Дискета или дискета (обычно называемая дискетой или дискетой ) — это тип дискового хранилища , состоящий из тонкого и гибкого диска с магнитным носителем данных в квадратном или почти квадратном пластиковом корпусе , покрытом тканью, удаляющей пыль. частицы вращающегося диска. На дискетах хранятся цифровые данные , которые можно читать и записывать, когда диск вставлен в дисковод гибких дисков ( FDD ), подключенный к компьютеру или другому устройству или внутри него.
Первые дискеты, изобретенные и изготовленные IBM , имели диаметр диска 8 дюймов (203,2 мм). [1] Впоследствии 5¼-дюймовый, а затем 3½-дюймовый (90 мм) стали повсеместной формой хранения и передачи данных в первые годы 21 века. [2] 3½-дюймовые дискеты по-прежнему можно использовать с внешним USB- дисководом для гибких дисков. USB-накопители для дискет размером 5¼ дюйма, 8 дюймов и других размеров встречаются редко 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, похожие на дискеты, даже в 21-м веке, как форму скевоморфного дизайна . Хотя дисководы для гибких дисков все еще имеют ограниченное применение, особенно в устаревшем промышленном компьютерном оборудовании , они были вытеснены методами хранения данных с гораздо большей емкостью и скоростью передачи данных , такими как USB-накопители , карты памяти , оптические диски и устройства хранения данных. доступны через локальные компьютерные сети и облачные хранилища .
Первые коммерческие дискеты, разработанные в конце 1960-х годов, имели диаметр 8 дюймов (203,2 мм); [1] [2] они стали коммерчески доступны в 1971 году как компонент продуктов IBM, а затем, начиная с 1972 года, приводы и диски продавались отдельно компанией Memorex и другими. [3] Эти диски и связанные с ними приводы были произведены и усовершенствованы IBM и другими компаниями, такими как Memorex, Shugart Associates и Burroughs Corporation . [4] Термин «дискета» появился в печати еще в 1970 году, [5] и хотя IBM объявила о своем первом носителе как дискете типа 1 в 1973 году, отрасль продолжала использовать термины «дискета» или «дискета». .
В 1976 году компания Shugart Associates представила 5¼-дюймовый FDD. К 1978 году такие FDD производили более десяти производителей. [6] Существовали конкурирующие форматы гибких дисков с версиями с жестким и программным сектором и схемами кодирования, такими как дифференциальное манчестерское кодирование (DM), модифицированная частотная модуляция (MFM), M 2 FM и запись с групповым кодированием (GCR). Формат 5¼ дюйма заменил 8-дюймовый формат в большинстве случаев, и формат жесткого диска исчез. Наиболее распространенная емкость 5¼-дюймового формата на ПК под управлением DOS составляла 360 КБ (368 640 байт) для формата Double-Sided Double-Density (DSDD) с использованием кодирования MFM. В 1984 году IBM представила вместе со своим PC/AT двустороннюю 5¼-дюймовую дискету емкостью 1,2 МБ (1 228 800 байт), но она так и не стала очень популярной. IBM начала использовать 3½ -дюймовую микродискету двойной плотности емкостью 720 КБ на своем портативном компьютере-трансформере в 1986 году, а версию высокой плотности емкостью 1,44 МБ с линейкой IBM Personal System/2 (PS/2) в 1987 году. Эти дисководы можно было добавить. для старых моделей ПК. В 1988 году компания YE Data представила дисковод для двусторонних дискет повышенной плотности (DSED) емкостью 2,88 МБ, который использовался IBM в своих лучших 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. [7]
В начале 1980-х годов ограничения формата 5¼ дюйма стали очевидны. Первоначально он был спроектирован как более практичный, чем 8-дюймовый формат, но стал считаться слишком большим; по мере того, как качество носителей записи росло, данные можно было хранить на меньшей площади. [8] Было разработано несколько решений с дисками размером 2, 2½, 3, 3¼, [9] 3½ и 4 дюйма (а также дисками Sony размером 90 × 94 мм (3,54 × 3,70 дюйма)). ) предлагают различные компании. [8] Все они имели ряд преимуществ перед старым форматом, в том числе жесткий корпус с скользящей металлической (а позже, иногда пластиковой) шторкой над прорезью для головки, которая помогала защитить деликатный магнитный носитель от пыли и повреждений, а также скользящую запись . Защитный язычок, который был гораздо удобнее, чем клейкие язычки, использовавшиеся на более ранних дисках. Большая доля рынка хорошо зарекомендовавшего себя 5¼-дюймового формата затруднила завоевание значительной доли рынка этими различными взаимонесовместимыми новыми форматами. [8] Вариант дизайна Sony, представленный в 1983 году многими производителями, затем был быстро принят. К 1988 году 3½-дюймовые модели продавались лучше, чем 5¼-дюймовые. [10]
В целом термин «дискета» сохранился, хотя дискеты более поздних моделей имеют жесткий корпус вокруг внутренней дискеты.
К концу 1980-х годов 5¼-дюймовые диски были заменены 3½-дюймовыми дисками. В то время ПК часто оснащались дисками обоих размеров. К середине 1990-х годов 5¼-дюймовые дисководы практически исчезли, поскольку преобладающими дискетами стали 3½-дюймовые дискеты. Преимуществами 3½-дюймового диска были его большая емкость, меньший физический размер и жесткий корпус, который обеспечивал лучшую защиту от грязи и других опасностей окружающей среды.
Дискеты стали обычным явлением в 1980-х и 1990-х годах при их использовании на персональных компьютерах для распространения программного обеспечения, передачи данных и создания резервных копий . До того, как жесткие диски стали доступными для населения, [nb 1] дискеты часто использовались для хранения операционной системы (ОС) компьютера . Большинство домашних компьютеров того времени имели элементарную ОС и Бейсик , хранящиеся в постоянной памяти (ПЗУ), с возможностью загрузки более совершенной ОС с дискеты.
К началу 1990-х годов увеличение размера программного обеспечения означало, что для больших пакетов, таких как Windows или Adobe Photoshop, требовалась дюжина дисков или больше. В 1996 году использовалось около пяти миллиардов стандартных дискет. [11] Затем распространение более крупных пакетов постепенно было заменено CD-ROM , DVD и онлайн-распространением.
Попыткой улучшить существующие 3½-дюймовые конструкции стал SuperDisk в конце 1990-х годов, в котором использовались очень узкие дорожки данных и высокоточный механизм наведения головки емкостью 120 МБ [12] и обратная совместимость со стандартными 3½-дюймовыми дискетами; На короткое время произошла война форматов между SuperDisk и другими продуктами для гибких дисков высокой плотности, хотя в конечном итоге записываемые компакт-диски / DVD-диски, твердотельные флэш-накопители и, в конечном итоге, облачное онлайн-хранилище сделали бы все эти форматы съемных дисков устаревшими. Внешние USB -дисководы для гибких дисков по-прежнему доступны, и многие современные системы обеспечивают встроенное ПО для загрузки с таких дисков.
В середине 1990-х годов были представлены механически несовместимые дискеты более высокой плотности, такие как диск Iomega Zip . Внедрение было ограничено конкуренцией между проприетарными форматами и необходимостью покупать дорогие приводы для компьютеров, где эти диски будут использоваться. В некоторых случаях неудача проникновения на рынок усугублялась выпуском версий накопителей большей емкости и носителей, не имеющих обратной совместимости с исходными накопителями, что разделяло пользователей на новых и старых пользователей. Потребители опасались делать дорогостоящие инвестиции в непроверенные и быстро меняющиеся технологии, поэтому ни одна из технологий не стала общепринятым стандартом.
Apple представила iMac G3 в 1998 году с приводом для компакт-дисков, но без дисковода для гибких дисков; это сделало дисководы для гибких дисков, подключаемые через USB, популярными аксессуарами, поскольку iMac поставлялся без каких-либо записываемых съемных 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 — возможности повторного использования, аналогичной дискетам. Однако CD-R/RW оставались в основном архивным носителем, а не средством обмена данными или редактирования файлов на самом носителе, поскольку не существовало общего стандарта пакетной записи, который позволял бы вносить небольшие обновления. Другие форматы, такие как магнитооптические диски , обладали гибкостью дискет в сочетании с большей емкостью, но оставались нишевыми из-за стоимости. Технологии гибких дисков высокой емкости с обратной совместимостью на какое-то время стали популярными и продавались в качестве опции или даже включались в стандартные ПК, но в конечном итоге их использование было ограничено профессионалами и энтузиастами.
Флэш-накопители USB наконец-то стали практичной и популярной заменой, поддерживающей традиционные файловые системы и все распространенные сценарии использования гибких дисков. В отличие от других решений, не требовалось нового типа накопителя или специального программного обеспечения, что затрудняло внедрение, поскольку все, что было необходимо, — это уже распространенный порт USB .
К 2002 году большинство производителей по-прежнему предоставляли дисководы для гибких дисков в качестве стандартного оборудования, чтобы удовлетворить спрос пользователей на передачу файлов и устройство аварийной загрузки, а также для общего ощущения безопасности при использовании знакомого устройства. [13] К этому времени розничная стоимость флоппи-дисковода упала примерно до 20 долларов (что эквивалентно 33 долларам в 2022 году), поэтому финансовых стимулов исключать это устройство из системы было мало. Впоследствии, благодаря широкой поддержке флэш-накопителей USB и загрузке BIOS, производители и розничные продавцы постепенно сократили доступность дисководов для гибких дисков в качестве стандартного оборудования. В феврале 2003 года компания Dell , один из ведущих производителей персональных компьютеров, объявила, что дисководы для гибких дисков больше не будут предустанавливаться на домашние компьютеры Dell Dimension , хотя они по-прежнему доступны в качестве опции по выбору и приобретаются в качестве надстройки OEM послепродажного обслуживания. [14] К январю 2007 года только 2% компьютеров, продаваемых в магазинах, имели встроенные дисководы для гибких дисков. [15]
Дискеты используются для аварийной загрузки в устаревших системах, в которых отсутствует поддержка других загрузочных носителей , а также для обновлений BIOS , поскольку большинство программ BIOS и встроенного ПО по-прежнему можно запускать с загрузочных дискет . Если обновления BIOS выходят из строя или повреждаются, иногда для выполнения восстановления можно использовать дисководы гибких дисков. В музыкальной и театральной индустрии до сих пор используется оборудование, требующее стандартных дискет (например, синтезаторы, сэмплеры, драм-машины, секвенсоры и световые консоли ). Оборудование промышленной автоматизации, 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 его стоимости или необходимости постоянной доступности; существующая программная эмуляция и виртуализация не решают эту проблему, поскольку используется настроенная операционная система, не имеющая драйверов для USB-устройств. Аппаратные эмуляторы гибких дисков могут быть созданы для подключения контроллеров гибких дисков к порту USB, который можно использовать для флэш-накопителей.
В мае 2016 года Счетная палата правительства США опубликовала отчет, в котором освещалась необходимость обновления или замены устаревших компьютерных систем в федеральных агентствах. Согласно этому документу, старые миникомпьютеры IBM Series/1 , работающие на 8-дюймовых дискетах, до сих пор используются для координации «оперативных функций ядерных сил США». Правительство планировало обновить некоторые технологии к концу 2017 финансового года. [16] [17]
Windows 10 и Windows 11 больше не поставляются с драйверами для дисководов гибких дисков (как внутренних, так и внешних). Однако они по-прежнему будут поддерживать их с помощью отдельного драйвера устройства, предоставленного Microsoft. [18]
В парке самолетов Boeing 747-400 British Airways , вплоть до вывода из эксплуатации в 2020 году, для загрузки программного обеспечения авионики использовались 3½-дюймовые дискеты. [19]
Некоторые рабочие станции в корпоративных вычислительных средах по-прежнему сохраняли дискеты, хотя порты USB были отключены. Оба эти шага были сделаны для ограничения объема данных, которые могли быть скопированы недобросовестными сотрудниками. [ сомнительно ]
Компания Sony, занимавшаяся производством гибких дисков с 1983 года, прекратила продажи на внутреннем рынке всех шести моделей 3½-дюймовых дискет по состоянию на март 2011 года. [20] Некоторые считают это концом гибких дисков. [21] Хотя производство новых гибких дисков прекращено, [22] ожидается, что продажи и использование этих носителей из запасов будут продолжаться как минимум до 2026 года. [23]
На протяжении более двух десятилетий дискета была основным внешним записываемым запоминающим устройством. Большинство вычислительных сред до 1990-х годов не были подключены к сети, и дискеты были основным средством передачи данных между компьютерами — метод, неофициально известный как « sneakernet» . В отличие от жестких дисков, дискеты обрабатываются и просматриваются; даже начинающий пользователь сможет определить дискету. Из-за этих факторов изображение 3½-дюймовой дискеты стало метафорой интерфейса для сохранения данных. Символ дискеты по-прежнему используется программным обеспечением в элементах пользовательского интерфейса, связанных с сохранением файлов (например, LibreOffice ), хотя физические дискеты в значительной степени устарели. [23]
8-дюймовые и 5¼-дюймовые дискеты содержат круглый пластиковый носитель с магнитным покрытием и большим круглым отверстием в центре для шпинделя привода. Носитель заключен в квадратную пластиковую крышку, которая имеет небольшие продолговатые отверстия с обеих сторон, позволяющие головкам привода считывать и записывать данные, и большое отверстие в центре, позволяющее магнитному носителю вращаться, вращая его из среднего отверстия.
Внутри чехла два слоя ткани с магнитным носителем посередине. Ткань разработана для уменьшения трения между средой и внешним покрытием и улавливает частицы мусора, стираемые с диска, чтобы они не накапливались на головках. Обложка обычно представляет собой цельный лист, сложенный вдвое со склеенными или сваренными точечной сваркой клапанами.
Небольшая выемка на боковой стороне диска указывает на то, что он доступен для записи, что определяется механическим переключателем или фототранзистором над ним; если его нет, то на диск можно записать; на 8-дюймовом диске вырез закрыт, чтобы можно было писать, а на 5¼-дюймовом диске вырез открыт для записи. Ленту можно использовать поверх выемки для изменения режима диска. Продавались перфорационные устройства для преобразования дисков, доступных только для чтения, в доступные для записи и обеспечения возможности записи на неиспользуемой стороне односторонних дисков; такие модифицированные диски стали известны как флиппи-диски .
Другая пара светодиод/фототранзистор, расположенная рядом с центром диска, обнаруживает индексное отверстие один раз за оборот магнитного диска; он используется для определения углового начала каждой дорожки и того, вращается ли диск с правильной скоростью. Ранние 8-дюймовые и 5¼-дюймовые диски имели физические отверстия для каждого сектора и назывались жесткими секторами . Более поздние диски с программным сектором имеют только одно индексное отверстие, а положение сектора определяется контроллером диска или программным обеспечением низкого уровня на основе шаблонов, обозначающих начало сектора. Как правило, для чтения и записи дисков обоих типов используются одни и те же приводы, различаются только диски и контроллеры. Некоторые операционные системы, использующие мягкие сектора, например Apple DOS , не используют индексное отверстие, а накопители, предназначенные для таких систем, часто не имеют соответствующего датчика; в основном это была мера по экономии средств на оборудовании. [24]
Сердцевина 3½-дюймового диска такая же, как и у двух других дисков, но на передней панели имеется только этикетка и небольшое отверстие для чтения и записи данных, защищенное шторкой — подпружиненной металлической или пластиковой крышкой, прижимаемой к сторона въезда на подъезд. Вместо отверстия в центре он имеет металлическую ступицу, которая соединяется со шпинделем привода. Типичными материалами магнитного покрытия 3½-дюймового диска являются: [25]
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, что и отверстия в перфорированной бумаге формата А4 , что позволяет закреплять защищенные от записи дискеты высокой плотности в стандартных папках с кольцами . Размеры корпуса диска не совсем квадратные: его ширина немного меньше глубины, поэтому невозможно вставить диск в слот привода боком (т.е. повернутым на 90 градусов от правильной ориентации затвором вперед). Диагональная выемка в правом верхнем углу гарантирует, что диск вставлен в привод в правильной ориентации — не перевернутой и не этикеткой вперед, а стрелка в левом верхнем углу указывает направление вставки. Привод обычно имеет кнопку, при нажатии которой диск выбрасывается с разной степенью силы, несоответствие обусловлено силой выталкивания, обеспечиваемой пружиной затвора. В компьютерах, совместимых с IBM PC , Commodores, Apple II/III и других компьютерах, отличных от Apple-Macintosh, со стандартными дисководами для гибких дисков диск можно извлечь вручную в любое время. Дисковод оснащен переключателем замены диска, который определяет, когда диск извлекается или вставляется. Выход из строя этого механического переключателя является частым источником повреждения диска, если диск заменяется, а диск (и, следовательно, операционная система) не замечает этого.
Одной из главных проблем с удобством использования дискеты является ее уязвимость; даже внутри закрытого пластикового корпуса дисковый носитель очень чувствителен к пыли, конденсату и перепадам температур. Как и все магнитные накопители , он уязвим к магнитным полям. Чистые диски распространяются с обширным набором предупреждений, предостерегающих пользователя от того, чтобы он не подвергался опасным условиям. Небрежное обращение или извлечение диска из привода, когда магнитный носитель все еще вращается, может привести к повреждению диска, головки привода или сохраненных данных. С другой стороны, эксперт по взаимодействию человека и компьютера Дональд Норман похвалил 3½-дюймовую дискету за ее механическое удобство использования : [26]
Простым примером хорошего дизайна является 3½-дюймовая магнитная дискета для компьютеров, небольшой кружок из гибкого магнитного материала, заключенный в твердый пластик. Более ранние типы дискет не имели этого пластикового корпуса, который защищает магнитный материал от неправильного обращения и повреждения. Сдвижная металлическая крышка защищает нежную магнитную поверхность, когда дискета не используется, и автоматически открывается, когда дискета вставляется в компьютер. Дискета имеет квадратную форму: видимо, существует восемь возможных способов вставить ее в аппарат, но только один из них правильный. Что произойдет, если я сделаю это неправильно? Пробую вставить диск боком. Ох, дизайнер об этом подумал. Небольшое исследование показывает, что корпус на самом деле не квадратный, а прямоугольный, поэтому вставить более длинную сторону невозможно. Я пробую назад. Дискета входит только частично. Небольшие выступы, углубления и вырезы не позволяют вставить дискету задом наперед или вверх тормашками: из восьми способов вставить дискету правильный только один, и только он подойдет. Отличный дизайн.
.jpg/1280px-Visualization_of_magnetic_information_on_a_Floppy_Disk_(CMOS-MagView).jpg)
Шпиндельный двигатель привода вращает магнитный носитель с определенной скоростью, а механизм с шаговым двигателем перемещает магнитные головки чтения/записи радиально вдоль поверхности диска. Операции чтения и записи требуют, чтобы носитель вращался, а головка контактировала с дисковым носителем - действие, первоначально выполняемое соленоидом загрузки диска. [27] Более поздние приводы удерживали головки вне контакта до тех пор, пока не был повернут рычаг на передней панели (5¼ дюйма) или не была завершена вставка диска (3½ дюйма). Для записи данных ток подается через катушку в головке при вращении носителя. Магнитное поле головы выравнивает намагниченность частиц непосредственно под головой на носителе. Когда ток меняется на противоположный, намагниченность выравнивается в противоположном направлении, кодируя один бит данных. Для считывания данных намагничивание частиц в носителе создает небольшое напряжение в головной катушке, когда они проходят под ней. Этот небольшой сигнал усиливается и отправляется на контроллер гибких дисков , который преобразует потоки импульсов с носителя в данные, проверяет их на наличие ошибок и отправляет в главную компьютерную систему.
Чистая неформатированная дискета имеет покрытие из магнитного оксида, частицы которого не имеют магнитного порядка. 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; между секторами и в конце дорожки предусмотрены промежутки с байтами заполнения, чтобы обеспечить небольшие изменения скорости диска и обеспечить лучшую совместимость с дисками, подключенными к другим аналогичным системам.
Каждый сектор данных имеет заголовок, который определяет местоположение сектора на диске. Контрольная сумма циклического избыточного кода (CRC) записывается в заголовки секторов и в конец пользовательских данных, чтобы контроллер диска мог обнаружить потенциальные ошибки.
Некоторые ошибки являются программными и могут быть устранены автоматическим повторением операции чтения; другие ошибки являются постоянными, и контроллер диска сообщит операционной системе о сбое, если несколько попыток чтения данных по-прежнему не увенчались успехом.
После того, как диск вставлен, защелка или рычаг в передней части привода опускается вручную, чтобы предотвратить случайное выдвижение диска, задействуйте зажимную ступицу шпинделя, а в двусторонних приводах зацепите вторую головку чтения/записи с носителем. .
В некоторых 5¼-дюймовых приводах вставка диска сжимает и блокирует выталкивающую пружину, которая частично выталкивает диск при открытии защелки или рычага. Это позволяет уменьшить вогнутую область, позволяющую большому и остальным пальцам захватывать диск во время его извлечения.
Новые 5¼-дюймовые приводы и все 3½-дюймовые приводы автоматически включают шпиндель и головки при вставке диска, а при нажатии кнопки извлечения происходит обратное.
На компьютерах Apple Macintosh со встроенными 3½-дюймовыми дисководами кнопка извлечения заменяется программным обеспечением, управляющим двигателем извлечения, которое делает это только тогда, когда операционной системе больше не требуется доступ к диску. Пользователь мог перетащить образ флоппи-дисковода в корзину на рабочем столе, чтобы извлечь диск. В случае сбоя питания или неисправности привода загруженный диск можно извлечь вручную, вставив распрямленную скрепку в небольшое отверстие на передней панели привода, как это можно сделать с приводом CD-ROM в аналогичной ситуации. Sharp X68000 оснащен 5¼-дюймовыми дисками с мягким извлечением. Некоторые машины IBM PS / 2 последнего поколения также имели 3½-дюймовые дисководы с мягким извлечением, для которых в некоторых выпусках DOS (например, PC DOS 5.02 и выше) предлагалась команда EJECT.
Прежде чем к диску можно будет получить доступ, привод должен синхронизировать положение своей головки с дорожками диска. В некоторых приводах это достигается с помощью датчика нулевой дорожки, в то время как в других приводная головка ударяется о неподвижную опорную поверхность.
В любом случае головка перемещается так, что приближается к нулевой позиции диска. Когда привод с датчиком достигает нулевой дорожки, головка немедленно прекращает движение и выравнивается правильно. При приводе без датчика механизм пытается переместить головку на максимально возможное количество позиций, необходимых для достижения нулевой дорожки, зная, что после завершения этого движения головка окажется над нулевой дорожкой.
Некоторые приводные механизмы, такие как 5¼-дюймовый привод Apple II без датчика нулевой дорожки, издают характерные механические шумы при попытке перемещения головок мимо опорной поверхности. Этот физический удар ответственен за щелканье 5¼-дюймового диска во время загрузки Apple II, а также за громкое дребезжание DOS и ProDOS при возникновении ошибок диска и попытке синхронизации нулевой дорожки.
Во всех 8-дюймовых и некоторых 5¼-дюймовых накопителях для определения местоположения секторов использовался механический метод, известный как жесткие или мягкие сектора , и для этого используется небольшое отверстие в оболочке, расположенное сбоку от отверстия шпинделя. Датчик светового луча определяет, когда сквозь отверстие в оболочке видно пробитое отверстие в диске.
На диске с мягкими секторами имеется только одно отверстие, которое используется для определения местоположения первого сектора каждой дорожки. Затем синхронизация часов используется для поиска других секторов, находящихся за ним, что требует точного регулирования скорости приводного двигателя.
На диске с жесткими секторами имеется множество отверстий, по одному для каждой строки сектора, плюс дополнительное отверстие в позиции полусектора, которое используется для обозначения нулевого сектора.
Компьютерная система Apple II примечательна тем, что в ней не было датчика индексного отверстия и игнорировалось наличие жесткого или мягкого секторирования. Вместо этого он использовал специальные повторяющиеся шаблоны синхронизации данных, записанные на диск между каждым сектором, чтобы помочь компьютеру найти и синхронизировать данные на каждой дорожке.
Более поздние 3½-дюймовые накопители середины 1980-х годов не использовали индексные отверстия секторов, а вместо этого также использовали шаблоны синхронизации.
Большинство 3½-дюймовых накопителей используют приводной двигатель с постоянной скоростью и содержат одинаковое количество секторов на всех дорожках. Иногда это называют постоянной угловой скоростью (CAV). Чтобы разместить на диске больше данных, некоторые 3½-дюймовые накопители (в частности, внешние накопители Macintosh 400K и 800K ) вместо этого используют постоянную линейную скорость (CLV), которая использует приводной двигатель с регулируемой скоростью, который вращается медленнее при движении головки. от центра диска, сохраняя одинаковую скорость головки (головок) относительно поверхности (поверхностей) диска. Это позволяет записывать больше секторов на более длинные средние и внешние дорожки по мере увеличения длины дорожки.
Хотя первоначальный 8-дюймовый диск IBM на самом деле определялся именно так, другие размеры определяются в метрической системе, и их обычные названия являются лишь грубыми приближениями. [28]
Дискеты разных размеров механически несовместимы, и диски могут помещаться в привод только одного размера. Приводные узлы как с 3½-дюймовыми, так и с 5¼-дюймовыми слотами были доступны в переходный период между размерами, но они содержали два отдельных приводных механизма. Кроме того, между ними существует множество тонких, обычно программных несовместимостей. 5¼-дюймовые диски, отформатированные для использования с компьютерами Apple II, будут нечитаемыми и будут считаться неформатированными на Commodore. Когда начали формироваться компьютерные платформы , были предприняты попытки обеспечить взаимозаменяемость. Например, « SuperDrive », входящий в состав Macintosh SE и Power Macintosh G3, мог читать, записывать и форматировать 3½-дюймовые диски формата IBM PC, но немногие IBM-совместимые компьютеры имели приводы, которые делали обратное. 8-дюймовые, 5¼-дюймовые и 3½-дюймовые накопители производились различных размеров, большинство из которых подходили для стандартизированных отсеков для дисков . Наряду с обычными размерами дисков существовали неклассические размеры для специализированных систем.
Дискеты первого стандарта имеют диаметр 8 дюймов [1] и защищены гибкой пластиковой оболочкой. Это было устройство только для чтения, используемое IBM для загрузки микрокода. [29] Дискеты для чтения/записи и их приводы стали доступны в 1972 году, но именно введение IBM в 1973 году системы ввода данных 3740 [30] положило начало утверждению дискет, названных IBM Diskette 1 , в качестве отраслевого стандарта. для обмена информацией. Отформатированная для этой системы дискета содержит 242 944 байта. [31] Ранние микрокомпьютеры, использовавшиеся в инженерных целях, бизнесе или обработке текстов, часто использовали один или несколько 8-дюймовых дисков в качестве съемных носителей; операционная система CP /M была разработана для микрокомпьютеров с 8-дюймовыми дисками.
Семейство 8-дюймовых дисков и накопителей со временем увеличилось, и более поздние версии могли хранить до 1,2 МБ; [32] многим микрокомпьютерным приложениям не требовалась такая большая емкость на одном диске, поэтому был возможен диск меньшего размера с более дешевыми носителями и приводами. 5¼-дюймовый диск пришел на смену 8-дюймовому размеру во многих приложениях и достиг примерно той же емкости, что и исходный 8-дюймовый размер, за счет использования носителей более высокой плотности и технологий записи.
Зазор между головками 80-дорожечного 5¼-дюймового накопителя высокой плотности (1,2 МБ в формате MFM ) (также известного как Mini diskette , Mini disk или Minifloppy ) меньше, чем у 40-дорожечного накопителя двойной плотности (360 КБ, если двусторонний), но также может форматировать, читать и записывать 40-дорожечные диски при условии, что контроллер поддерживает двойной шаг или имеет соответствующий переключатель. 5¼-дюймовые 80-дорожечные накопители еще называли гиперприводами . [nb 2] Пустой 40-дорожечный диск, отформатированный и записанный на 80-дорожечный дисковод, можно без проблем перенести на родной дисковод, а диск, отформатированный на 40-дорожечный дисковод, можно использовать на 80-дорожочном приводе. Диски, записанные на 40-дорожечный привод, а затем обновленные на 80-дорожочном, становятся нечитаемыми на любых 40-дорожечных дисках из-за несовместимости ширины дорожек.
Односторонние диски имели покрытие с обеих сторон, несмотря на наличие более дорогих двусторонних дисков. Причиной более высокой цены обычно называлось то, что двусторонние диски были сертифицированы как безошибочные на обеих сторонах носителя. В некоторых приводах для односторонних дисков можно было использовать двусторонние диски, если индексный сигнал не требовался. Это делалось по одной стороне, переворачивая их ( диски ); Позже были произведены более дорогие накопители с двумя головками, которые могли читать обе стороны, не переворачивая, и в конечном итоге стали использоваться повсеместно.
В начале 1980-х годов многие производители представили флоппи-дисководы меньшего размера и носители различных форматов. Консорциум из 21 компании в конечном итоге остановился на 3½-дюймовой конструкции, известной как Micro diskette , Micro disk или Micro floppy , аналогичной конструкции Sony , но улучшенной для поддержки как односторонних, так и двусторонних носителей с форматированной емкостью, как правило, 360 КБ и 720 КБ соответственно. Односторонние накопители конструкции консорциума впервые были выпущены в 1983 году [33] , а двусторонние — в 1984 году. Двусторонний дисковод высокой плотности емкостью 1,44 МБ (на самом деле 1440 КиБ = 1,41 МБ) стал самым популярным. , впервые выпущенный в 1986 году. [34] Первые компьютеры Macintosh использовали односторонние 3½-дюймовые дискеты, но с форматированной емкостью 400 КБ. В 1986 году за ними последовали двусторонние дискеты емкостью 800 КБ. Более высокая емкость была достигнута при той же плотности записи за счет изменения скорости вращения диска в зависимости от положения головки так, чтобы линейная скорость диска была ближе к постоянной. Более поздние компьютеры Mac также могли читать и записывать HD-диски емкостью 1,44 МБ в формате ПК с фиксированной скоростью вращения. Более высокая емкость была аналогичным образом достигнута с помощью ОС RISC OS 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 осуществлять запись на диск. Скользящую фиксированную деталь можно переместить, чтобы заблокировать или открыть часть прямоугольного отверстия, распознаваемую приводом. Диски HD емкостью 1,44 МБ имеют второе свободное отверстие в противоположном углу, которое идентифицирует их как имеющие такую емкость.
В IBM-совместимых ПК три плотности 3½-дюймовых дискет обратно совместимы; Диски с более высокой плотностью могут читать, записывать и форматировать носители с меньшей плотностью. Также возможно отформатировать диск с меньшей плотностью, чем та, для которой он был предназначен, но только если диск предварительно тщательно размагничивают с помощью объемного ластика, так как формат с высокой плотностью обладает большей магнитной силой и не позволит диску работать. в режимах меньшей плотности.
Запись с плотностью, отличной от той, для которой были предназначены диски, иногда путем изменения или сверления отверстий, была возможна, но не поддерживалась производителями. Отверстие на одной стороне 3½-дюймового диска можно изменить, чтобы некоторые дисководы и операционные системы воспринимали диск как диск с более высокой или низкой плотностью из соображений двунаправленной совместимости или по экономическим причинам. [ нужны разъяснения ] [35] [36] Некоторые компьютеры, такие как PS/2 и Acorn Archimedes , вообще игнорировали эти дыры. [37]
Были предложены другие гибкие диски меньшего размера, особенно для портативных или карманных устройств, которым требовалось запоминающее устройство меньшего размера.
Ни один из этих размеров не добился большого успеха на рынке. [40]
Размер дискеты часто указывается в дюймах, даже в странах, где используется метрическая система , хотя размер определяется в метрических единицах. Спецификация ANSI для 3½-дюймовых дисков частично озаглавлена «90 мм (3,5 дюйма)», хотя 90 мм ближе к 3,54 дюймам. [41] Форматированная емкость обычно указывается в килобайтах и мегабайтах .
Данные обычно записываются на дискеты в секторах (угловых блоках) и дорожках (концентрические кольца постоянного радиуса). Например, формат HD 3½-дюймовых дискет использует 512 байт на сектор, 18 секторов на дорожку, 80 дорожек на сторону и две стороны, всего 1 474 560 байт на диск. [68] [ не удалось выполнить проверку ] Некоторые контроллеры дисков могут изменять эти параметры по запросу пользователя, увеличивая объем памяти на диске, хотя их невозможно прочитать на машинах с другими контроллерами. Например, приложения Microsoft часто распространялись на 3½-дюймовых DMF- дисках емкостью 1,68 МБ, отформатированных с 21 сектором вместо 18; их все еще мог распознать стандартный контроллер. На IBM PC , MSX и большинстве других микрокомпьютерных платформ диски записывались с использованием формата постоянной угловой скорости (CAV), [62] при этом диск вращался с постоянной скоростью, а сектора содержали одинаковое количество информации на каждой дорожке независимо от радиальное расположение.
Поскольку сектора имеют постоянный угловой размер, 512 байт в каждом секторе сжимаются ближе к центру диска. Более экономичным 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, сохраняя при этом скорость передачи данных, позволяя иметь 400 КБ памяти на каждой стороне и дополнительные 80 КБ на двустороннем диске. [69] У этой более высокой емкости был недостаток: в этом формате использовался уникальный механизм привода и схема управления, а это означало, что диски Mac не могли быть прочитаны на других компьютерах. В конечном итоге Apple вернулась к постоянной угловой скорости на дискетах HD на своих более поздних машинах, что по-прежнему уникально для Apple, поскольку они поддерживают старые форматы с переменной скоростью.
Форматирование диска обычно выполняется с помощью служебной программы, поставляемой производителем ОС компьютера ; как правило, он устанавливает систему каталогов хранения файлов на диске и инициализирует ее сектора и дорожки. Области диска, непригодные для хранения из-за дефектов, можно заблокировать (пометить как «плохие сектора»), чтобы операционная система не пыталась их использовать. Это отнимало много времени, поэтому во многих средах было предусмотрено быстрое форматирование, исключающее процесс проверки ошибок. Когда часто использовались дискеты, продавались диски, предварительно отформатированные для популярных компьютеров. В неформатированную емкость дискеты не входят заголовки секторов и дорожек форматированного диска; разница в объеме памяти между ними зависит от применения накопителя. Производители дисководов и носителей для гибких дисков указывают неформатированную емкость (например, 2 МБ для стандартной 3½-дюймовой HD-дискеты). Подразумевается, что превышать это значение не следует, 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 как таковые.
Сочетание десятичных префиксов и размеров двоичных секторов требует осторожности при правильном расчете общей емкости. В то время как полупроводниковая память естественным образом предпочитает степень двойки (размер удваивается каждый раз, когда в интегральную схему добавляется адресный вывод), емкость жесткого диска является произведением размера сектора, секторов на дорожку, дорожек на сторону и сторон (что в жестком диске). дисковых накопителей с несколькими пластинами может быть больше 2). Хотя в прошлом были известны и другие размеры секторов, теперь размеры отформатированных секторов почти всегда равны степеням двойки (256 байт, 512 байт и т. д.), а в некоторых случаях емкость диска рассчитывается как кратное размеру сектора. а не только в байтах, что приводит к комбинации десятичных кратных секторов и размеров двоичных секторов. Например, 3½-дюймовые HD-диски емкостью 1,44 МБ имеют префикс «M», характерный для их контекста, исходя из их емкости, состоящей из 2880 секторов по 512 байт (1440 КиБ), что не соответствует ни десятичному мегабайту , ни двоичному мебибайту (МиБ). Следовательно, эти диски занимают 1,47 МБ или 1,41 МБ. 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 тому, что емкость составит примерно 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 точного согласования геометрии головок приводов между приводами, что не всегда возможно и ненадежно. Например, диск LS-240 поддерживает емкость 32 МБ на стандартных 3½-дюймовых HD-дисках [70] , но это метод однократной записи, и для него требуется собственный диск.
Максимальная скорость передачи данных для 3½-дюймовых дисководов ED (2,88 МБ) номинально составляет 1000 килобит /с, что составляет примерно 83 % от скорости односкоростного CD‑ROM (71 % аудио-CD). Это представляет скорость битов необработанных данных, перемещающихся под считывающей головкой; однако эффективная скорость несколько меньше из-за пространства, используемого для заголовков, пробелов и других полей формата, и может быть еще больше уменьшена за счет задержек при поиске между дорожками.
Оказывается, устаревшие дискеты гораздо более востребованы, чем вы думаете.
... Я планирую заниматься этим бизнесом еще как минимум четыре года.
Техника Возняка позволила бы диску выполнять самосинхронизацию («мягкое секторирование»), не сталкиваясь с этой маленькой временной дырой и экономя на оборудовании.
Информационные системы – неформатированный картридж с гибким диском для обмена информацией, 5,25 дюйма (130 мм), 96 дорожек на дюйм (3,8 дорожек на миллиметр), общие, физические и магнитные требования (включая ANSI X3. 162/TC-1-1995) Определяет общие, физические и магнитные требования для взаимозаменяемости двустороннего гибкого дискового картриджа диаметром 5,25 дюйма (130 мм).
Дискета имеет площадь около 8 дюймов (20 см) и вмещает 1898 записей по 128 символов – примерно один день ввода данных. Каждая из 73 дорожек магнитной записи дискеты, доступных для ввода данных, может содержать 26 секторов по 128 символов. символы каждый.
Шугарт является одним из основных подписчиков стандарта микродискет размером 3
1
⁄
2
дюйма, наряду с Sony и 20 другими компаниями... Его односторонняя микродискета SA300. диск предлагает 500 КБ неформатированного хранилища.
Кевин Барр из Shugart сказал, что очевидным следующим шагом будет размещение еще 500 КБ памяти на другой стороне дискеты и что вскоре компания выпустит двусторонний дисковод для микродискет емкостью 1 мегабайт.
{{cite web}}: |author=имеет общее имя ( справка )В 1980 году к первоначальным накопителям с разрешением 48 точек на дюйм присоединились накопители с разрешением 96 точек на дюйм от Tandon, Micro Peripherals и Micropolis...
{{cite web}}: |last=имеет общее имя ( справка ){{cite web}}: |last=имеет общее имя ( справка ){{cite web}}: |last=имеет общее имя ( справка )