又到了考(bao)驗(lu)閱(nian)歷(ling)的時候了。
在80年代90年代,可是有不少寶貴的代碼數據,都是存儲在這樣的載體之中的,比如DOS版的仙劍1。
辣么,如果現在有一張存儲古早代碼的軟盤到了你手里,你該如何解開其中的歷史秘密?要知道,在今天,你可能連讀取軟盤的設備都很難找到……
要是再磕了碰了,那就更完蛋了。
最近,vsftpd作者、Google Project Zero創始人Chris Evans大佬就遇到了這樣的難題:
在和Phil Pemberton一起恢復存儲在軟盤中的幾個古早游戲代碼時,他們發現,部分軟盤出現了不同程度的損壞,以致于直接用Greaseweazle這樣的設備是無法讀取的。
怎么辦?大佬決心要搞出一個船新的方案,搶救寶貴歷史代碼。
設備也簡單,就用萬能的示波器。
沒錯,就是那種用來測試電路、顯示波形的儀器。
恢復出來的游戲代碼竟然還能玩,而且界面顯示清晰:
這波操作,看得網友直呼:數據考古不要太酷。
▍手敲0和1,100%恢復古早代碼
這里面存儲的模擬信號,用的是最原始的FM調制(頻率調制)。
也就是說,它所存儲的信號0和1,分別會以不同的波形頻率表示。
△這代表的是00101100
以下面這段波形為例,單位周期下,在信號為0時,輸出的頻率是比較慢的;而當信號變成1時,頻率就會突然變快。
因此,只需要找到周期規律,就能判斷一個周期里,信號代表的是0還是1。
但也不能僅僅看峰值來判斷信號是否為1。例如,在這個周期里,就出現了一個“假峰值”,然而人工解讀的結果還是0。
因為這個峰值其實是一個噪音,信號的整體趨勢仍然是下降的,波形的頻率本質上并沒有變化。(但信號為1時,波形會呈現一個完整的周期,起始點和終點的值是非常接近的)
有網友給出了簡單的判斷方法:一個周期過去,如果信號值變化很大,則代表0;如果信號值幾乎不變,則代表1。
據Chris Evans介紹,代表0的正弦波信號,是8μs一個周期;而代表1的正弦波信號,則是4μs一個周期。
這種情況下,用Greaseweazle等“現代設備”直接讀取數據,會出現一個問題。
如果軟盤中的數據,由于各種外部原因(時間久遠、使用次數過多)出現了損壞,那么僅憑機器,是無法從這些帶有大量噪音的數據中完成解讀的。
△就像這樣,有一個扇區出現了問題
但人卻可以輕易看出這些數據中的“規律”,從而判斷信號的狀態。
因此,用示波器將軟盤中傳輸的模擬信號展示出來,再由人工進行解讀,會是個更好的方法。
于是Evans和Pemberton將示波器直接連上了軟盤驅動器的測試點,看看軟盤到底都輸出了些什么信號。
其中,輸入信號會呈現一正一負兩個波形,用來消除一部分噪聲。
從各種“年代久遠”的軟盤解讀出的信號來看,難怪Greaseweazle這些設備讀不出來……(連人也得仔細分辨一會兒)
接下來,就是處理這些神奇的波形了。
為了更好地處理噪音、繪制信號圖像,Evans和Pemberton還用上了Audacity來處理模擬信號。
Audacity是一個免費開源的音頻分析和編輯工具,能夠快速放大和檢查波形,還具有多功能低通濾波器,以及直接繪圖的功能。
另外,Audacity也支持CSV文件的導入。
Evans和他的小伙伴還利用這樣的音頻工具搞出了新的衍生玩法……
比如將速度放慢100倍,聽一聽軟盤記錄的聲音。恢復出來的數據,效果還不錯。
但上面這些,還只能用于數據比較正常的信號。
對于軟盤本身有輕微損壞的信號,想要恢復就變得更困難了。
▍軟盤壞了怎么辦?
要是軟盤上有劃痕,這部分的信號就會變得非常難以辨認。
這是Evans和Pemberton還原的其中一個凹痕的信號,顯然中間那部分,信號振幅(圖中信號的強度)丟失得非常厲害,還自帶噪音。
其中一種方法是,多用幾種不同的軟盤驅動器試試。
先用MF504C軟盤驅動器過濾一下噪音:
好像效果不大。
換上另一個TEAC軟盤驅動器后,顯示的信號更加給力了,但強度還是很?。?/p>
用肉眼分辨的話,難度還是太高了。
鑒于此,Evans和Pemberton又換上了TEC軟盤驅動器,效果好多了,峰值也變得清晰可辨。
除此之外,應對這類信號振幅丟失的情況,還有另一種方法:手工繪制修復。
由于峰值缺失得實在太厲害,只能通過人為修復,繪制部分峰值信號,來解決強度過低的問題。
但無論如何,這些信號都可以被修復。
據作者介紹,上面這些辦法100%可以恢復軟盤中的數據。
除非真的出現了不可抗力。
例如,軟盤的一部分被損壞得很徹底:
這種情況下,軟盤數據就徹底沒辦法恢復了。
所以,家里有“上古寶物”的小伙伴,一定要保護好自己的軟盤!
編輯:jq
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原文標題:太硬核了!大神用示波器恢復軟盤里的游戲
文章出處:【微信號:gh_c472c2199c88,微信公眾號:嵌入式微處理器】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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