В качестве носителя информации для приводов FDD служит дискета {Floppy Disk, сокращенно Floppy). На заре компьютерной эры применялись дискеты формата 8", затем в течение почти двух десятилетий стандартными стали дискеты размером 5,25" а в настоящее время используются дискеты 3,5" (рис. Ю.5).
Конструкция дискет одинакова для всех форматов. Внутри футляра находится пластмассовый диск с нанесенным на него магнитным слоем. В процессе форматирования дискета разбивается на дорожки и секторы - подготавливается для записи на нее информации. На всех дискетах имеется вырез, предназначенный для защиты от случайной записи. После установки дискеты в дисковод для головок чтения/записи доступна лишь небольшая ее часть, ограниченная вырезом. Размеры этого выреза варьируются в зависимости от размера дискеты. Поскольку пластмассовый диск постоянно вращается внутри футляра, то головки просматривают всю область дискеты. Головка привода при этом находится (в отличие от винчестера) в постоянном механическом контакте с поверхностью дискеты.
Рис. 10.5. Дискеты различных форматов Независимо от типа дискеты срок хранения информации, записанной на нее,
зависит от бережного отношения к дискете. Следует иметь в виду следующие правила обращения с дискетами:
П их нельзя переламывать, гнуть или подвергать механическим нагрузкам;
П нельзя касаться пальцами рабочей поверхности дискеты;
П дискеты никогда нельзя подвергать воздействию магнитных полей. Магнитные поля приводят к нарушению намагниченной структуры на дискете. При этом неизбежна потеря хранимой информации. Длительное пребывание дискеты возле силовой сети или монитора PC также приводит к потере данных;
П хранить их следует в специальных упаковках;
П дискеты следует использовать только при температурах от +10° до +53 °С;
П из дисковода дискеты можно извлекать только после того, как погаснет индикатор его работы на передней панели накопителя, чтобы не повредить рабочую поверхность дискеты или головку чтения/записи.
Дискеты 3,5"
Дискеты размером 5,25" имели два существенных недостатка- небольшую емкость и большие размеры; кроме того, их можно было легко повредить, что приводило к потере информации.
Поэтому появились дискеты размером 3,5", которые имеют более прочный корпус.
Конструкция трехдюймовой дискеты имеет несколько преимуществ по сравнению с пятидюймовой. Трехдюймовая дискета помещена в жесткий конверт (рис. 10.6), который хорошо защищает магнитный диск.
Рис. 10.6. Дискета 3,5"
В отличие от пятидюймовой дискеты, в конверте которой имеется большой открытый вырез для доступа головок чтения/записи, у трехдюймовой дискеты он закрыт металлической или пластиковой шторкой для того, чтобы пыль не попадала на рабочую поверхность диска. Эта шторка открывается автоматически только в том случае, если дискета вставлена в дисковод. Один угол дискеты срезан таким образом, что диск начинает вращаться только тогда, когда он правильно вставлен в дисковод. Это служит защитой от некорректной установки. Трехдюймовая дискета снабжена отверстием со скользящей пластиковой задвижкой, служащей для защиты дискеты от записи. Если задвижка закрывает отверстие, то возможны чтение, запись и форматирование дискеты; если не закрывает- дискета защищена от записи. Устройство дискеты 3,5" показано на рис. Ю.7.
Рис. 10.7. Устройство дискеты 3,5"
Хотя площадь рабочей поверхности трехдюймовой дискеты в два раза меньше, чем пятидюймовой, на ней можно хранить больше информации - 1,44 Мбайт или 2,88 Мбайт. Это является результатом использования улучшенного магнитного покрытия и улучшения конструкции. Повышение износостойкости центрального кольца магнитного диска достигается за счет использования металлического кольца.
Почти во всех современных компьютерах применяются накопители на дискетах 3,5" емкостью 1,44 Мбайт. Емкость новейших дисков достигает 2,88 Мбайт. Однако в старых PC иногда применяются диски емкостью 720 Кбайт (стандарт DD - двойной плотности). Диски, используемые в PS/2, позволяют повысить плотность записи на каждой дорожке в два раза (18 секторов на дорожку), благодаря чему объем хранимой информации увеличивается до 1,44 Мбайт. Дискеты стандарта QD (Quadro Density - учетверенная плотность) не нашли широкого применения. На диске высокой плотности имеется прямоугольное отверстие, расположенное напротив окна защиты записи (рис. 10.6). Его наличие свидетельствует о том, что этот диск имеет высокую плотность.
Кроме того, существуют трехдюймовые дискеты со сверхвысокой плотностью записи (стандарт ED), обеспечивающие хранение информации объемом до 2,88 Мбайт (36 секторов на дорожку). Основу их магнитного слоя составляет феррит бария, а само покрытие толще, чем у дисков других стандартов. Это позволяет использовать метод вертикальной записи, при котором магнитные домены оказываются ориентированными в вертикальной, а не в горизонтальной плоскости. Они располагаются более компактно, вследствие чего достигается высокая плотность записи подобных носителей.
Сравнительные характеристики дискет наиболее употребляемых стандартов (а также некоторых устаревших) приведены в табл. 10.4
Таблица 10.4. Параметры гибких магнитных дисков
|
Параметр |
Емкость, Кбайт |
||
|
Количество рабочих сторон |
|||
|
Количество дорожек на каждой стороне |
|||
|
Количество секторов на дорожке |
|||
|
Размер сектора, байт |
|||
|
Количество секторов в кластере |
|||
|
Общее количество секторов на дискете |
|||
|
Ширина дорожки, мм |
|||
|
Основа магнитного слоя |
|||
|
Коэрцитивная сила, Э |
|||
|
Толщина магнитного слоя, мкм |
|||
А контроллер такого устройства принято обозначать аббревиатурой КМД .
Дискеты обычно имеют функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения. Дискеты были массово распространены с 1970-х и до конца 1990-х годов , уступив более ёмким и удобным , DVD и флэш-накопителям .
Промежуточным вариантом между ними и традиционным дискетами являются более современные НГМД использующие картриджи - Iomega Zip , Iomega Jaz; а также магнитооптические носители (МО), LS-120 и другие, в которых комбинировался лазер (используемый для разогрева участка поверхности диска) и магнитная головка (для записи и считывания информации с поверхности диска).
История
- - Алан Шугарт возглавлял команду, которая разрабатывала дисководы в лаборатории фирмы IBM , где были созданы накопители на гибких дисках. Дэвид Нобль (англ. David Noble ), один из старших инженеров, работающих под его руководством, предложил гибкий диск (прообраз дискеты диаметром 8″) и защитный кожух с тканевой прокладкой.
- - фирмой IBM была представлена первая дискета диаметром в 8″ (200 мм) с соответствующим дисководом.
- - Алан Шугарт основывает собственную фирму Shugart Associates .
- - Финне Коннер (англ. Finis Conner ) пригласил Алана Шугарта принять участие в разработке и выпуске дисководов с дисками диаметром 5¼″, в результате чего фирма Shugart Associates, разработав контроллер и оригинальный интерфейс Shugart Associates SA-400, выпустила дисковод для миниатюрных (mini-floppy) гибких дисков на 5¼″, который, быстро вытеснив дисководы для дисков 8″, стал популярным в персональных компьютерах. Компания Shugart Associates также создала интерфейс Shugart Associates System Interface (SASI), который после формального одобрения комитетом ANSI в 1986 году был переименован в Small Computer System Interface (SCSI).
- - Sony выводит на рынок дискету диаметром 3½″ (90 мм). В первой версии (DD) объём составляет 720 килобайт (9 секторов). В 1984 году фирма Hewlett-Packard впервые использовала этот накопитель в своем компьютере HP-150. Поздняя версия (HD) имеет объём 1440 килобайт или 1,44 мегабайт (18 секторов).
- 1984 год - фирма Apple стала использовать накопители 3½″ в компьютерах Macintosh
- 1987 год - 3½″ HD накопитель появился в компьютерных системах PS/2 фирмы IBM и становится стандартом для массовых ПК.
- 1987 год - официально представлены разработанные в 1980-х годах фирмой Toshiba Corporation дисководы сверхвысокой плотности (англ. Extra High Density, ED ) носителем для которых служила дискета ёмкостью 2880 килобайт или 2,88 мегабайт (36 секторов).
- 2011 год - фирма Sony в марте 2011 года поставила точку в истории дискет, официально прекратив производство и продажу дискет 3½″.
Форматы, в зависимости от диаметра диска
8″
Конструктивно дискета 8″ представляет собой диск из полимерных материалов с магнитным покрытием, заключенный в гибкий пластиковый футляр. В футляре имелись отверстия: большое круглое в центре - для шпинделя, маленькое круглое - окно индексного отверстия, позволяющего определить начало сектора и прямоугольное с закруглёнными концами - для магнитных головок дисковода. Также внизу располагалась выемка, сняв наклейку с которой, можно было защитить диск от записи.
Форматы дискеты различались количеством секторов на дорожке. В зависимости от формата, дискеты 8″ вмещали следующие объемы информации: 80, 256 и 800 КБ.
5¼″
Дискета 5¼″
Конструкция пятидюймовой дискеты мало отличалась от восьмидюймовой: окно индексного отверстия располагалось справа а не сверху, прорезь для защиты от записи - тоже в правой части дискеты. Для лучшей сохранности диска его футляр делался более жестким, укреплённым по периметру. Для предотвращения преждевременного износа между футляром и диском размещалась антифрикционная прокладка, а края приводного отверстия были укреплены пластиковым или металлическим кольцом (в дискетах высокой плотности это кольцо обычно отсутствовало, так как погрешности его расположения на дискете могут привести к проблемам, возникающим при позиционировании головок).
Существовали дискеты с жёсткой разбивкой на сектора: они отличались наличием нескольких индексных отверстий по количеству секторов. В дальнейшем от такой схемы отказались.
Как дискеты, так и дисководы пятидюймовых дисков существовали одно- и двусторонние. При использовании одностороннего дисковода считать вторую сторону просто перевернув дискету не удавалось из-за расположения окна индексного отверстия - для этого требовалось бы наличие аналогичного окна, расположенного симметрично существующему. Механизм защиты данных также был пересмотрен - окно располагалось справа, и заклеенное отверстие означало защищенный диск. Это было сделано для защиты от неправильной установки.
Форматы записи на пятидюймовые дискеты позволяли хранить на ней 110, 360, 720 или 1200 килобайт данных.
3½″
Принципиальным отличием дискеты 3½″ является жёсткий пластмассовый корпус. Вместо индексного отверстия в дискетах диаметром 3½″ используется металлическая втулка с установочным отверстием, которая находится в центре дискеты. Механизм дисковода захватывает металлическую втулку, а отверстие в ней позволяет правильно позиционировать дискету, поэтому отпала необходимость делать для этого отверстие непосредственно в магнитном диске. В отличие от 8″ и 5¼″ дискет, окно для головок дискеты 3½″ закрыто сдвижной металлической заслонкой, которая открывается при установке её в дисковод. Защита от записи выполнена сдвигающейся шторкой в нижнем левом углу. Снизу справа находятся окошки, позволяющие схеме дисковода по количеству отверстий определить плотность записи на дискету:
- нет - 720 Кб,
- одно - 1,44 Мб,
- два - 2,88 Мб.
Несмотря на многие недостатки - чувствительность к магнитным полям и недостаточную уже к середине 90-х годов ёмкость, формат 3½″ продержался на рынке более четверти века, уйдя лишь после появления доступных по цене накопителей на основе флеш-памяти .
Устройство дискеты 3½″
1 - окошко, определяющее плотность записи (на другой стороне - переключатель защиты от записи); 2 - основа диска с отверстиями для приводящего механизма; 3 - защитная шторка открытой области корпуса; 4 - пластиковый корпус дискеты; 5 - антифрикционная прокладка; 6 - магнитный диск; 7 - область записи (красным условно выделен один сектор одной дорожки).
Iomega Zip
Дискета Zip-250
К середине 90-х ёмкости дискеты даже в 2,88 Мб уже было недостаточно. На смену дискете 3,5″ претендовали несколько форматов, среди которых наибольшую популярность завоевали дискеты Iomega Zip. Так же как и дискета 3,5″, носитель Iomega Zip представлял собой мягкий полимерный диск, покрытый ферромагнитным слоем и заключённый в жёсткий корпус с защитной шторкой. В отличие от 3,5″-дискеты, отверстие для магнитных головок располагалось в торце корпуса, а не на боковой поверхности. Существовали дискеты Zip на 100, 250, а к концу существования формата - и 750 Мб. Кроме бо́льшего объёма диски Zip обеспечивали более надёжное хранение данных и более высокую скорость чтения и записи, чем 3,5″. Однако они так и не смогли вытеснить трёхдюймовые дискеты из-за высокой цены как дисководов, так и дискет, а также из-за неприятной особенности приводов, когда дискета с механическим повреждением диска выводила из строя дисковод, который в свою очередь мог испортить вставленную в него после этого дискету.
Форматы
| Формат | Год возникновения | Объём в килобайтах |
|---|---|---|
| 8″ | 80 | |
| 8″ | 256 | |
| 8″ | 800 | |
| 8″ двойной плотности | 1000 | |
| 5¼″ | 110 | |
| 5¼″ двойной плотности | 360 | |
| 5¼″ четырёхкратной плотности | 720 | |
| 5¼″ высокой плотности | 1200 | |
| 3″ | 360 | |
| 3″ двойной плотности | 720 | |
| 3½″ двойной плотности | 720 | |
| 2″ | 720 | |
| 3½″ высокой плотности | 1440 | |
| 3½″ расширенной плотности | 2880 |
Следует отметить, что фактическая ёмкость дискет зависела от способа их форматирования. Поскольку, кроме самых ранних моделей, практически все флоппи-диски не содержали жёстко сформированных дорожек, дорога для экспериментов в области более эффективного использования дискеты была открыта для системных программистов. Результатом стало появление множества не совместимых между собою форматов дискет даже под одними и теми же операционными системами.
Форматы дискет в оборудовании IBM
«Стандартные» форматы дискет IBM PC различались размером диска, количеством секторов на дорожке, количеством используемых сторон (SS обозначает одностороннюю дискету, DS - двухстороннюю), а также типом (плотностью записи) дисковода - тип дисковода маркировался:
- SD (англ. Single Density , одинарная плотность, впервые появился в IBM System 3740),
- DD (англ. Double Density , двойная плотность, впервые появился в IBM System 34),
- QD (англ. Quadruple Density , четверная плотность, использовался в отечественных клонах Robotron-1910 - 5¼″ дискета 720 К, Amstrad PC, ПК Нейрон - 5¼″ дискета 640 К),
- HD (англ. High Density , высокая плотность, отличался от QD повышенным количеством секторов),
- ED (англ. Extra High Density , сверхвысокая плотность).
В дополнительных (нестандартных) дорожках и секторах иногда размещали данные защиты от копирования проприетарных дискет. Стандартные программы, такие, как diskcopy , не переносили эти сектора при копировании.
| Параметр магнитного покрытия | 5¼″ | 3½″ | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Двойная плотность (DD) | Четверная плотность (QD) | Высокая плотность (HD) | Двойная плотность (DD) | Высокая плотность (HD) | Сверхвысокая плотность (ED) | |
| Основа магнитного слоя | Fe | Co | Co | |||
| Коэрцитивная сила , | 300 | 300 | 600 | 600 | 720 | 750 |
| Толщина слоя магнитного слоя , микродюйм | 100 | 100 | 50 | 70 | 40 | 100 |
| Ширина дорожки, мм | 0,300 | 0,155 | 0,115 | 0,115 | 0,115 | |
| Плотность дорожек | 48 | 96 | 96 | 135 | 135 | 135 |
| Линейная плотность | 5876 | 5876 | 9646 | 8717 | 17434 | 34868 |
| Ёмкость (после форматирования) |
360 | 720 | 1200 (1213952) |
720 | 1440 (1457664) |
2880 |
| Диаметр диска, ″ | 5¼″ | 3½″ | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Емкость диска, Кбайт | 1200 | 360 | 320 | 180 | 160 | 2 880 | 1 440 | 720 |
| Байт описания носителя в MS-DOS | F9 16 | FD 16 | FF 16 | FC 16 | FE 16 | F0 16 | F0 16 | F9 16 |
| Количество сторон (головок) | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 |
| Количество дорожек на каждой стороне | 80 | 40 | 40 | 40 | 40 | 80 | 80 | 80 |
| Количество секторов на дорожке | 15 | 9 | 8 | 9 | 8 | 36 | 18 | 9 |
| Размер сектора, байт | 512 | |||||||
| Количество секторов в кластере | 1 | 2 | 2 | 1 | 1 | 2 | 1 | 2 |
| Длина FAT (в секторах) | 2 | 2 | 1 | 2 | 1 | 9 | 9 | 3 |
| Количество FAT | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Длина корневого каталога в секторах | 14 | 7 | 7 | 4 | 4 | 15 | 14 | 7 |
| Максимальное количество элементов в корневом каталоге | 224 | 112 | 112 | 64 | 64 | 240 | 224 | 112 |
| Общее количество секторов на диске | 2400 | 720 | 640 | 360 | 320 | 5 760 | 2 880 | 1 440 |
| Количество доступных секторов | 2371 | 708 | 630 | 351 | 313 | 5 726 | 2 847 | 1 426 |
| Количество доступных кластеров | 2371 | 354 | 315 | 351 | 313 | 2 863 | 2 847 | 713 |
Форматы дискет в прочем зарубежном оборудовании
Дополнительную путаницу внёс тот факт, что компания Apple использовала в своих компьютерах Macintosh дисководы, применяющие иной принцип кодирования при магнитной записи, чем на IBM PC - в результате, несмотря на использование идентичных дискет, перенос информации между платформами на дискетах не был возможен до того момента, когда Apple внедрила дисководы высокой плотности SuperDrive, работавшие в обоих режимах.
Достаточно частой модификацией формата дискет 3½″ является их форматирование на 1,2 Мб (с пониженным числом секторов). Эта возможность обычно может быть включена в BIOS современных компьютеров. Такое использование 3½″ характерно для Японии и ЮАР . В качестве побочного эффекта, активация этой настройки BIOS обычно даёт возможность читать дискеты, отформатированные с использованием драйверов типа 800.
Особенности использования дискет в отечественной технике
Кроме вышеперечисленных вариаций форматов, существовал целый ряд усовершенствований и отклонений от стандартного формата дискет:
- например, для RT-11 и её адаптированных в СССР версий количество находящихся в обороте несовместимых форматов дискеты превышало десяток. Наиболее известные - применяемые в ДВК MX, MY;
- также известны 320/360 Кб дискеты Искра-1030/Искра-1031 - фактически представляли из себя SS/QD дискеты, но их загрузочный сектор был отмаркирован как DS/DD. В результате стандартный дисковод IBM PC не мог прочесть их без использования специальных драйверов (типа 800.com), а дисковод Искра-1030/Искра-1031 , соответственно, не мог читать стандартные дискеты DS/DD от IBM PC.
Драйвер pu_1700 позволял также обеспечивать форматирование со сдвигом и интерливингом секторов - это ускоряло операции последовательного чтения-записи, так как головка при переходе на следующий цилиндр, оказывалась перед первым сектором. При использовании обычного форматирования, когда первый сектор всегда находится за индесным отверстием (5¼″) или за зоной прохождения над герконом или датчиком Холла магнитика, закреплённого на моторе (3½″), за время шага головки начало первого сектора успевает проскочить, поэтому дисководу приходится накидывать лишний оборот.
Специальные драйверы-расширители BIOS (800, pu_1700, vformat и ряд других) позволяли форматировать дискеты с произвольным числом дорожек и секторов. Поскольку дисководы обычно поддерживали от одной до 4 дополнительных дорожек, а также позволяли, в зависимости от конструкционных особенностей, отформатировать на 1-4 сектора на дорожке больше, чем положено по стандарту, эти драйвера обеспечивали появление таких нестандартных форматов как 800 Кб (80 дорожек, 10 секторов) 840 Кб (84 дорожки, 10 секторов) и т. д. Максимальная ёмкость, устойчиво достигавшаяся таким методом на 3½″ HD-дисководах, составляла 1700 Кб. Эта техника была впоследствии использована в форматах дискет DMF Майкрософт , расширившим ёмкость дискет до 1,68 Мб за счёт форматирования дискет на 21 сектор (например, в дистрибутивах Windows 95), аналогично формату XDF фирмы IBM , который использовался в дистрибутивах OS/2 .
Сохранность информации
Одной из главных проблем, связанных с использованием дискет, была их недолговечность. Магнитный диск мог относительно легко размагнититься от воздействия металлических намагниченных поверхностей, природных магнитов, электромагнитных полей вблизи высокочастотных приборов, что делало хранение информации на дискетах достаточно ненадежным.
Наиболее уязвимым элементом конструкции дискеты был жестяной или пластиковый кожух, закрывающий собственно гибкий диск: его края могли отгибаться, что приводило к застреванию дискеты в дисководе, возвращавшая кожух в исходное положение пружина могла смещаться, в результате кожух дискеты отделялся от корпуса и больше не возвращался в исходное положение. Сам пластиковый корпус дискеты не служил достаточной защитой гибкого диска от механических повреждений (например, при падении дискеты на пол), которые выводили магнитный носитель из строя. В щели между корпусом дискеты и кожухом могла проникать пыль.
Массовое вытеснение дискет из обихода началось с появлением перезаписываемых компакт-дисков, и особенно, носителей на основе флеш-памяти , обладающих на порядки большей ёмкостью, большей скоростью обмена и бо́льшим фактическим числом циклов перезаписи и долговечностью.
Современное положение
Внешний дисковод с USB-интерфейсом
В настоящее время использование дискет практически прекращено. С 2010 года выпускается большое количество материнских плат для настольных персональных компьютеров, которые вообще не содержат разъёма для подключения дисковода. Из ноутбуков встроенные дисководы полностью исчезли ещё несколькими годами ранее.
Электронные ключи при работе с системами «Банк-клиент» , обеспечивающие электронную цифровую подпись документа, ранее распространявшиеся на дискетах, всё чаще выпускаются в виде флешки с функцией биометрической защиты.
При установке драйверов для оборудования (например, RAID -массива) во время установки современных ОС семейства MS Windows (Windows Vista , Windows Server 2008 R2 , Windows 7) также может применяться флеш-накопитель.
В случае отсутствия дисководов, подключаемых в соответствующий «классический» интерфейсный разъём на материнской плате, можно воспользоваться внешним устройством, имеющим USB - или SCSI -интерфейс.
Флоппинет
Английскому названию дискеты «флоппи-диск» обязан своим появлением неформальный термин «Флоппинет », обозначающий использование сменных носителей информации (в первую очередь, именно дискет - флоппи-дисков) для переноса файлов между компьютерами. Приставка «-нет» в ироничной форме сравнивает такой способ передачи информации с подобием компьютерной сети в то время, когда использование «настоящей» компьютерной сети по каким-либо причинам невозможно. Также иногда используется термин «дискетные сети».
Символичность
Изображение трёхдюймовой дискеты до сих пор используется в приложениях с графическим интерфейсом в качестве значка для кнопок и пунктов меню Сохранить .
Примечания
Литература
- Воройский Ф. С. Информатика. Новый систематизированный толковый словарь-справочник. - 3-е изд. - М .: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 760 с. - (Введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах). - ISBN 5-9221-0426-8
Ссылки
Дискета , гибкий магнитный диск (ГМД ), флоппи-диск , жарг. флоп − переносной магнитный носитель информации. Представляет собой диск из пластика, покрытый магнитным материалом и помещённый в защитный конверт.
Чтение и запись информации на дискету производится посредством дисковода. Запись производится головкой дисковода, скользящей пращающемуся диску и намагничивающей поверхность.
История
· 1971 - Первая дискета диаметром в 200 мм (8″) с соответствующим дисководом была представлена фирмой IBM. Обычно само изобретение приписывается Алану Шугарту, работавшему в конце 1960-х годов в IBM.
· 1973 - Алан Шугерт основывает собственную фирму Shugart Associates.
· 1976 - Алан Шугерт разработал дискету диаметром 5,25″.
· 1981 - Sony выводит на рынок дискету диаметром 3,5″ (90 мм). В первой версии объём составляет 720 килобайт (9 секторов). Поздняя версия имеет объём 1440 килобайт или 1,40 мегабайт (18 секторов). Именно этот тип дискеты становится стандартом (после того, как IBM использует его в своём IBM PC).
Позже появились так называемые ED-дискеты (от англ. Extended Density - «расширенная плотность»), имевшие объём 2880 килобайт (36 секторов), которые так и не получили широкого распространения
Конструкция дискеты
Основными компонентами дискеты являются магнитный диск, хранящий информацию и конверт, выполняющий защитную функцию для диска.
Конверт 8- и 5,25-дюймовых дискет был сделан из материала, позволяющего достаточно легко его изгибать, что и стало поводом называть их «гибкими». 3,5-дюймовые дискеты уже производились в жёстком пластмассовом корпусе, но название за ними сохранилось.
В конверте сделано два основных отверстия: одно в центре для того, чтобы шпиндельный двигатель мог захватить и вращать магнитный диск, другое вытянуто от центра к краю, и служит для того, чтобы головки могли касаться поверхности диска. у двусторонних дискет для этого по отверстию с каждой стороны. У трёхдюймовых дискет отверстия для головок при транспортировке закрыты шторкой, которая открывается механикой дисковода при вставлении дискеты.
На конверте также располагается окошко или вырез для защиты от записи. На 8- и 5-дюймовых дискетах для защиты требуется заклеить вырез (для чего вместе с дискетой поставлялся кусочек бумаги с клеевым слоем). На 3-дюймовой дискете достаточно передвинуть ползунок в окошке, чтобы оно открылось.
Организация информации на дискете
Физически, информация на дискете представляет собой последовательность намагниченных в разных направлениях участков, последовательности намагничивания определяются ошибкоустойчивым кодированием.
Данные на дискету записываются концентрическими дорожками, вдоль направления вращения диска. Стандартно на стороне дискеты помещается 40 или 80 дорожек. Обычно есть возможность записать ещё 2-4 дорожки, но это уже определяется механическими ограничителями.
Каждая дорожка при этом разбита на несколько секторов. Посекторная запись обеспечивает произвольный доступ достаточно небольшими фрагментами. Некоторые системы производят чтение и запись дорожки целиком, и тогда разбитие на сектора может либо не производиться, либо быть чисто логическим. Обычно размер сектора составляет 512 Б, хотя некоторые системы используют значения от 128 до 1024 Б. 512-битных секторов обычно помещается на дискету 9 (двойная плотность записи), 15 (5-дюймовые дискеты высокой плотности) или 18 (3-дюймовые дискеты высокой плотности).
Следует отметить, что фактическая ёмкость дискет зависела от способа их форматирования. Поскольку кроме самых ранних моделей, практически все флоппи-диски не содержали жёстко сформированных дорожек, дорога для экспериментов в области более эффективного использования дискеты была открыта для системных программистов. Результатом стало появление множества не совместимых между собою форматов дискет даже под одними и теми же операционными системами. Например, для RT-11 и её адаптированных в СССР версий количество находящихся в обороте несовместимых форматов дискеты превышало десяток. (Наиболее известные - MX, MY применяемые в ДВК).
Дополнительную путаницу внёс тот факт, что компания Apple использовала в своих компьютерах Macintosh дисководы, применяющие иной принцип кодирования при магнитной записи, чем на IBM PC. В результате, несмотря на использование идентичных дискет, перенос информации между платформами на дискетах не был возможен до того момента, когда Apple внедрила дисководы высокой плотности SuperDrive, работавшие в обоих режимах.
«Стандартные» форматы дискет IBM PC различались размером диска, количеством секторов на дорожке, количеством используемых сторон (SS обозначает одностороннюю дискету, DS - двухстороннюю), а также типом (плотностью записи) дисковода. Тип дисковода маркировался как SD - одинарная плотность, DD - двойная плотность, QD - четверная плотность (использовался в клонах, таких как Robotron-1910 - 5,25″ дискета 720 К, Amstrad PC, ПК Нейрон - 5,25″ дискета 640 К, HD - высокая плотность (отличался от QD повышенным количеством секторов), ED - расширенная плотность.
8-дюймовые дисководы долгое время были предусмотрены в BIOS и поддерживались MS-DOS, но точной информации о том, поставлялись ли они потребителям, нет (возможно, поставлялись предприятиям и организациям и не продавались физическим лицам).
Кроме вышеперечисленных вариаций форматов, существовал целый ряд усовершенствований и отклонений от стандартного формата дискет.
Наиболее известные - 320/360 Кб дискеты Искра-1030/Искра-1031 - фактически представляли из себя SS/QD дискеты, но бут-сектор их был отмаркирован как DS/DD. В результате стандартный дисковод IBM PC не мог прочесть их без использования специальных драйверов (800.com), а дисковод Искра-1030/Искра-1031, соответственно, не мог читать стандарные дискеты DS/DD от IBM PC.
Специальные драйверы-расширители BIOS 800, pu_1700 и ряд других позволяли форматировать дискеты с произвольным числом дорожек и секторов. Поскольку дисководы обычно поддерживали от одной до 4 дополнительных дорожек, а также позволяли, в зависимости от конструкционных особенностей, отформатировать на 1-4 сектора на дорожке больше, чем положено по стандарту, эти драйвера обеспечивали появление таких нестандартных форматов как 800 Кб (80 дорожек, 10 секторов) 840 Кб (84 дорожки, 10 секторов) и т. д. Максимальная ёмкость, устойчиво достигавшаяся таким методом на 3,5″ HD-дисководах, составляла 1700 Кб.
Эта техника была впоследствии использована в Windows 98, а также Майкрософтовском формате дискет DMF, расширившим ёмкость дискет до 1,68 Мб за счёт форматирования дискет на 21 сектор в аналогичном IBMовском формате XDF.
XDF использовался в дистрибутивах OS/2, а DMF - в дистрибутивах различных программных продуктов от Майкрософт.
Драйвер pu_1700 позволял также обеспечивать форматирование со сдвигом и интерливингом секторов - это ускоряло операции последовательного чтения-записи, но лишало совместимости даже при стандартном количестве секторов, сторон и дорожек.
Наконец, достаточно частой модификацией формата дискет 3,5″ является их форматирование на 1,2 Мб (с пониженным числом секторов). Эта возможность обычно может быть включена в BIOS современных компьютеров. Такое использование 3,5″ характерно для Японии и ЮАР. В качестве побочного эффекта, активация этой настройки BIOS обычно даёт возможность читать дискеты, отформатированные с использованием драйверов типа 800.
В дополнителных (нестандартных) дорожках и секторах иногда размещали данные защиты от копирования проприетарных дискет. Стандартные программы, такие как diskcopy , не переносили эти сектора при копировании.
Неформатированная ёмкость дискеты 3,5″, определяемая плотностью записи и площадью носителя, составляет 2 Мб.
Высота дисковода для 5,25″ дискет равна 1 U. Все дисководы компакт-дисков, включая Blu-ray, имеют ширину и высоту такую же, как у 5,25″ дисковода (это не относится к дисководам ноутбуков).
Ширина дисковода 5,25″ почти равна трём его высотам. Это иногда использовали производители корпусов ЭВМ, где три устройства, помещённые в квадратную «корзину», могли быть вместе с ней переориентированы с горизонтального на вертикальное расположение.
Исчезновение
Одной из главных проблем, связанных с использованием дискет, была их недолговечность. Наиболее уязвимым элементом конструкции дискеты был жестяной или пластиковый кожух, закрывающий собственно гибкий диск: его края могли отгибаться, что приводило к застреванию дискеты в дисководе, возвращавшая кожух в исходное положение пружина могла смещаться, в результате кожух дискеты отделялся от корпуса и больше не возвращался в исходное положение. Сам пластиковый корпус дискеты не служил достаточной защитой гибкого диска от механических повреждений (например, при падении дискеты на пол), которые выводили магнитный носитель из строя. В щели между корпусом дискеты и кожухом могла проникать пыль.
На другой используются (использовались) специальные внешние носители (дискеты и диски). Естественно технологии не стоят на месте и придумываются все новые и новые устройства, либо же усовершенствуются старые в плане скорости передачи данных и объема памяти.
В этой статье мы рассмотрим, как и когда появились первые диски, дискеты, а также их основные характеристики и особенности.
Дискета 8” (дюймов) – В 1971 году впервые была представлена 8-дюймовая дискета и дисковод для нее. Эту дискету выпустила компания IBM. Сам диск состоит из полимерного материала с магнитным покрытием в пластиковой упаковке. В зависимости от количества секторов такие дискеты имели разный объем и подразделялись на 80 кб, 256 кб и 800 кб.
Дискета 5,25” – В 1976 году компания Shugart Associates разработала и выпустила дисковод и дискеты размером 5,25 дюймов. 5-дюймовые дискеты быстро приобрели популярность и вытеснили своих предшественников. Эта дискета мало чем отличалась от 8-дюймовых родителей, разве что она была меньше по размеру, пластиковое покрытие было жестче, а края приводного отверстия были укреплены пластиковым кольцом. Такие диски (в зависимости от формата) умещали в себе 110, 360, 720 или 1200 килобайт данных.
Дискета 3,5” – В 1981 году компания Sony впервые демонстрирует дискету размером 3,5 дюйма. Эта дискета уже конкретно отличалась от предыдущих. Дискету покрывал жесткий корпус, в центре дискеты располагалась металлическая втулка, которая позволяла правильно позиционировать ее в дисководе. Дискеты в основном были 1,44 МБ, но встречались и 720 кб, а также и 2,88 МБ. Этот вид дискет больше всего продержался на рынке и даже до сих пор используется во многих структурах и учреждениях.
Iomega ZIP – В середине 90-х на смену 3,5 дюймовым дискетам пришли ZIP-диски. Внешне они напоминали 3,5” дискеты, но были немного толще. Предполагалось, что они заменят предыдущее поколение, так как 1,44 МБ было уже недостаточно для хранения данных. ZIP диски выпускались объемом 100 МБ и 250 МБ (На закате даже встречались 750 МБ). Но диски так и не приобрели популярность, так как дисководы и сами диски стоили очень дорого, поэтому люди так и остались верны 3,5” товарищам.
КОМПАКТ-ДИСКИ (CD-ROM/CD-RW/DVD-ROM/DVD+R/DWD-R/DVDRWBlueRay)
Впервые компакт-диск был разработан компанией Sony аж в 1979 году, а в 1982 году началось массовое производство этих дисков. Изначально хотели использовать CD только для аудиозаписей, но позже стали хранить на них вообще все цифровые данные. Вице-президент компании Sony настаивал чтобы на диске могла полностью уместиться девятая симфония Бетховена, которая занимала 74 минуты (под руководством Вильгельма Фуртвенглера), тогда на таком диске уместилось бы любое классическое произведение. Если брать объем данных, то такая дискета вмещала 650 МБ. Начиная где-то с 2000 года стали выпускаться диски объемом 700 МБ (80 минут).
Сам диск состоит из поликарбоната, покрытого тонким слоем металла (алюминия, серебра) , который в свою очередь покрывается тонким слоем лака.
В 1988 году появляется формат CD-R (Recordable — Записываемый). Это тот же самый компакт диск, но пустой, иными словами «Болванка». На нее можно было записывать любую информацию, но потом ее удалить с диска было нельзя.
В 1997 году появляется формат CD-RW (ReWritable — Перезаписываемый). Это то тже самый CD-R, только теперь данные с него можно было стирать и записывать другие.
DVD (Digital Video Disk – Цифровой видео диск) – диск имел те же размеры, что и обычный CD и внешне ничем не отличался, но имел более плотную структуру. Первые диски появились в Японии в 1996 году, а их объем составлял 1,46 ГБ (DVD-1), что превосходило обычные CD в два раза. Наибольшую популярность приобрели DVD объемом 4,7 ГБ (DVD-5). Максимальный объем DVD составляет 17,08 ГБ (DVD-18).
DVD-R – первый DVD-R был выпущен в 1997 году и его стоимость составляла 50 долларов, а объем 3,95 ГБ. Многие задаются вопросом: чем отличается DVD-R от DVD+R? Всё очень просто. С них обоих нельзя стирать информацию, но на «+» можно до записывать, а на «-» нельзя.
DVD-RAM – Перезаписываемые диски, но в отличие от DVD-RW их можно перезаписывать хоть 100000 раз (обычные рассчитаны на 1000). Также информация считывается намного быстрее и запись на него происходит как на съемный жесткий диск, т.е. без дополнительного софта. Конечно такой диск и стоит дороже, да еще и не во всех проигрывателях может считываться.
BD (BlueRay Disc) – диск с более высокой плотностью, чем DVD. В основном рассчитан на то, чтобы записывать туда фильмы повышенной четкости. Диск впервые был представлен широкой массе в 2006 году. Его объем составляет 25 ГБ (однослойные) и 50 ГБ (двухслойные). Также имеются мини BD 7,8 ГБ.
Диск (floppy disk, diskette ) - сменный носитель информации, используемый для многократной (или почти многократной…) записи и хранения данных.
Несколько десятилетий назад были такие носители информации как дискеты, которые были большими, а компьютеры «дискетных» времён скоростью похвастаться не могли. С тех пор, однако, мир сильно изменился: дискеты сначала сильно уменьшились в размерах, а после и вовсе повымерли, уступив место компакт-дискам (жизнь последних тоже уже практически закончилась). Компьютеры же значительно прибавили в скорости и обзавелись значительно большей памятью.
Ёмкость 5-дюймовых дискет (точный габарит - 5,25’’) находится, в зависимости от года выпуска, в диапазоне от 360 Кб до 1,2Мб. Скорость чтения данных с неё - 500 кбит/с. Начало выпуска - 1976 год.
В 1990-е и первую половину «нулевых» годов в компьютерах использовался дисковод 3,5 дюйма для гибких дисков объемом 1,44 Мбайт. В более старых системах могли быть установлены дисководы 5,25 дюйма для гибких дисков объемом 1,2 Мбайт. А совсем уж "древние" модели дисководов 5,25 дюйма, рассчитанные на работу с дискетами объемом 360 и 720 Кбайт, в настоящее время не используются.
Дискеты диаметром 5,25 и 3,5 дюйма различаются как конструкциями, так и физическими свойствами.
Гибкий диск находится внутри пластикового футляра. Диск диаметром 3,5 дюйма имеет более твёрдый футляр, чем диск диаметром 5,25 дюйма. Непосредственно сами диски, в сущности, одинаковы, за исключением размеров.
В конструкции дискет этих двух типов есть и различия, и сходства. В этом разделе описаны физические свойства и конструкции дискет каждого типа.
Дискета формата 5,25 дюйма обладает следующей конструкцией. В её центре находится большое круглое отверстие. Когда закрывается дверца дисковода, конусообразный зажим захватывает и устанавливает дискету с помощью центрального отверстия. У большинства дискет края отверстия были окантованы пластиковым кольцом для того, чтобы диск выдерживал механические нагрузки со стороны захватывающего механизма. В дискетах высокой плотности это кольцо обычно отсутствовало, так как погрешности его расположения на дискете могли привести к проблемам, возникающим при позиционировании головок.
Справа, сразу под центральным отверстием, находится маленькое круглое отверстие, именуемое индексным. Если вы аккуратно повернете диск, находящийся внутри футляра, то увидите маленькую дырочку на диске. Дисковод использует индексное отверстие как начальную точку отсчета для всех секторов на диске. Это что-то вроде Гринвичского меридиана, но только для секторов диска. В очень старых компьютерах использовались диски с аппаратной разбивкой на секторы, которые имели индексные отверстия для каждого сектора.
Под центральным отверстием находится паз, немного напоминающий вытянутую беговую дорожку, через который видна поверхность диска. Через это отверстие головки дисковода считывают и записывают информацию на диск.
С правой стороны, на расстоянии примерно одного дюйма от верхнего края, в футляре дискеты имеется прямоугольная выемка. Если она есть, запись на диск разрешена. Дискеты без выемки (или с заклеенной выемкой) защищены от записи. Дискеты, которые продаются с записанными на них программами, обычно не имеют этой выемки.
На обратной стороне футляра, внизу, возле отверстия для головок есть две очень маленькие овальные выемки, которые смягчают нагрузку на диск и предохраняют его от искривления. Дисковод может также использовать эти выемки, чтобы установить диск в правильное положение.
Как дискеты, так и дисководы пятидюймовых дисков существуют одно- и двусторонние. При использовании одностороннего дисковода считать вторую сторону, просто перевернув дискету, не удаётся из-за расположения окна индексного отверстия - для этого требуется наличие аналогичного окна, расположенного симметрично существующему. Механизм защиты данных также был пересмотрен - окно располагается справа, и заклеенное отверстие означает защищенный диск. Это было сделано для защиты от неправильной установки.
Надёжностью такие носители информации похвастаться не могли, посему человеческие умы не прекращали разработок новых средств хранения данных и нашли их. Тем не менее дискеты - наша история. Поэтому эта статья здесь.
