Дискета или гибкий диск (обычно называемый дискетой , дискетой или диском ) — это тип дискового хранилища, состоящий из тонкого и гибкого диска магнитного носителя информации в квадратном или почти квадратном пластиковом корпусе, покрытом тканью, которая удаляет частицы пыли с вращающегося диска. Три самых популярных (и коммерчески доступных) дискеты — это 8-дюймовые, 5¼-дюймовые и 3½-дюймовые дискеты. [1] Дискеты хранят цифровые данные , которые можно считывать и записывать, когда диск вставлен в дисковод ( FDD ) , подключенный к компьютеру или другому устройству или находящийся внутри него. [2]
Первые дискеты, изобретенные и изготовленные IBM в 1971 году, [3] имели диаметр диска 8 дюймов (203,2 мм). [4] Впоследствии 5¼-дюймовые (133,35 мм), а затем 3½-дюймовые (88,9 мм) стали повсеместной формой хранения и передачи данных в первые годы 21-го века. [5] 3½-дюймовые дискеты все еще можно использовать с внешним USB -дисководом. USB-дисководы для 5¼-дюймовых, 8-дюймовых и других размеров дискет редки или вообще отсутствуют. Некоторые люди и организации продолжают использовать старое оборудование для чтения или передачи данных с дискет.
Дискеты были настолько распространены в культуре конца 20-го века, что многие электронные и программные программы продолжают использовать значки сохранения, которые выглядят как дискеты, даже в 21-м веке, как форму скевоморфного дизайна . Хотя дисководы для гибких дисков все еще имеют некоторые ограниченные применения, особенно с устаревшим промышленным компьютерным оборудованием , они были вытеснены методами хранения данных с гораздо большей емкостью хранения данных и скоростью передачи данных , такими как USB-флеш-накопители , карты памяти , оптические диски и хранилища, доступные через локальные компьютерные сети и облачные хранилища .
Первые коммерческие дискеты, разработанные в конце 1960-х годов, имели диаметр 8 дюймов (203,2 мм); [4] [5] они стали коммерчески доступны в 1971 году как компонент продуктов IBM, а затем как приводы, так и диски продавались отдельно, начиная с 1972 года, компаниями Memorex и другими. [6] Эти диски и связанные с ними приводы производились и совершенствовались IBM и другими компаниями, такими как Memorex, Shugart Associates и Burroughs Corporation . [7] Термин «дискета» появился в печати еще в 1970 году, [8] и хотя IBM анонсировала свой первый носитель как Type 1 Diskette в 1973 году, в отрасли продолжали использовать термины «дискета» или «дискета».
В 1976 году Shugart Associates представила дисковод для гибких дисков размером 5¼ дюйма. К 1978 году таких дисководов производили более десяти производителей. [9] Существовали конкурирующие форматы дискет с версиями с жесткими и мягкими секторами и схемами кодирования, такими как дифференциальное манчестерское кодирование (DM), модифицированная частотная модуляция (MFM), M 2 FM и групповая кодированная запись (GCR). Формат размером 5¼ дюйма вытеснил 8-дюймовый для большинства применений, а формат диска с жесткими секторами исчез. Наиболее распространенная емкость формата 5¼ дюйма в ПК на базе DOS составляла 360 КБ (368 640 байт) для формата Double-Sided Double-Density (DSDD) с использованием кодирования MFM. [ необходима цитата ]
В 1984 году IBM представила вместе со своим PC/AT двухсторонний 5¼-дюймовый гибкий диск объемом 1,2 МБ (1 228 800 байт), но он так и не стал очень популярным. IBM начала использовать 720-килобайтный 3½-дюймовый микродискету двойной плотности на своем ноутбуке Convertible в 1986 году, а версию высокой плотности объемом 1,44 МБ (1 474 560 байт) — в линейке IBM Personal System/2 (PS/2) в 1987 году. Эти дисководы можно было добавлять в старые модели ПК. В 1988 году YE Data представила дисковод для двухсторонних расширенной плотности (DSED) объемом 2,88 МБ, который использовался IBM в ее топовых моделях PS/2 и некоторых моделях RS/6000 , а также во втором поколении NeXTcube и NeXTstation ; Однако этот формат имел ограниченный успех на рынке из-за отсутствия стандартов и перехода на диски емкостью 1,44 МБ. [10]
В начале 1980-х годов ограничения формата 5¼ дюйма стали очевидны. Первоначально разработанный как более практичный, чем формат 8 дюймов, он стал считаться слишком большим; по мере того, как качество записывающих носителей росло, данные можно было хранить на меньшей площади. [11] Было разработано несколько решений с дисками размером 2, 2½, 3, 3¼, [12] 3½ и 4 дюйма (и диск Sony размером 90 мм × 94 мм (3,54 дюйма × 3,70 дюйма)), предлагаемыми различными компаниями. [11] Все они имели несколько преимуществ по сравнению со старым форматом, включая жесткий корпус со сдвижной металлической (или позже, иногда пластиковой) шторкой над слотом головки, которая помогала защищать деликатный магнитный носитель от пыли и повреждений, и сдвижной язычок защиты от записи , который был намного удобнее, чем клейкие язычки, используемые с более ранними дисками. Большая доля рынка хорошо зарекомендовавшего себя формата 5¼ дюйма затруднила для этих разнообразных взаимно несовместимых новых форматов завоевание значительной доли рынка. [11] Вариант дизайна Sony, представленный в 1983 году многими производителями, затем был быстро принят. К 1988 году 3½-дюймовый формат продавался лучше 5¼-дюймового. [13]
В целом термин «дискета» сохранился, хотя более поздние модели дискет имели жесткий корпус вокруг внутреннего гибкого диска.
К концу 1980-х годов 5¼-дюймовые диски были заменены 3½-дюймовыми дисками. В это время ПК часто оснащались дисководами обоих размеров. К середине 1990-х годов 5¼-дюймовые диски фактически исчезли, поскольку 3½-дюймовый диск стал преобладающим дисководом. Преимуществами 3½-дюймового диска были его большая емкость, меньший физический размер и жесткий корпус, который обеспечивал лучшую защиту от грязи и других экологических рисков.
Дискеты стали обычным явлением в 1980-х и 1990-х годах в их использовании с персональными компьютерами для распространения программного обеспечения, передачи данных и создания резервных копий . До того, как жесткие диски стали доступны широкому населению, [nb 1] дискеты часто использовались для хранения операционной системы (ОС) компьютера . Большинство домашних компьютеров того времени имели элементарную ОС и BASIC, хранящиеся в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), с возможностью загрузки более продвинутой ОС с дискеты.
К началу 1990-х годов растущий размер программного обеспечения означал, что большие пакеты, такие как Windows или Adobe Photoshop, требовали дюжину дисков или больше. В 1996 году, по оценкам, использовалось пять миллиардов стандартных дискет. [14]
Попыткой усовершенствовать существующие 3½-дюймовые конструкции стал SuperDisk в конце 1990-х годов, использовавший очень узкие дорожки данных и высокоточный механизм наведения головки с емкостью 120 МБ [15] и обратной совместимостью со стандартными 3½-дюймовыми дискетами; между SuperDisk и другими продуктами с высокой плотностью записи на дискеты произошла кратковременная война форматов , хотя в конечном итоге записываемые CD/DVD, твердотельные флэш-накопители и, в конечном счете, облачные онлайн-хранилища сделали бы все эти форматы съемных дисков устаревшими. Внешние дисководы на основе USB все еще доступны, и многие современные системы обеспечивают поддержку встроенного ПО для загрузки с таких дисков.
В середине 1990-х годов были представлены механически несовместимые дискеты высокой плотности, такие как диск Iomega Zip . Принятие было ограничено конкуренцией между фирменными форматами и необходимостью покупать дорогие приводы для компьютеров, где эти диски будут использоваться. В некоторых случаях неудача в проникновении на рынок усугублялась выпуском версий приводов с большей емкостью и носителей, которые не были обратно совместимы с оригинальными приводами, разделяя пользователей на новых и старых последователей. Потребители опасались делать дорогостоящие инвестиции в непроверенные и быстро меняющиеся технологии, поэтому ни одна из технологий не стала общепринятым стандартом.
В 1998 году Apple представила iMac G3 с приводом CD-ROM, но без дисковода; это сделало дисководы с подключением по USB популярными аксессуарами, поскольку iMac поставлялся без каких-либо записывающих сменных носителей.
Записываемые компакт-диски рекламировались как альтернатива из-за большей емкости, совместимости с существующими приводами CD-ROM и — с появлением перезаписываемых компакт-дисков и пакетной записи — аналогичной возможности повторного использования, как у дискет. Однако CD-R/RW оставались в основном архивным носителем, а не носителем для обмена данными или редактирования файлов на самом носителе, поскольку не существовало общего стандарта для пакетной записи, который позволял бы делать небольшие обновления. Другие форматы, такие как магнитооптические диски , обладали гибкостью дискет в сочетании с большей емкостью, но оставались нишевыми из-за стоимости. Технологии обратно совместимых дискет большой емкости стали популярными на некоторое время и продавались как опция или даже включались в стандартные ПК, но в долгосрочной перспективе их использование было ограничено профессионалами и энтузиастами.
Флэш- накопители USB наконец стали практичной и популярной заменой, которая поддерживала традиционные файловые системы и все распространенные сценарии использования дискет. В отличие от других решений, не требовалось нового типа привода или специального программного обеспечения, что препятствовало бы принятию, поскольку все, что было необходимо, — это уже распространенный порт USB .
К 2002 году большинство производителей по-прежнему поставляли дисководы в качестве стандартного оборудования для удовлетворения потребностей пользователей в передаче файлов и аварийном загрузочном устройстве, а также для общего ощущения безопасности от наличия знакомого устройства. [16] К этому времени розничная стоимость дисководов упала примерно до 20 долларов США (что эквивалентно 34 долларам США в 2023 году), поэтому было мало финансовых стимулов исключать устройство из системы. Впоследствии, благодаря широкой поддержке USB-флеш-накопителей и загрузки BIOS, производители и розничные торговцы постепенно сокращали доступность дисководов в качестве стандартного оборудования. В феврале 2003 года Dell , один из ведущих поставщиков персональных компьютеров, объявила, что дисководы больше не будут предустанавливаться на домашние компьютеры Dell Dimension , хотя они по-прежнему были доступны в качестве выбираемой опции и приобретались как дополнение OEM- производителя. [17] К январю 2007 года только 2% компьютеров, проданных в магазинах, содержали встроенные дисководы. [18]
Дискеты используются для аварийной загрузки в устаревших системах, не поддерживающих другие загрузочные носители , и для обновлений BIOS , поскольку большинство программ BIOS и прошивки все еще можно запустить с загрузочных дискет . Если обновления BIOS не срабатывают или повреждаются, дисководы иногда можно использовать для восстановления. Музыкальная и театральная индустрии по-прежнему используют оборудование, требующее стандартных дискет (например, синтезаторы, сэмплеры, драм-машины, секвенсоры и световые пульты ). Промышленное автоматизированное оборудование, такое как программируемое оборудование и промышленные роботы, может не иметь интерфейса USB; данные и программы затем загружаются с дисков, которые могут быть повреждены в промышленных условиях. Это оборудование не может быть заменено из-за стоимости или требования постоянной доступности; существующая программная эмуляция и виртуализация не решают эту проблему, поскольку используется настраиваемая операционная система, в которой нет драйверов для USB-устройств. Аппаратные эмуляторы дискет могут быть созданы для сопряжения контроллеров дискет с портом USB, который можно использовать для флэш-накопителей.
В мае 2016 года Счетная палата США опубликовала отчет, в котором говорилось о необходимости модернизации или замены устаревших компьютерных систем в федеральных агентствах. Согласно этому документу, старые мини-компьютеры IBM Series/1, работающие на 8-дюймовых дискетах, по-прежнему используются для координации «оперативных функций ядерных сил США». Правительство планировало обновить часть технологий к концу 2017 финансового года. [19] [20] Использование в правительстве Японии закончилось в 2024 году. [21]
Windows 10 и Windows 11 больше не поставляются с драйверами для дисководов (как внутренних, так и внешних). Однако они по-прежнему будут поддерживать их с помощью отдельного драйвера устройства, предоставляемого Microsoft. [22]
В самолетах Boeing 747-400 авиакомпании British Airways вплоть до их вывода из эксплуатации в 2020 году для загрузки программного обеспечения авионики использовались 3½-дюймовые дискеты. [23]
Sony, которая занималась дискетным бизнесом с 1983 года, прекратила внутренние продажи всех шести моделей 3½-дюймовых дискет в марте 2011 года. [24] Некоторые рассматривают это как конец дискет. [25] Хотя производство новых дискет прекратилось, [26] ожидается, что продажи и использование этих носителей из запасов продолжатся по крайней мере до 2026 года. [27]
Более двух десятилетий дискета была основным внешним записываемым устройством хранения данных. Большинство вычислительных сред до 1990-х годов не были сетевыми, и дискеты были основным средством передачи данных между компьютерами, метод, неофициально известный как sneakernet . В отличие от жестких дисков, дискеты были доступны и видны; даже новичок мог идентифицировать дискету. Из-за этих факторов изображение 3½-дюймовой дискеты стало метафорой интерфейса для сохранения данных. По состоянию на 2022 год символ[update] дискеты все еще используется программным обеспечением в элементах пользовательского интерфейса, связанных с сохранением файлов, хотя физические дискеты в значительной степени устарели. [27] Примерами такого программного обеспечения являются LibreOffice , Microsoft Paint , WordPad .
8-дюймовые и 5¼-дюймовые дискеты содержат круглый пластиковый носитель с магнитным покрытием и большим круглым отверстием в центре для шпинделя привода. Носитель находится в квадратной пластиковой крышке, которая имеет небольшое продолговатое отверстие с обеих сторон, чтобы головки привода могли считывать и записывать данные, и большое отверстие в центре, чтобы магнитный носитель мог вращаться, вращаясь из своего среднего отверстия. [ необходима цитата ]
Внутри чехла находятся два слоя ткани с магнитным носителем, зажатым посередине. Ткань предназначена для уменьшения трения между носителем и внешним чехлом и улавливания частиц мусора, стираемых с диска, чтобы они не скапливались на головках. Чехол обычно представляет собой цельный лист, сложенный вдвое, с клапанами, склеенными или сваренными точечной сваркой. [ необходима цитата ]
Небольшая выемка на боковой стороне диска определяет, доступен ли он для записи, что определяется механическим переключателем или фотоэлектрическим датчиком . На 8-дюймовом диске, если выемка закрыта или отсутствует, запись возможна, тогда как на 5¼-дюймовом диске, если выемка открыта и присутствует, запись возможна. Лента может быть использована поверх выемки для изменения режима диска. Продавались перфораторы для преобразования 5¼-дюймовых дисков, предназначенных только для чтения, в записываемые, а также для записи на неиспользуемой стороне односторонних дисков для компьютеров с односторонними приводами. Последнее работало, поскольку одно- и двухсторонние диски обычно содержали по сути идентичные фактические магнитные носители, для эффективности производства. Диски, лицевая и обратная стороны которых использовались отдельно в односторонних приводах, были известны как флиппи-диски . Выемка на дисках 5¼-дюймовых дискет для ПК обычно требовалась только в тех случаях, когда пользователи хотели перезаписать оригинальные 5¼-дюймовые диски с программным обеспечением, купленным в магазине, которые довольно часто поставлялись без выемки. [ требуется цитата ]
Другая пара светодиодов/фототранзисторов, расположенная около центра диска, обнаруживает индексное отверстие один раз за оборот магнитного диска. Обнаружение происходит всякий раз, когда датчик привода, отверстия в правильно вставленной пластиковой оболочке дискеты и одно отверстие во вращающемся носителе дискеты выстраиваются в линию. Этот механизм используется для обнаружения углового начала каждой дорожки и того, вращается ли диск с правильной скоростью. Ранние 8-дюймовые и 5¼-дюймовые диски также имели отверстия для каждого сектора в закрытом магнитном носителе, в дополнение к индексному отверстию, [28] с тем же радиальным расстоянием от центра, для выравнивания с тем же отверстием оболочки. Их называли жесткими секторными дисками. Более поздние диски с мягкими секторами имеют только одно индексное отверстие в носителе, а положение сектора определяется контроллером диска или низкоуровневым программным обеспечением по шаблонам, отмечающим начало сектора. Как правило, для чтения и записи обоих типов дисков используются одни и те же приводы, различаются только диски и контроллеры. Некоторые операционные системы, использующие мягкие сектора, такие как Apple DOS , не используют индексное отверстие, и диски, разработанные для таких систем, часто не имеют соответствующего датчика; это было в основном мерой экономии аппаратных средств. [29]
Сердцевина 3½-дюймового диска такая же, как и у двух других дисков, но спереди есть только этикетка и небольшое отверстие для чтения и записи данных, защищенное шторкой — подпружиненной металлической или пластиковой крышкой, отодвигаемой в сторону при входе в привод. Вместо отверстия в центре у него есть металлическая ступица, которая сопрягается со шпинделем привода. Типичные материалы магнитного покрытия 3½-дюймового диска: [30]
Два отверстия внизу слева и справа указывают, защищен ли диск от записи и имеет ли он высокую плотность; эти отверстия расположены на таком же расстоянии друг от друга, как отверстия в перфорированной бумаге формата А4 , что позволяет закрепить защищенные от записи дискеты высокой плотности в кольцевых папках международного стандарта ( ISO 838 ) . Размеры оболочки диска не совсем квадратные: его ширина немного меньше глубины, так что невозможно вставить диск в слот привода боком (т. е. повернутым на 90 градусов от правильной ориентации шторки вперед). Диагональная выемка вверху справа гарантирует, что диск вставлен в привод в правильной ориентации — не перевернутым или этикеткой вперед, — а стрелка вверху слева указывает направление вставки. На приводе обычно есть кнопка, которая при нажатии выталкивает диск с разной степенью силы, несоответствие из-за силы выталкивания, обеспечиваемой пружиной шторки. В IBM PC-совместимых компьютерах , Commodores, Apple II/III и других машинах, отличных от Apple-Macintosh, со стандартными дисководами дискет диск может быть извлечен вручную в любое время. Дисковод имеет переключатель смены диска, который определяет, когда диск вынимается или вставляется. Отказ этого механического переключателя является распространенной причиной повреждения диска, если диск заменяется, а дисковод (и, следовательно, операционная система) не замечает этого. [ необходима цитата ]
Одной из главных проблем удобства использования дискеты является ее уязвимость; даже внутри закрытого пластикового корпуса, дисковый носитель очень чувствителен к пыли, конденсации и экстремальным температурам. Как и все магнитные накопители , он уязвим к магнитным полям. Чистые диски распространялись с обширным набором предупреждений, предупреждающих пользователя не подвергать его опасным условиям. Грубое обращение или извлечение диска из дисковода, пока магнитный носитель все еще вращается, вероятно, приведет к повреждению диска, головки привода или сохраненных данных. С другой стороны, 3½-дюймовый гибкий диск был высоко оценен за его механическое удобство использования экспертом по взаимодействию человека с компьютером Дональдом Норманом : [31]
Простым примером хорошей конструкции является 3½-дюймовая магнитная дискета для компьютеров, небольшой круг гибкого магнитного материала, заключенный в твердый пластик. Более ранние типы дискет не имели этого пластикового корпуса, который защищает магнитный материал от неправильного использования и повреждения. Сдвижная металлическая крышка защищает чувствительную магнитную поверхность, когда дискета не используется, и автоматически открывается, когда дискета вставляется в компьютер. Дискета имеет квадратную форму: по-видимому, существует восемь возможных способов вставить ее в машину, только один из которых правильный. Что произойдет, если я сделаю это неправильно? Я пытаюсь вставить дискету боком. Ага, дизайнер подумал об этом. Небольшое исследование показывает, что корпус на самом деле не квадратный: он прямоугольный, поэтому вы не можете вставить более длинную сторону. Я пробую в обратном направлении. Дискета входит только частично. Небольшие выступы, углубления и вырезы не позволяют вставить дискету задом наперед или вверх ногами: из восьми способов, которыми можно попытаться вставить дискету, только один правильный, и только он подойдет. Превосходный дизайн.
.jpg/1280px-Visualization_of_magnetic_information_on_a_Floppy_Disk_(CMOS-MagView).jpg)
Шпиндельный двигатель в приводе вращает магнитный носитель с определенной скоростью, в то время как механизм, работающий на шаговом двигателе, перемещает магнитные головки чтения/записи радиально вдоль поверхности диска. Как операции чтения, так и операции записи требуют вращения носителя и контакта головки с дисковым носителем, действие, изначально осуществляемое соленоидом загрузки диска. [32] Более поздние приводы удерживали головки вне контакта до тех пор, пока не будет повернут рычаг на передней панели (5¼ дюйма) или не будет завершена вставка диска (3½ дюйма). Для записи данных ток посылается через катушку в головке по мере вращения носителя. Магнитное поле головки выравнивает намагниченность частиц непосредственно под головкой на носителе. Когда ток меняется на противоположный, намагниченность выравнивается в противоположном направлении, кодируя один бит данных. Для чтения данных намагниченность частиц в носителе индуцирует крошечное напряжение в катушке головки, когда они проходят под ней. Этот небольшой сигнал усиливается и отправляется на контроллер гибкого диска , который преобразует потоки импульсов с носителя в данные, проверяет их на наличие ошибок и отправляет в систему главного компьютера. [ необходима цитата ]
Чистая неформатированная дискета имеет покрытие из магнитного оксида без магнитного порядка частиц. Во время форматирования намагниченность частиц выравнивается, образуя дорожки, каждая из которых разбита на сектора , что позволяет контроллеру правильно считывать и записывать данные. Дорожки представляют собой концентрические кольца вокруг центра с промежутками между дорожками, где данные не записываются; промежутки с заполняющими байтами предусмотрены между секторами и в конце дорожки, чтобы допустить небольшие изменения скорости в дисководе и обеспечить лучшую совместимость с дисковыми накопителями, подключенными к другим аналогичным системам. [ необходима цитата ]
Каждый сектор данных имеет заголовок, который идентифицирует местоположение сектора на диске. Циклический избыточный контроль (CRC) записывается в заголовки секторов и в конец пользовательских данных, чтобы контроллер диска мог обнаружить потенциальные ошибки. [ необходима цитата ]
Некоторые ошибки являются незначительными и могут быть устранены путем автоматического повторного выполнения операции чтения; другие ошибки являются постоянными, и контроллер диска сообщит операционной системе об ошибке, если несколько попыток чтения данных по-прежнему не увенчаются успехом. [ необходима цитата ]
После того, как диск вставлен, защелка или рычаг на передней части привода вручную опускается, чтобы предотвратить случайное выдвижение диска, зацепляет зажимную втулку шпинделя, а в двусторонних приводах зацепляет вторую головку чтения/записи с носителем. [ необходима цитата ]
В некоторых 5¼-дюймовых дисководах вставка диска сжимает и блокирует пружину выталкивания, которая частично выталкивает диск при открытии защелки или рычага. Это обеспечивает меньшую вогнутую область для захвата диска большим пальцем и другими пальцами во время извлечения. [ необходима цитата ]
Более новые 5¼-дюймовые приводы и все 3½-дюймовые приводы автоматически включают шпиндель и головки при вставке диска, делая противоположное при нажатии кнопки извлечения. [ необходима цитата ]
На компьютерах Apple Macintosh со встроенными 3½-дюймовыми дисководами кнопка извлечения заменена программным обеспечением, управляющим двигателем извлечения, которое делает это только тогда, когда операционной системе больше не нужен доступ к дисководу. Пользователь может перетащить изображение дисковода в корзину на рабочем столе, чтобы извлечь диск. В случае сбоя питания или неисправности дисковода загруженный диск можно извлечь вручную, вставив выпрямленную скрепку в небольшое отверстие на передней панели дисковода, так же, как это делается с дисководом CD-ROM в аналогичной ситуации. X68000 имеет 5¼-дюймовые дисководы с мягким извлечением. Некоторые машины IBM PS/2 позднего поколения также имели 3½-дюймовые дисководы с мягким извлечением, для которых некоторые выпуски DOS (например, PC DOS 5.02 и выше) предлагали команду EJECT. [ необходима цитата ]
Прежде чем диск станет доступен, привод должен синхронизировать положение головки с дорожками диска. В некоторых приводах это достигается с помощью датчика нулевой дорожки, в то время как в других это включает в себя удар головки привода о неподвижную опорную поверхность. [ необходима цитата ]
В любом случае головка перемещается так, чтобы она приближалась к нулевой дорожке диска. Когда привод с датчиком достигает нулевой дорожки, головка немедленно прекращает движение и правильно выравнивается. Для привода без датчика механизм пытается переместить головку на максимально возможное количество позиций, необходимых для достижения нулевой дорожки, зная, что после завершения этого движения головка будет позиционирована над нулевой дорожкой. [ необходима цитата ]
Некоторые приводные механизмы, такие как 5¼-дюймовый привод Apple II без датчика нулевой дорожки, производят характерные механические шумы при попытке перемещения головок мимо опорной поверхности. Это физическое ударение отвечает за щелчки 5¼-дюймового привода во время загрузки Apple II и громкие трески его DOS и ProDOS при возникновении ошибок диска и попытке синхронизации нулевой дорожки. [ необходима цитата ]
Все 8-дюймовые и некоторые 5¼-дюймовые диски используют механический метод для определения секторов, известных как жесткие сектора или мягкие сектора , и это цель небольшого отверстия в оболочке, сбоку от отверстия шпинделя. Датчик светового луча обнаруживает, когда пробитое отверстие в диске видно через отверстие в оболочке. [ необходима цитата ]
Для мягкого диска с секторами есть только одно отверстие, которое используется для определения первого сектора каждой дорожки. Затем тактовая синхронизация используется для определения других секторов за ним, что требует точной регулировки скорости приводного двигателя. [ необходима цитата ]
Для жесткого диска с секторами имеется много отверстий, по одному для каждой строки сектора, а также дополнительное отверстие в позиции половины сектора, которое используется для обозначения нулевого сектора. [ необходима ссылка ]
Компьютерная система Apple II примечательна тем, что не имела датчика индексного отверстия и игнорировала наличие жесткой или мягкой секторизации. Вместо этого она использовала специальные повторяющиеся шаблоны синхронизации данных, записанные на диск между каждым сектором, чтобы помочь компьютеру находить и синхронизировать данные на каждой дорожке. [ необходима цитата ]
Более поздние 3½-дюймовые диски середины 1980-х годов не использовали секторные индексные отверстия, но вместо этого использовали шаблоны синхронизации. [ необходима цитата ]
Большинство 3½-дюймовых дисков используют двигатель с постоянной скоростью вращения и содержат одинаковое количество секторов на всех дорожках. Иногда это называют постоянной угловой скоростью (CAV). Чтобы поместить больше данных на диск, некоторые 3½-дюймовые диски (в частности, внешние диски Macintosh 400K и 800K ) вместо этого используют постоянную линейную скорость (CLV), которая использует двигатель с переменной скоростью вращения, который вращается медленнее по мере удаления головки от центра диска, поддерживая ту же скорость головки(ок) относительно поверхности(ок) диска. Это позволяет записывать больше секторов на более длинные средние и внешние дорожки по мере увеличения длины дорожки. [ необходима цитата ]
Хотя оригинальный 8-дюймовый диск IBM был фактически определен именно так, другие размеры определены в метрической системе, а их обычные названия являются лишь грубыми приближениями. [33]
Различные размеры дискет механически несовместимы, и диски могут соответствовать только одному размеру привода. Сборки приводов как с 3½-дюймовыми, так и с 5¼-дюймовыми слотами были доступны в переходный период между размерами, но они содержали два отдельных механизма привода. Кроме того, между ними существует множество тонких, обычно программно-управляемых несовместимостей. 5¼-дюймовые диски, отформатированные для использования с компьютерами Apple II, были бы нечитаемыми и рассматривались как неотформатированные на Commodore. По мере того, как компьютерные платформы начали формироваться, были предприняты попытки взаимозаменяемости. Например, « SuperDrive », включенный от Macintosh SE до Power Macintosh G3, мог читать, записывать и форматировать 3½-дюймовые диски формата IBM PC, но лишь немногие IBM-совместимые компьютеры имели приводы, которые делали обратное. 8-дюймовые, 5¼-дюймовые и 3½-дюймовые приводы выпускались в различных размерах, большинство из которых соответствовало стандартизированным отсекам для дисков . Наряду с обычными размерами дисков существовали неклассические размеры для специализированных систем. [ необходима ссылка ]
Дискеты первого стандарта имели диаметр 8 дюймов [4] , защищенные гибкой пластиковой оболочкой. Это было устройство только для чтения, которое использовалось IBM в качестве способа загрузки микрокода. [34] Дискеты для чтения/записи и их приводы стали доступны в 1972 году, но именно введение IBM в 1973 году системы ввода данных 3740 [35] положило начало созданию дискет, названных IBM Diskette 1 , в качестве отраслевого стандарта для обмена информацией. Дискеты, отформатированные для этой системы, хранили 242 944 байта. [36] Ранние микрокомпьютеры , используемые для проектирования, бизнеса или обработки текстов, часто использовали один или несколько 8-дюймовых дисководов для съемного хранения; операционная система CP/M была разработана для микрокомпьютеров с 8-дюймовыми приводами. [ требуется цитата ]
Семейство 8-дюймовых дисков и приводов со временем увеличилось, и более поздние версии могли хранить до 1,2 МБ; [37] многим приложениям микрокомпьютеров не требовалась такая большая емкость на одном диске, поэтому диск меньшего размера с более дешевыми носителями и приводами был осуществим. 5¼-дюймовый диск пришел на смену 8-дюймовому размеру во многих приложениях и развился примерно до той же емкости хранения, что и исходный 8-дюймовый размер, используя носители и методы записи с более высокой плотностью. [ необходима цитата ]
Зазор головки 80-дорожечного высокоплотного (1,2 МБ в формате MFM ) 5¼-дюймового привода (он же мини-дискета , мини-диск или мини-дискета ) меньше, чем у 40-дорожечного привода двойной плотности (360 КБ, если он двухсторонний), но он также может форматировать, читать и записывать 40-дорожечные диски при условии, что контроллер поддерживает двойной шаг или имеет переключатель для этого. 5¼-дюймовые 80-дорожечные приводы также назывались гиперприводами . [nb 2] Чистый 40-дорожечный диск, отформатированный и записанный на 80-дорожечном приводе, можно без проблем перенести в его родной привод, а диск, отформатированный на 40-дорожечном приводе, можно использовать на 80-дорожечном приводе. Диски, записанные на 40-дорожечном приводе, а затем обновленные на 80-дорожечном приводе, становятся нечитаемыми на любых 40-дорожечных приводах из-за несовместимости ширины дорожек. [ необходима цитата ]
Односторонние диски были покрыты с обеих сторон, несмотря на доступность более дорогих двусторонних дисков. Обычно причиной более высокой цены было то, что двусторонние диски были сертифицированы безошибочными с обеих сторон носителя. Двусторонние диски могли использоваться в некоторых приводах для односторонних дисков, пока не требовался индексный сигнал. Это делалось по одной стороне за раз, переворачивая их ( переворачивающиеся диски ); более дорогие двухголовочные приводы, которые могли считывать обе стороны без переворачивания, были произведены позже и в конечном итоге стали использоваться повсеместно. [ необходима цитата ]
В начале 1980-х годов многие производители представили меньшие дисководы и носители в различных форматах. Консорциум из 21 компании в конечном итоге остановился на 3½-дюймовом дизайне, известном как Micro diskette , Micro disk или Micro floppy , похожем на дизайн Sony , но улучшенном для поддержки как односторонних, так и двусторонних носителей, с форматируемой емкостью обычно 360 КБ и 720 КБ соответственно. Односторонние диски, разработанные консорциумом, впервые были поставлены в 1983 году [38] , а двусторонние — в 1984 году. Двусторонний дисковод высокой плотности 1,44 МБ (фактически 1440 КиБ = 1,41 МиБ или 1,47 МБ), который стал самым популярным, впервые был поставлен в 1986 году. [39] Первые компьютеры Macintosh использовали односторонние 3½-дюймовые дискеты, но с отформатированной емкостью 400 КБ. За ними в 1986 году последовали двусторонние дискеты емкостью 800 КБ. Более высокая емкость была достигнута при той же плотности записи путем изменения скорости вращения диска в зависимости от положения головки, так что линейная скорость диска была ближе к постоянной. Более поздние компьютеры Mac также могли читать и записывать 1,44 МБ HD-диски в формате ПК с фиксированной скоростью вращения. Более высокие показатели емкости были достигнуты также с помощью RISC OS от Acorn (800 КБ для DD, 1600 КБ для HD) и AmigaOS (880 КБ для DD, 1760 КБ для HD).
Все 3½-дюймовые диски имеют прямоугольное отверстие в одном углу, которое, если оно закрыто, позволяет производить запись на диск. Скользящая фиксирующая деталь может быть перемещена, чтобы заблокировать или открыть часть прямоугольного отверстия, которая распознается приводом. Диски HD 1,44 МБ имеют второе, свободное отверстие в противоположном углу, которое идентифицирует их как имеющие эту емкость. [ необходима цитата ]
В IBM-совместимых ПК три плотности 3½-дюймовых дискет обратно совместимы; приводы с более высокой плотностью могут читать, записывать и форматировать носители с более низкой плотностью. Также возможно отформатировать диск с более низкой плотностью, чем та, для которой он был предназначен, но только если диск сначала тщательно размагнитить с помощью объемного ластика, так как формат с высокой плотностью магнитно сильнее и не позволит диску работать в режимах с более низкой плотностью. [ необходима цитата ]
Запись с плотностью, отличной от той, для которой диски были предназначены, иногда путем изменения или сверления отверстий, была возможна, но не поддерживалась производителями. Отверстие на одной стороне 3½-дюймового диска может быть изменено, чтобы заставить некоторые дисководы и операционные системы рассматривать диск как диск с более высокой или более низкой плотностью, для двунаправленной совместимости или по экономическим причинам. [ необходимо разъяснение ] [40] [41] Некоторые компьютеры, такие как PS/2 и Acorn Archimedes , вообще игнорировали эти отверстия. [42]
Были предложены и другие меньшие размеры дискет, особенно для портативных или карманных устройств, которым требовалось меньшее запоминающее устройство.
Ни один из этих размеров не добился большого успеха на рынке. [45]
Размер дискеты часто указывается в дюймах, даже в странах, использующих метрическую систему , хотя размер определяется в метрической системе. Спецификация ANSI для 3½-дюймовых дисков частично озаглавлена как «90 мм (3,5 дюйма)», хотя 90 мм ближе к 3,54 дюймам. [46] Форматированные емкости обычно устанавливаются в килобайтах и мегабайтах .
Данные обычно записываются на дискеты секторами (угловыми блоками) и дорожками (концентрическими кольцами с постоянным радиусом). Например, формат HD 3½-дюймовых дискет использует 512 байт на сектор, 18 секторов на дорожку, 80 дорожек на сторону и две стороны, что в общей сложности составляет 1 474 560 байт на диск. [73] [ не удалось проверить ] Некоторые контроллеры дисков могут изменять эти параметры по запросу пользователя, увеличивая хранилище на диске, хотя они могут быть не в состоянии быть прочитаны на машинах с другими контроллерами. Например, приложения Microsoft часто распространялись на 3½-дюймовых 1,68 МБ DMF- дисках, отформатированных с 21 сектором вместо 18; они все равно могли быть распознаны стандартным контроллером. На IBM PC , MSX и большинстве других микрокомпьютерных платформ диски записывались с использованием формата постоянной угловой скорости (CAV) [67] , при этом диск вращался с постоянной скоростью, а сектора содержали одинаковое количество информации на каждой дорожке независимо от радиального расположения. [ необходима цитата ]
Поскольку секторы имеют постоянный угловой размер, 512 байт в каждом секторе сжимаются больше ближе к центру диска. Более эффективным с точки зрения пространства методом было бы увеличение количества секторов на дорожку по направлению к внешнему краю диска, например, с 18 до 30, тем самым сохраняя почти постоянным объем физического дискового пространства, используемого для хранения каждого сектора; примером является запись битов зоны . Apple реализовала это в ранних компьютерах Macintosh, вращая диск медленнее, когда головка находилась на краю, при этом сохраняя скорость передачи данных, позволяя хранить 400 КБ на каждой стороне и дополнительные 80 КБ на двухстороннем диске. [74] Эта более высокая емкость имела недостаток: формат использовал уникальный механизм привода и схему управления, что означало, что диски Mac не могли быть прочитаны на других компьютерах. В конечном итоге Apple вернулась к постоянной угловой скорости на дискетах HD со своими более поздними машинами, что по-прежнему уникально для Apple, поскольку они поддерживали старые форматы с переменной скоростью. [ необходима цитата ]
Форматирование диска обычно выполняется утилитой, поставляемой производителем ОС компьютера ; как правило, она устанавливает систему каталогов хранения файлов на диске и инициализирует его сектора и дорожки. Области диска, непригодные для хранения из-за дефектов, могут быть заблокированы (отмечены как «плохие сектора»), чтобы операционная система не пыталась их использовать. Это занимало много времени, поэтому во многих средах было быстрое форматирование, которое пропускало процесс проверки ошибок. Когда часто использовались дискеты, продавались диски, предварительно отформатированные для популярных компьютеров. Неотформатированная емкость дискеты не включает заголовки секторов и дорожек отформатированного диска; разница в хранении между ними зависит от применения привода. Производители дисководов и носителей указывают неотформатированную емкость (например, 2 МБ для стандартной 3½-дюймовой HD-дискеты). Подразумевается, что ее не следует превышать, поскольку это, скорее всего, приведет к проблемам с производительностью. Был представлен DMF, позволяющий разместить 1,68 МБ на стандартном 3½-дюймовом диске; затем появились утилиты, позволяющие форматировать диски таким образом. [ необходима цитата ]
Смеси десятичных префиксов и двоичных размеров секторов требуют осторожности для правильного расчета общей емкости. В то время как полупроводниковая память естественным образом отдает предпочтение степеням двойки (размер удваивается каждый раз, когда адресный штифт добавляется к интегральной схеме), емкость жесткого диска является произведением размера сектора, секторов на дорожку, дорожек на сторону и сторон (что в жестких дисках с несколькими пластинами может быть больше 2). Хотя в прошлом были известны другие размеры секторов, теперь размеры форматированных секторов почти всегда устанавливаются как степени двойки (256 байт, 512 байт и т. д.), и в некоторых случаях емкость диска рассчитывается как кратные размеру сектора, а не только в байтах, что приводит к комбинации десятичных кратных размеров секторов и двоичных размеров секторов. Например, 1,44 МБ 3½-дюймовые HD-диски имеют префикс «M», характерный для их контекста, происходящий от их емкости в 2880 512-байтовых секторов (1440 КиБ), что не соответствует ни десятичному мегабайту , ни двоичному мебибайту (МиБ). Следовательно, эти диски вмещают 1,47 МБ или 1,41 МиБ. Полезная емкость данных является функцией используемого формата диска, который, в свою очередь, определяется контроллером FDD и его настройками. Различия между такими форматами могут привести к емкости в диапазоне приблизительно от 1300 до 1760 КиБ (1,80 МБ) на стандартной 3½-дюймовой дискете высокой плотности (и почти до 2 МБ с такими утилитами, как 2M/2MGUI ). Методы максимальной емкости требуют гораздо более строгого соответствия геометрии головок приводов между приводами, что не всегда возможно и ненадежно. Например, привод LS-240 поддерживает емкость 32 МБ на стандартных 3½-дюймовых жестких дисках, [75] но это технология однократной записи, и для нее требуется собственный привод. [ необходима цитата ]
Максимальная скорость передачи данных 3½-дюймовых дисководов ED (2,88 МБ) номинально составляет 1000 килобит /с, или примерно 83% от скорости односкоростного CD-ROM (71% аудио CD). Это представляет собой скорость перемещения необработанных битов данных под считывающей головкой; однако эффективная скорость несколько меньше из-за пространства, используемого для заголовков, пробелов и других полей формата, и может быть еще больше снижена задержками при поиске между дорожками. [ необходима цитата ]
, устаревшие дискеты пользуются гораздо большим спросом, чем вы думаете. ... Я рассчитываю заниматься этим бизнесом еще как минимум четыре года.
Возняка позволил бы диску выполнять самосинхронизацию («мягкую секторизацию»), не иметь дела с этим маленьким временным отверстием и сэкономить на оборудовании.
Информационные системы — Неформатированный гибкий дисковый картридж для обмена информацией, 5,25 дюйма (130 мм), 96 дорожек на дюйм (3,8 дорожек на миллиметр), общие, физические и магнитные требования (включает ANSI X3.162/TC-1-1995) Определяет общие, физические и магнитные требования для взаимозаменяемости двустороннего гибкого дискового картриджа размером 5,25 дюйма (130 мм)
Дискета имеет размер около 8 дюймов (20 см) и имеет чистую емкость 1898 записей по 128 символов – примерно один день активности ввода данных. Каждая из 73 магнитных дорожек записи дискеты, доступных для ввода данных, может содержать 26 секторов по 128 символов каждый.
Shugart является одним из основных подписчиков стандарта микродискет размером 3
1⁄2
дюйма
,
наряду с Sony и 20 другими компаниями... Ее односторонний дисковод для микродискет SA300 предлагает 500 Кб неформатированного хранения. Кевин Берр из Shugart сказал, что очевидным следующим шагом будет размещение еще 500 Кб хранения на другой стороне дискеты, и что фирма вскоре выпустит двухсторонний дисковод для микродискет емкостью 1 Мб.
К первоначальным накопителям с 48 tpi присоединились накопители с 96 tpi от Tandon, Micro Peripherals и Micropolis в 1980 г. ...
{{cite web}}: |last=имеет общее название ( помощь ){{cite web}}: |last=имеет общее название ( помощь ){{cite web}}: |last=имеет общее название ( помощь )