의 제품 팜플렛에는 디스크 드라이브의 포맷된 "온라인 용량"이 1.892 MB로 기재되어 있습니다.그러나 이 시스템에는 기본적으로 2개의 5인치 Micropolis 100 tpi 77 트랙 플로피 드라이브가 장착되어 있으며, 1.892 MB는 다른 다양한 소스에서 문서화된 물리적 드라이브 용량(측면당 480 KB)보다 약 2배 더 큽니다. 따라서 "온라인 용량"으로 볼 때 조합이 사용할 수 있는 스토리지 용량을 의미해야 합니다.2대의 드라이브에 접속합니다.
  2. ^ 소스에서는 브라더 디스켓 포맷과 관련하여 약간 모순되는 매개 변수를 제공합니다.12 섹터 bytes 256 바이트는 40 트랙 드라이브의 한 면에 120 KB를 제공하지만, 한 소스에서는 드라이브가 38 트랙에만 해당한다고 주장합니다.
  3. ^ a b WP-1(1985/1987), WP-5(1987/1989), WP-6(1989), WP-55(1987/1989), WP-500(1987/1989)의 120KB 디스켓 형식(불완전한 목록)을 지원하는 것으로 알려져 있다.다음 모델은 240KB 형식(불완전한 목록)을 지원하는 것으로 알려져 있습니다.WP-70, WP-75(1989), WP-80(1985/1989), WP-3410, WP-3550, WP-3650D, WP-760D+, LW-1(1989), LW-20, LW-30, LW-100

레퍼런스

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  2. ^ a b c CW staff (1973-03-14). "6,250 Byte/In. Density - IBM 3420 Storage More Than Tripled". Computerworld. White Plains, New York, USA. VII (11): 1–2. Retrieved 2017-03-23. IBM added three new models to the 3420 magnetic tape system than can record data at the "densest recording capability yet offered", according to the company. Using a new method called Group Coded Recording (GCR), the IBM drives can handle tapes containing a data density of 6,250 byte/in. compared with 1,600 byte/in. on earlier models of the 3420. […] An upgraded control unit was also announced - the 3803 Model 2 - which operates with both the earlier and latest 3420 tape units. The Model 2 includes the capability of correcting errors in one or two tracks "simultaneously while the tape is in motion", IBM said. […] The GCR method segments data written on tape into groups of characters to which a special coding character is added. And the higher density is based on a combination of a modified coding scheme, a smaller interrecord gap (called an interblock gap) and modified electronics and electromechanical components, IBM said. Installed 3803/3420 tape systems can be converted to the higher densities in the field. […]
  3. ^ "화랑 올드 아이언의". 2004년이다.그 2008-12-25에 원래에서 Archived.[…]나는 Hudson강에 면한 도시에 연구실에 1958년에[…]은 2802 테이프 제어 유닛을 위한 나는 후에나 사용된 납은 디자이너이자 건축가와 그 몇년 후에 움직이면 납은 디자이너이자 건축가는 3803의 한 매우 큰 변경은 2802에 근거한다.3우리 플래너 찰리 VonReyn과 함께, 이름"그룹 문자 음반(지상 관제 레이더)"을 기록 방식의 이름으로 온 기업 상을 3803 공유했다.[…](NB다.한 개발자에 의해 이름을"그룹 문자 녹음"의 기원에 대해 한 익명의 댓글이다.).
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  14. ^ Micropolis Maintenance Manual Floppy Disk Subsystem (PDF) (revision 1, 1st ed.). Micropolis Corporation. February 1979. 1082-04. Archived (PDF) from the original on 2017-06-12. Retrieved 2017-06-12. (NB. 마이크로폴리스 100163-51-8 및 100163-52-6은 GCR 기반입니다.)
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  16. ^ a b c Guzis, Charles "Chuck" P. (2015-09-20). "Multi-platform distribution format". Sydex. Archived from the original on 2017-06-14. Retrieved 2017-06-14. […] At the same time Micropolis was working a 5.25" drive that could hold about as much as an 8", using some tricks. The Micropolis drive was 100 tpi, 77 track and, by using GCR, could hold 12 512-byte sectors per track. That's 462 KiB. This was about 1977-78. […] The […] drive and controller implementation (ours was done by a guy we'd recruited from Sperry ISS) was […] complex and expensive […] Brother WP disks […] are 38 track, single-sided, Brother-encoded GCR that hold […] 120K on 2D floppies. […]
  17. ^ Allen, David (February 1978). "A Minifloppy Interface" (PDF). BYTE. Kansas City, USA. 3 (2): 114, 116–118, 120, 122, 134–125. Archived from the original (PDF) on 2017-06-14. Retrieved 2017-06-14. […] Of the alternative codes used to achieve double density, GCR (Group Coded Recording) looks quite attractive. Micro Peripherals Inc has implemented double density using GCR in a full size floppy disk and controller system currently being marketed. […] GCR is nothing more than the old standby NRZ with its attendant advantages, but, since ordinary NRZ has no clocking information and a potentially high DC content during long strings of ones or zeros, the data is reformatted to eliminate the long strings. The reformatting converts each four bit group of original data into five bits of group coded data; the five bits in the encoded version will always have a mix of ones and zeros, even if the real data is all in one state. Reformatting in GCR can be accomplished in software, as opposed to MFM, etc, which almost unavoidably must be encoded and decoded in hardware. Thus, GCR has good possibilities as a low cost, high reliability scheme for achieving double density. […][1]
  18. ^ "Floppies Claim Improved Performance". Computerworld. CW Communications, Inc. XIII (7): 90. 1979-02-12. Retrieved 2017-06-14.
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  34. ^ "Chapter 7. Disk Drive Assembly". Victor 9000 Technical Reference Manual (PDF). Victor Business Products, Inc. June 1982. pp. 7–1..7–9. 710620. Archived (PDF) from the original on 2017-03-23. Retrieved 2017-03-23. […] Track density is 96 tracks per inch, and recording density is maintained at approximately 8000 bits per inch on all tracks. […] The VICTOR 9000 uses an encoding technique called group code recording (GCR) to convert the data from internal representation to an acceptable form. GCR converts each (4-bit) nibble into a 5-bit code that guarantees a recording pattern that never has more than two zeros together. Then data is recorded on the disk by causing a flux reversal for each "one" bit and no flux reversal for each "zero" bit. […]
  35. ^ Sargent III., Murray; Shoemaker, Richard L.; Stelzer, Ernst H. K. (1988). Assemblersprache und Hardware des IBM PC/XT/AT (in German) (1 ed.). Addison-Wesley Verlag (Deutschland) GmbH / Addison-Wesley Publishing Company. ISBN 3-89319-110-0. . VVA-Nr. 563-00110-4.
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  37. ^ French, Mick (2002-09-13). "Brother WP-6". Retrieved 2017-06-14. […] The 3.5" 240Kb disk drive is a single head Brother part no.13194989 and is connected with a 15 pin ribbon. […] it initializes (formats) the disk to a capacity of 236.5Kb. […]
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  40. ^ Sharp Service Manual Model CE-140F Pocket Disk Drive (PDF). Sharp Corporation. 00ZCE140F/SME. Archived (PDF) from the original on 2017-03-11. Retrieved 2017-03-11.
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추가 정보

외부 링크