Размер дискеты 1.44. Гибкие магнитные диски и их устройство
Дискета или гибкий диск - компактное низкоскоростное малой ёмкости средство хранение и переноса информации. Различают дискеты двух размеров: 3.5”, 5.25” (8” диски широкого распространения не получили). Диски 5.25” практически вышли из употребления.
3.5” дискета 5.25” дискета
Конструктивно дискета представляет собой гибкий диск с магнитным покрытием, заключенный в футляр. Дискета имеет отверстие под шпиль привода, отверстие в футляре для доступа головок записи-чтения (в 3.5” закрыто железной шторкой), вырез или отверстие защиты от записи. Кроме того 5.25” дискета имеет индексное отверстие, а 3.5” дискета высокой плотности - отверстие указанной плотности (высокая/низкая). 5.25” дискета защищена от записи, если соответствующий вырез закрыт. 3.5” дискета наоборот - если отверстие защиты открыто. В настоящее время практически только используются 3.5” дискеты высокой плотности.
Для дискет используются следующие обозначения:
SS single side - односторонний диск (одна рабочая поверхность).
DS double side - двусторонний диск.
SD single density - одинарная плотность.
DD double density - двойная плотность.
HD high density - высокая плотность.
Накопитель на гибких дисках принципиально похож на накопитель на жестких дисках. Скорость вращения гибкого диска примерно в 10 раз медленнее, а головки касаются поверхности диска. В основном структура информации на дискете, как физическая так и логическая, такая же как на жестком диске. С точки зрения логической структуры на дискете отсутствует таблица разбиения диска.
Накопители на жестких дисках
Накопители на жестких дисках объединяют в одном корпусе носитель (носители) и устройство чтения/записи, а также, нередко, и интерфейсную часть, называемую собственно контроллером жесткого диска. Типичной конструкцией жесткого диска является исполнение в виде одного устройства - камеры, внутри которой находится один или более дисковых носителей насажанных на один шпиндель и блок головок чтения/записи с их общим приводящим механизмом. Обычно, рядом с камерой носителей и головок располагаются схемы управления головками, дисками и, часто, интерфейсная часть и/или контроллер. На интерфейсной карте устройства располагается собственно интерфейс дискового устройства, а контроллер с его интерфейсом располагается на самом устройстве. С интерфейсным адаптером схемы накопителя соединяются при помощи комплекта шлейфов.
Информация заносится на концентрические дорожки, равномерно распределенные по всему носителю. В случае большего, чем один диск, числа носителей все дорожки, находящиеся одна под другой, называются цилиндром. Операции чтения/записи производятся подряд над всеми дорожками цилиндра, после чего головки перемещаются на новую позицию.
Герметичная камера предохраняет носители не только от проникновения механических частиц пыли, но и от воздействия электромагнитных полей. Необходимо заметить, что камера не является абсолютно герметичной т.к. соединяется с окружающей атмосферой при помощи специального фильтра, уравнивающего давление внутри и снаружи камеры. Однако, воздух внутри камеры максимально очищен от пыли, т.к. малейшие частички могут привести к порче магнитного покрытия дисков и потере данных и работоспособности устройства.
Диски вращаются постоянно, а скорость вращения носителей довольно высокая (от 4500 до 10000 об/мин), что обеспечивает высокую скорость чтения/записи. По величине диаметра носителя чаще других производятся 5.25, 3.14, 2.3 дюймовые диски. На диаметр носителей несменных жестких дисков не накладывается никакого ограничения со стороны совместимости и переносимости носителя, за исключением форм-факторов корпуса ПК, поэтому, производители выбирают его согласно собственным соображениям.
В настоящее время, для позиционирования головок чтения/записи, наиболее часто, применяются шаговые и линейные двигатели механизмов позиционирования и механизмы перемещения головок в целом.
В системах с шаговым механизмом и двигателем головки перемещаются на определенную величину, соответствующую расстоянию между дорожками. Дискретность шагов зависит либо от характеристик шагового двигателя, либо задается серво-метками на диске, которые могут иметь магнитную или оптическую природу. Для считывания магнитных меток используется дополнительная серво головка, а для считывания оптических - специальные оптические датчики.
В системах с линейным приводом головки перемещаются электромагнитом, а для определения необходимого положения служат специальные сервисные сигналы, записанные на носитель при его производстве и считываемые при позиционировании головок. Во многих устройствах для серво-сигналов используется целая поверхность и специальная головка или оптический датчик. Такой способ организации серво-данных носит название выделенная запись сервосигналов. Если серво-сигналы записываются на те же дорожки, что и данные и для них выделяется специальный серво-сектор, а чтение производится теми же головками, что и чтение данных, то такой механизм называется встроенная запись сервосигналов . Выделенная запись обеспечивает более высокое быстродействие, а встроенная - повышает емкость устройства.
Линейные приводы перемещают головки значительно быстрее, чем шаговые, кроме того они позволяют производить небольшие радиальные перемещения «внутри» дорожки, давая возможность отследить центр окружности серво-дорожки. Этим достигается положение головки, наилучшее для считывания с каждой дорожки, что значительно повышает достоверность считываемых данных и исключает необходимость временных затрат на процедуры коррекции. Как правило, все устройства с линейным приводом имеют автоматический механизм парковки головок чтения/записи при отключении питания устройства.
Парковкой головок называют процесс их перемещения в безопасное положение. Это - так называемое «парковочное» положение головок в той области дисков где ложатся головки. Там, обычно, не записано никакой информации, это специальная «посадочная зона» (Landing Zone). Для фиксации привода головок в этом положении в большинстве ЖД используется маленький постоянный магнит, когда головки принимают парковочное положение - этот магнит соприкасается с основанием корпуса и удерживает позиционер головок от ненужных колебаний. При запуске накопителя схема управления линейным двигателем «отрывает» фиксатор, подавая на двигатель, позиционирующий головки, усиленный импульс тока. В ряде накопителей используются и другие способы фиксации - основанные, например, на воздушном потоке, создаваемом вращением дисков. В запаркованном состоянии накопитель можно транспортировать при достаточно плохих физических условиях (вибрация, удары, сотрясения), т.к. нет опасности повреждения поверхности носителя головками. В настоящее время на всех современных устройствах парковка головок накопителей производится автоматически внутренними схемами контроллера при отключении питания и не требует для этого никаких дополнительных программных операций, как это было с первыми моделями.
Во время работы все механические части накопителя подвергаются тепловому расширению, и расстояния между дорожками, осями шпинделя и позиционером головок чтения/записи меняется. В общем случае это никак не влияет на работу накопителя, поскольку для стабилизации используются обратные связи, однако некоторые модели время от времени выполняют рекалибровку привода головок, сопровождаемую характерным звуком, напоминающим звук при первичном старте, подстраивая систему к изменившимся расстояниям.
Плата электроники современного накопителя на жестких магнитных дисках представляет собой самостоятельный микрокомпьютер с собственным процессором, памятью, устройствами ввода/вывода и прочими традиционными атрибутами присущими компьютеру. На плате могут располагаться множество переключателей и перемычек, однако не все из них предназначены для использования пользователем. Как правило, руководства пользователя описывают назначение только перемычек, связанных с выбором логического адреса устройства и режима его работы, а для накопителей с интерфейсом SCSI - и перемычки, отвечающие за управление резисторной сборкой (стабилизирующей нагрузкой в цепи).
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.
| Дискета 3.5""
Дискета , она же гибкий магнитный диск (floppy disk, diskette ) - сменный носитель информации, используемый для многократной (дай Бог) записи и хранения данных. Из себя представляет помещённый в защитный пластиковый корпус диск, покрытый ферромагнитным слоем. Для чтения/записи данных на дискету используется дисковод .
Предыстория
В 1967 году Алан Шугарт возглавлял команду, которая разрабатывала дисководы в лаборатории фирмы IBM , где были созданы накопители на гибких дисках. Дэвид Нобль, будучи одним из старших инженеров, работающих под его руководством, предложил гибкий диск (прообраз 8-дюймовой дискеты) и защитный кожух с тканевой прокладкой.1971 - фирма IBM представляет первую дискету диаметром в 8 дюймов (по-русски - 200 мм) с соответствующим дисководом.
В 1973 году Алан Шугарт основывает собственную фирму Shugart Technology.
1976 год - Финне Коннер пригласил Алана Шугарта принять участие в разработке и выпуске дисководов для уменьшенных магнитных дисков диаметром 5.25’’, в результате чего фирма Shugart Associates, разработав контроллер и оригинальный интерфейс Shugart Associates SA-400, выпустила дисковод для гибких дисков на 5.25’’ (mini-floppy, для тех времён), который, довольно быстро потеснил дисководы для дисков 8? и 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).
История дискеты 3,5’’
В 1981 году фирма Sony впервые представила публике накопитель и дискету диаметром 3,5 дюйма. Спустя три года фирма Hewlett-Packard впервые использовала в своем компьютере HP-150 этот накопитель. В этом же году фирма Apple стала использовать накопители 3,5’’ в компьютерах Macintosh , а в 1986 году этот накопитель уже появился в компьютерных системах фирмы IBM.Широкое распространение данный вид носителя получил с появлением портативных персональных компьютеров типа Notebook (ноутбук). Этот формат дискет наиболее удобны для пользования, так как они легки, помещаются в карман рубашки и имеют защитный конверт из твердого пластика, повышающий их надежность.
Предельно дешевые дискеты долгое время оставались самыми популярными носителями. Только за один 1998 год было продано больше 2 миллиардов дискет. в 2006 году их продажи значительно упали, но все равно составили огромную цифру, которая равнялась 700 миллионам штук. Само изображение дискеты 3,5 дюйма стало символом команды «Сохранить» почти во всех существующих программах.
В 2007 году ряд крупнейших в мире компьютерных интернет-магазинов полностью отказались от продажи обычных 3,5-дюймовых дискет. Событие это назревало очень давно. Неуклонное снижение цен на альтернативные носители, а также постепенно растущие объемы информации не оставили дискетам никакого шанса.
Современные компьютеры уже не оснащаются встроенными дисководами для дискет. Если очень нужно прочитать дискету, то к вашим услугам внешний USB-дисковод . Но это на случай если очень нужно, ибо цена таких устройств ощутима, что переводит покупку в разряд слабого спроса – на те же денежные средства можно приобрести несколько «флешек », которые значительно надёжнее, быстрее, компактнее и объёмнее, чем дискета. Уход устаревшего носителя информации со сцены - знаменательная веха в истории компьютерной техники. Ведь обычная 3,5-дюймовая дискета присутствовала на рынке целых 25 лет.
Первым «отказником» от использования дискет стала компания Apple, известная своей любовью к внедрению различных новых технологий. Медленно, но верно за ней последовали и другие производители готовых компьютерных систем. На сегодняшний день дискетами пользуются лишь самые консервативные немногочисленные пользователи, да и то, лишь те из их, которым хватает объема в 1,4 Мб.
(МО), которые представляли собой жесткий полимерный диск, чтение с которого производилось лазером, а запись - при помощи комбинированного воздействия лазера (для нагрева участка поверхности) и неподвижного магнита (для перемагничивания информационного слоя). Они не являются полностью магнитными, хотя и используют картриджи, по форме напоминающие дискеты.
История
Устройство дискеты 3½″
Iomega Zip
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 зависит от способа их форматирования. Поскольку, кроме самых ранних моделей, практически все флоппи-диски не содержат 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, Нейрон И9.66 - 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 магнитного слоя , микродюйм | 100 | 100 | 50 | 70 | 40 | 100 |
| Ширина дорожки, мм | 0,300 | 0,155 | 0,115 | 0,115 | 0,115 | |
| Плотность дорожек на дюйм | 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″ | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ёмкость 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 |
Первой (точнее, 0-й) является нижняя головка. В односторонних дисководах фактически используется только нижняя головка, а верхняя заменяется войлочной прокладкой. При этом на односторонних дисководах можно было использовать двухсторонние дискеты, отформатировав каждую сторону отдельно и переворачивая её при необходимости, но чтобы этой возможностью воспользоваться, в пластиковом конверте 8-дюймовой дискеты требовалось прорезать второе индексное окно, симметрично первому.
Все дисководы гибких дисков имеют скорость вращения шпинделя 300 оборотов в минуту, за исключением дисковода для гибких дисков диаметром 5¼″ высокой плотности, шпиндель которого вращается со скоростью 360 мин −1 .
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.com .
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-килобайтные дискеты Искра-1030/Искра-1031 - фактически они представляли собой 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;
- в компьютерах платформы ZX-Spectrum применялись дискеты 5.25″ и 3.5″, но применялся свой собственный уникальный формат TR-DOS - 16 секторов на дорожке, каждый сектор по 256 байт (вместо 512 байт, стандартных для IBM PC). Поддерживались как двухсторонние, так и односторонние дискеты и дисководы. В результате объём данных составлял 640 и 320 Кб соответственно. Формат поддерживает только корневой каталог, который занимает только первые 8 секторов 0-й дорожки, в 9-м секторе располагается системная информация о дискете - тип (TR-DOS или нет), одно или двухсторонний диск, общее количество файлов и количество свободных секторов (не байт, а именно секторов). Сектора с 10 по 16 на 0-й дорожке не используются. Все файлы располагаются только последовательно - формат TR-DOS понятия не имеет о фрагментации, а максимальный размер файла - 64 Кб. После удаления файла внутри занятого пространства, появляются свободные сектора, которые занять уже нельзя до тех пор, пока не будет выполнена команда уплотнения диска ″Move″. На IBM PC совместимых компьютерах такие дискеты можно прочитать и записать только с помощью специальных программ, например ZX Spectrum Navigator v.1.14 или ZXDStudio.
Кроме формата TR-DOS , в ZX-Spectrum совместимых компьютерах часто применялись и произвольные форматы дисков. Некоторые электронные журналы и игры на всю дискету использовали свой собственный формат, вообще ни с чем не совместимый. Могли использовать сектора по 512 байт, и даже по 1024 байт, и нередко комбинировали разные размеры секторов на одной дорожке, например, по 256 и по 1024 байт, и просто для разных дорожек применялись разные форматы. Например, так делали в электронном журнале ZX-Format. Причём, от номера выпуска к номеру, данный журнал постоянно менял формат дорожек дискет. Делалось это для двух целей: Во-первых, для увеличения объёма данных на дискете, во-вторых, для защиты дискет от пиратского копирования. Такие дискеты на ZX-Spectrum совместимых компьютерах пользователей можно было только прочитать, запустить с них журнал или игру, но нельзя было ничем скопировать. Для копирования таких дискет, для каждого отдельного номера журнала ZX-Format или игры, нужно было написать на ассемблере свой индивидуальный форматер и копировщик, предварительно взломав остальные ступени защиты. Разумеется, нельзя такие дискеты прочитать и скопировать и на IBM PC совместимых компьютерах. Однажды попался вообще уникальный формат - кроме нестандартного размера секторов на дорожке (5 секторов по 1024 байта), номера всех 5 секторов были одинаковыми. Для запуска ПО с такой дискеты использовался специальный загрузчик, размещённый на первой после каталога дорожке со стандартным для ZX-Spectrum формата TR-DOS . В ZX-Spectrum совместимых компьютерах одинаковым образом применялись как 5.25″, так и 3.5″ дискеты, формат при этом не зависит ни от размера дискеты, ни от поддерживаемой ей плотности. Но для использования дискет 3.5″ высокой плотности HD, нужно было изолентой заклеить боковое окошко плотности. Дискеты 5.25″ высокой плотности HD можно применять в ZX-Spectrum только в случае использования дисковода, который так же поддерживает плотность HD, но перемычками дисковод нужно предварительно перевести на формат SD (720 Кб).
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 индексным 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 совершать 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 четырёх дополнительных дорожек, а также позволяли, в зависимости от конструкционных особенностей, отформатировать на 1-4 сектора на дорожке больше, чем положено по стандарту, эти драйверы 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
Одним из самых старых устройств для хранения информации на персональном компьютере является флоппи-дисковод или, сокращенно, FDD (Floppy Disk Drive). Данное устройство, широко применявшееся в течение 1970-х-2000-х гг., теперь нечасто можно встретить в современных компьютерах. Тем не менее, в ряде случаев все же можно увидеть установленный в старом ПК флоппи-дисковод. Кроме того, иногда используются и внешние дисководы для дискет, подключаемые к компьютеру через порты ввода-вывода.
Первый дисковод для гибких дисков и дискета (по-английски - floppy disk) к нему имели 8 дюймов в ширину и были изобретены инженером Аланом Шугартом, работавшим в компании IBM, в начале 1970-х гг. В середине 1970-х им же была разработана дискета формата 5,25 дюймов и привод для ее чтения. В 1981 г. фирмой Sony была разработана дискета и привод 3,5 дюймов. Вначале емкость подобной дискеты составляла 720 КБ, однако впоследствии ее емкость была увеличена вдвое.
Предпринимались неоднократные попытки усовершенствовать дискеты на основе 3,5-дюймового формата. Так, например, в 1987 г. был разработан дисковод для дискет объемом 2,88 МБ, а в конце 1990-х гг. – стандарт LS-120 c еще большим объемом дисков –120 МБ. Однако все эти модификации не получили широкого распространения, во многом из-за дороговизны накопителей и носителей.
Принцип работы
По принципу работы FDD во многом напоминают жесткие диски. Внутри дискеты так же, как и внутри винчестера, находится плоский диск с нанесенным на него магнитным слоем, а информация с диска считывается при помощи магнитной головки. Однако есть и отличия. Прежде всего, floppy disk изготовлен не из твердого материала, а из гибкой полимерной пленки, похожей на пленку магнитной ленты. Именно поэтому диски такого типа называются гибкими. Кроме того, floppy disk не вращается постоянно, а лишь тогда, когда поступает запрос от операционной системы на считывание информации.
Преимуществом FDD по сравнению с винчестером является сменность носителей. Однако недостатков floppy drive тоже имеет немало. Помимо чрезвычайно низкой скорости работы, это и низкая надежность хранения информация, а также невысокая емкость носителя – примерно 1,44 МБ для 3,5-дюймовых дискет. Правда, при использовании нестандартных способов форматирования емкость floppy disk можно незначительно увеличить, но, как правило, это приводит к еще большему снижения надежности записи.
Разновидности
В персональных компьютерах типа IBM PC использовались две основные разновидности FDD – 5,25-дюймовый и 3,5-дюймовый. Оба типа дисковода предназначены для дискет различных типов и размеров и несовместимы друг с другом. Эта ситуация отличается от той, которая имеет место в случае оптических дисководов, которые могут читать как 3,5-дюймовые, так и 5,25-дюймовые диски. В свое время существовали также 8-дюймовые FDD, но уже в 80-х гг. подобные дисководы вышли из употребления. Примерно в 1990-е гг. окончательно вышли из обихода и 5,25-дюймовые дисководы. 3,5-дюймовые floppy drive продержались дольше, до конца 2000-х, да и сейчас их изредка кое-где можно встретить.
Сравнительные размеры внутренних 8, 5,25, и 3,5-дюймовых дисководов
Примеры Floppy дисководов в порядке очередности: 8-ми дюймовый, 5,25 дюймовый и 3,5 дюймов
5,25-дюймовый floppy disk представляет собой диск в картонном корпусе, напоминающим конверт, и имеет прорезь для головки считывания. Подобная дискета полностью оправдывает свое название «гибкой», поскольку ее корпус можно без особого усилия согнуть руками. Однако намеренно сильно сгибать гибкий магнитный диск не рекомендуется, поскольку это почти неизбежно приведет к его выходу из строя.
Подобного недостатка лишена 3,5-дюймовая дискета. В ней магнитный диск заключен в жесткий пластмассовый корпус и согнуть ее руками так просто не получится. Кроме того, 3,5-дюймовая дискета имеет специальную металлическую шторку, которая скрывает прорезь для считывающей головки. Еще одна особенность дискеты – наличие переключателя, блокирующего запись на диск. Объем стандартной 3,5-дюймовой дискеты составляет 1,44 МБ, что больше максимального объема дискеты 5,25-дюймов, который равен 1,2 МБ.
Примеры дискет - слева на право 8, 5,25, и 3,5.
Конструкция 3,5-дюймового FDD также отличается от конструкции 5,25-дюймового. Если при вставке дискеты в прорезь 5,25-дюймового накопителя пользователю необходимо зафиксировать дискету поворотом рычажка, то 3,5-дюймовая фиксируется в приводе автоматически, а выброс дискеты обратно осуществляется при помощи специальной кнопки.
Как и в случае многих других накопителей существуют мобильные версии накопителя на гибких дисках – внешние флоппи-дисководы. Внешний флоппи-дисковод удобен тем, что не занимает места в системном блоке, особенно в том случае, если необходимость в использовании дискет возникает редко. Подобный FDD-дисковод можно подключать к ПК при помощи USB-разъема или разъема LPT.
Применение
Хотя винчестеры появились еще в первых IBM-совместимых персональных компьютерах, тем не менее, без устройства для сменных накопителей ни один компьютер не мог обойтись. Подобным устройством стал флоппи-дисковод, быстро получивший популярность благодаря простоте и невысокой стоимости как самого накопителя, так и носителей информации – дискет.
Впрочем, в ряде случаев флоппи-дисковод мог и полностью заменить жесткий диск. Когда у автора данных строк появился первый IBM-совместимый компьютер, то он не имел ни винчестера, ни, тем более, оптического дисковода, а всего лишь 3,5-дюймовый floppy drive и предоставленный продавцом ПК набор дискет с софтом. Компьютер при этом был вполне работоспособен. Разумеется, речи об использовании Windows 3, или о том, чтобы запустить какие-то объемные программы, речи не шло, но при использовании MS-DOS можно было иметь дело с большинством существующих на то время (начало 90-х) программ и игр. Это говорит о том, что флоппи-диски способны удовлетворить базовые потребности пользователя в хранении информации. Кроме того, гибкие диски в свое время были незаменимы в том случае, когда надо было перезагрузить компьютер для профилактической проверки или установить новую ОС.
Настройка флоппи-дисковода в BIOS
В BIOS существует несколько опций, позволяющих настроить параметры дисководов для гибких дисков. Например, опция позволяет отключить контроллер накопителя для гибких дисков, если таковой не используется в системе, и тем самым высвободить одно системное прерывание. Также в некоторых BIOS можно установить вручную тип и объем носителей дисковода, а также установить запрет записи на гибкие диски.
Заключение
Сегодня многие пользователи, возможно, и не знают, как выглядит флоппи-дисковод и даже обычная дискета. Их функции взяли на себя карты памяти и флеш-накопители. В большинстве системных блоков о floppy drive напоминает разве что оставленный для них 3-дюймовый внешний отсек, а в ОС семейства Windows – неиспользуемые первые буквы логических дисков (A и B), зарезервированные для флоппи-дисководов. Тем не менее, дисковод для дискет нередко можно встретить в старых компьютерах. Кроме того, флоппи-дисководы могут быть полезны при загрузке ПК с целью проведения профилактических мероприятий по обслуживанию компьютера или при установке ОС.