Информационный носитель дискета. Информационная емкость дискеты

"Далёкий 1967 год. Специалисты лаборатории IBM из Сан-Хосе, занимающиеся разработкой носителей информации, пытаются создать недорогое устройство, способное хранить и передавать микропрограммы для процессоров, мэйнфреймов и управляющих модулей. Цена устройства не должна превышать 5 USD (иначе, его нельзя будет считать заменяемым). Поставка же, не должна вызывать никаких сложностей, а надежность - сомнений".

Сейчас на дворе 2005 год - прошло 38 лет после появления первого прообраза дискеты, но FDD продолжает жить! В чём же секрет такой живучести этого "пережитка" прошлого, такого же, как матричный принтер или COM порт? Мне кажется, в соотношении цена/надёжность/ качество. Нам сейчас тяжело понять какой переворот в своё время вызвала обычная дискета. А жаль! В миг стали не нужны тонны перфокарт, километры магнитной ленты. Один пластиковый конверт и никаких проблем и ошибок! То о чём сегодня будет рассказано, должно раскрыть читателю в полной мере гениальность такого невзрачного, на первый взгляд, изобретения, как обычная дискета.

Считается, что floppy drive disks были изобретены в 1971 году для решения задачи, с которой корпорация IBM столкнулась при создании компьютера System 370. Проблема состояла в том, что программы, хранившиеся в ее памяти на полупроводниках, стирались всякий раз, когда отключалось питание компьютера. "Для перезагрузки машины приходилось снова записывать в память управляющую программу", - вспоминал Эл Шугарт, бывший тогда менеджером по запоминающим устройствам прямого доступа в IBM. Впоследствии основатель компании Shugart Associates и производитель устройств хранения информации - Seagate Technology.

Хотя Шугарта нередко называют отцом дискеты, сам он считает настоящим ее создателем Дэвида Нобла. Нобл, был старшим инженером лаборатории в Сан-Хосе и стойко выносил на своих плечах тяготы работы в качестве единственного подчиненного Шугарта. Прежде всего Нобл опробовал существовавшие тогда технологии. Но вскоре понял, что надо искать принципиально новые пути. Именно тогда и была предложена первая дискета. В течение года Нобл (группа которого уже значительно пополнилась) завершил работу над устройством, получившим в IBM название "диск памяти". Это фактически и была дискета. Она представляла собой 8-дюймовый пластмассовый диск, покрытый закисью железа, обеспечивающий доступ только по чтению. Весил этот диск около 2 унций, емкость его составляла 80 Кбайт. Поворотным моментом в создании дискеты было изобретение защитного футляра. "Мы добились того, что наш диск работал, но никак не могли предложить для него хорошей защитной оболочки", - вспоминал Шугарт. - "Любая пылинка начисто уничтожала данные. Процент ошибок был очень велик". И вот разработчикам пришла идея поместить устройство в футляр из нетканого материала, который обеспечивал бы постоянную протирку поверхности дискеты в процессе ее вращения. Таким образом, поверхность всегда оставалась чистой. "Эта идея в конечном счете решила все дело", - считает Шугарт.

После всеобъемлющих испытаний дискета была встроена в System 370; это произошло в 1971 году. Кроме того, она использовалась для загрузки микропрограмм в контроллер дискового пакета Merlin 3330 компании IBM.

И все же конструкция дискеты, появившейся в 1971 году, не стала стандартом для отрасли, считает Джим Портер, ныне президент аналитической компании Disk/Trend. В те времена, о которых идет речь, Портер работал в MEMOREX - независимой компании, занимавшейся производством дискет. В 1973 году IBM представила новую версию дискеты, на этот раз для системы 3704 Data Entry System. "Формат записи был совершенно иным, к тому же дискета вращалась в другую сторону", - пояснил Портер. Она обеспечивала возможность чтения и записи и позволяла хранить до 256 Кбайт данных. У пользователей появилась возможность вводить данные с дискет, а не с перфокарт. Принципиальное отличие изобретения от всех предыдущих заключалась в приводе флоппи-диска (гибкого диска, или просто дискеты), где имелось два двигателя: один обеспечивал стабильную скорость вращения вставленной в накопитель дискеты, а второй перемещал головку записи-чтения. Скорость вращения первого двигателя зависела от типа дискеты и составляла от 300 до 360 об/мин. Двигатель для перемещения головок в этих приводах всегда был шаговым. С его помощью головки перемещались по радиусу от края диска к его центру дискретными интервалами. В отличии от привода винчестера головки в данном устройстве не "парили" над поверхностью, а касались её.

Представители IBM утверждали, что новое устройство позволяет вместить такой же объем информации, как 3 тыс. перфокарт. Выпуск новой дискеты стал своего рода выстрелом стартового пистолета для производителей этих устройств. Даже сейчас некоторые компании используют восьмидюймовые дискеты!!! Преимущественно при работе с компьютеризованными станками. Но в 1976 году, примерно тогда же, когда появились первые персональные компьютеры, была разработана дискета размером 5,25 дюйма.

По словам Портера (компания Wang Laboratories) - работавшего над настольным компьютером, который мог бы выполнять функции текстового процессора: - "Восьмидюймовая дискета для него была, очевидно, слишком велика". Компания в сотрудничестве с Shugart Associates приступила к работе над устройством меньшего размера". "Размер дискеты мы обсуждали очень горячо - целую ночь просидели в одном из баров Бостона. Ответ нам подсказал случай - кто-то обратил внимание на салфетку, подложенную под стакан с коктейлем, ее размер был как раз 5,25 дюйма, - вспоминал Портер. - Мы похитили ее, привезли в Бостон и сказали нашим инженерам: "Раз подобный пустячок пользуется спросом, пусть наша дискета будет такого же размера". Совершенствование дискет не остановилось на размере салфетки, последствии появилась столь популярная сейчас трехдюймовая дискета, разработанная корпорацией Sony более 30 лет назад. Этот накопитель прожил богатую жизнь и живёт по сей день, хотя надо отметить, что большинство компаний уже отказались от собственного производства трёхдюймовых дискет. Одной из первых фирм, закрывшей свои заводы по производству флоппи-дисков, стала в 1996 KAO, ее примеру последовали IBM, 3M/Imation. Большинство этих компаний перевели производство к третьим компаниям или перешли к новомодной на сегодняшний день практике аутсорсинга. Уже в середине 90-х годов все специалисты заговорили о том, что скорость, а главное - емкость флоппи-дисков, уже не удовлетворяет потребностям сегодняшнего дня. Потребление стандартных дискет стабилизировалось, и к концу 2000 года началось падение продаж по всему миру.

Продажи дискет 3,5" в Европе (млн.шт.)

ГОД 1998 1999 2000 2001 2002

Продажи 565 560 572 505 450

Ситуация в России оказалась несколько иной. Здесь рост рынка флоппи-дискет в количественном выражении продолжался вплоть до 2002 года. Теперь же стоит обратиться и к технической стороне вопроса. Известно, что для каждого из типоразмеров дискет (5,25 или 3,5 дюйма) были разработаны свои специальные приводы соответствующего форм-фактора. Дискеты каждого типоразмера (5,25 и 3,5 дюйма) стали двусторонними (Double Sided, DS), а односторонние постепенно перестали производиться.

Плотность записи могла быть различной:

• одинарной (Single Density, SD);
• двойной (Double Density, DD);
• высокой (High Density, HD).

Поскольку об одинарной плотности уже мало кто вспоминает, такую классификацию я пропущу, и расскажу только о двусторонних дискетах двойной плотности (DS/DD, емкость 360 или 720 Кбайт) и двусторонних дискетах высокой плотности (DS/HD, емкость 1,2, 1,44 или 2,88 Мбайта). Плотность записи дискеты определяется величиной зазора между диском и магнитной головкой, а от стабильности зазора зависит качество самой записи (считывания). Для повышения плотности было жизненно необходимо уменьшить зазор. Однако, при этом значительно повышались требования к качеству рабочей поверхности дискеты. В качестве материала для изготовления магнитных дисков стали применять алюминиевый сплав Д16МП (МП - магнитная память).

Сама же дискета представляла собой слой магнито - мягкого материала, нанесенного на специальную подложку, выполненную из полимерного немагнитного пластического вещества, степень жесткости которого могла быть различной в зависимости от реализации. Сам же носитель помещался в бумажный, пластмассовый или другой кожух-корпус. В кожухе дискета свободно вращалась приводом дисковода через окно центрального захвата. Это обеспечивало прохождение площади дорожки под устройством чтения/записи - головкой чтения/записи. На кожухе дискеты располагались отверстия:

• · центрального захвата;
• · отверстие позиционирования головки;
• · отверстие физической защиты от записи;
• · направляющие отверстия и пазы;
• · отверстия авто определения типа магнитного покрытия;
• · отверстие определения полного оборота носителя;
• · отверстие для позиционирования магнитных головок чтения/ записи у 3.14 дюймовых носителей закрыто металлической задвижкой.
• · отверстие для центрального захвата и вращения на шпинделе привода вращения диска (в отличие от носителя диаметром 5.25 дюймов, находится только с нижней стороны дискеты).

Ещё одним принципиальным новшеством, для своего времени, стала такая операция, как форматирование. Изначально форматирование дискет производилось при помощи специального программного обеспечения - довольно необычного, для сегодняшнего обывателя. Как правило, производителями дискет указывался параметр называемый числом точек на дюйм носителя - TRACK PER INCH (TPI). Данный параметр говорил, какую максимальную плотность размещения областей независимой намагниченности может иметь носитель.

Первые дисководы были огромными! Они не располагались внутри системного блока, а находились снаружи. Дисковод представлял собой универсальное устройство чтения/записи. Каждый тип носителя, как правило, требовал собственного устройства - для чтения 8", 5" и 3" дюймовых дискет. Такой дисковод состоял из двигателя, системы управления вращением носителя, двигателя, системы управления позиционированием головок чтения/записи, схем формирования и преобразования сигналов и др. электронных устройств.

Остаётся из вышеописанного сделать вывод о том, что разработка обычной дискеты стала одной из важнейших составляющих успеха персональных компьютеров.

Чуть более сорока лет назад появились первые компьютерные дискеты, а тридцать лет назад вышли всем известные 3,5-дюймовые дискеты. И они выпускаются до сих пор! В наши дни для переноса информации пользуются флешками и внешними жесткими дисками, а все предыдущие разработки уже почти преданы забвению. IT. TUT.BY изучил, какие сменные носители оставили заметный след в компьютерной истории, а какие могли стать стандартом на долгие годы вперед.

Здесь мы рассмотрим только дискеты и картриджи с магнитооптическими дисками, которые вставлялись в считывающие устройства, а обычные диски и стримеры с магнитной лентой разбирать не будем.

Дискета 8" (Floppy Disc)

Разработчик: IBM

Год выпуска: 1971

Размеры: 200х200х1 мм

Объем: от 80 Кб в начале выпуска до 1,2 Мб

Распространение: повсеместное

В 1967 году в фирме IBM под руководством Алана Шугарта организуется группа для разработки новых гибких дисков. В 1971 году на рынок была выпущена первая восьмидюймовая дискета: круглый плоский гибкий диск в пластиковом конверте размерами 20х20 см. Из-за своей гибкости новинка получила имя Floppy Disc - "гибкий диск". Поначалу емкость составляла всего 80 килобайт, но со временем плотность записи удалось повысить, и через пяток лет дискеты уже могли вместить более мегабайта информации.

Дискета 5,25" (Mini Floppy Disk)

Разработчик: Shugart Associates

Год выпуска: 1976

Размеры: 133х133х1 мм

Объем: от 110 Кб в начале выпуска до 1,2 Мб

Скорость обмена данными: до 63 Кб/с

Распространение: повсеместное

Через два года после выхода первых восьмидюймовых дискет Алан Шугарт основывает собственную компанию Shugart Associates, которая через три года представила новую разработку - пятидюймовую дискету и дисковод. Также компания отметилась разработкой стандарта SASI, который впоследствии был переименован в SCSI. Дискеты были односторонними и двусторонними, многие разработчики компьютеров использовали свои собственные способы форматирования и алгоритмы записи, из-за чего диски, записанные в одном дисководе, могли не читаться в другом. Школьники периода заката СССР и первых лет независимости союзных республик загружали с таких дискет компьютеры и играли в простейшие игры. К середине восьмидесятых емкость дискет удалось повысить в десять раз. А фирма Shugart Associates, кстати, впоследствии сменила имя на всем известное Seagate.

Дискета 3,5" (Micro Floppy Disk)

Разработчик: Sony

Год выпуска: 1981

Размеры: 93х89х3 мм

Объем: от 720 Кб в начале выпуска до 1,44 Мб (стандарт), до 2,88 Мб (Extended Density)

Скорость обмена данными: до 63 Кб/с

Распространение: повсеместное

В 1981 году фирма Sony предлагает совершенно новый вид дискет: трехдюймовые. Они уже не были по-настоящему гибкими, но название осталось. Теперь магнитный кружок был заключен в пластик толщиной три миллиметра, а отверстие для головок прикрывалось шторкой на пружинке. Эти шторки, особенно металлические, в процессе эксплуатации расшатывались и отгибались, и нередко отрывались внутри дисковода и оставались там. Дискеты стали очень популярными, и разные производители компьютеров оснащали ими свои машины. Фирма Sony выпускала несколько моделей цифровых фотокамер, запись в которых велась на дискеты. Стандартная емкость дискет уже к 1987 году выросла до 1,44 Мб, а чуть позже благодаря еще большей плотности записи можно было "выжать" вплоть до 2,88 Мб. Ушлые студенты в общежитиях (в том числе белорусских) за деньги "разгоняли" флоппики до 1,7-1,8 Мб, при этом они могли читаться в обычных дисководах. Несмотря ни на что, трехдюймовые дискеты выпускаются до сих пор. Дискеты почти вышли из употребления, но до сих пор во многих программах значок команды "Сохранить" выполнен в виде дискеты.

Amstrad Disc 3" (Compact Floppy Disc, CF2)

Разработчик: Hitachi, Maxell, Matsushita

Год выпуска: 1982

Размеры: 100х80х5 мм

Объем: от 125 Кб в начале выпуска до 720 Кб

Распространение: довольно широкое - преимущественно компьютеры Amstrad CPC и Amstrad PCW, также Tatung Einstein, ZX Spectrum +3, Sega SF-7000, Gavilan SC

Amstrad, известный производитель компьютеров, решил пойти своим путем и продвигал трехдюймовые дискеты другого формата от Hitachi. Еще более удивительным выглядит то, что компанию-то основал тот самый Алан Шугарт, который разработал первые дискеты. Сам магнитный диск внутри корпуса занимал менее половины свободного места - остальное приходилось на механизмы защиты носителя, из-за чего себестоимость этих дисков была довольно высока. Несмотря на то что эти дискеты обходились дороже, чем стандартные 3,5-дюймовые флоппики при меньшем объеме памяти, компания довольно долго продвигала их и немало преуспела: одних только компьютеров Amstrad CPC было выпущено более 3 миллионов штук.

Bernoulli Box

Разработчик: Iomega

Год выпуска: 1983

Размеры: Bernoulli Box: 27,5х21 см, Bernoulli Box II: 14х13,6х0,9 см

Объем: от 5 Мб в начале выпуска до 230 Мб

Скорость обмена данными: до 1,95 Мб/с

Распространение: малое

Компания Iomega, впоследствии один из основных "китов" рынка сменных носителей, в 1983 году разработала оригинальный диск Bernoulli Box. В нем гибкий диск вращается с большой скоростью (3000 оборотов в минуту), в результате чего поверхность диска непосредственно под считывающей головкой изгибается и с ней не контактирует: операции чтения/записи выполняются через воздушную подушку. Уравнения для описания этих воздушных потоков еще в 18 веке предложил видный швейцарский ученый Даниил Бернулли. Благодаря этой разработке компания получила известность, хотя первые продукты не отличались ни вместимостью, ни портативностью: первые картриджи были размерами 27,5х21 см и вмещали всего 5 мегабайт информации. Второе поколение уменьшилось в размерах примерно вчетверо, а объем памяти к 1994 году вырос до 230 мегабайт. Но к тому времени начали активно продвигаться магнитооптические диски.

Магнитооптический диск (Magneto-optical drive, МО)

Разработчик: Sony

Год выпуска: 1985

Размеры: 133хх133х6 мм, 93х89х6 мм, 72х68х5 мм для MiniDisc

Объем: от 650 Мб до 9,2 Гб у 5-дюймовых, от 128 Мб до 2,3 Гб у 3,5-дюймовых, 980 Мб у "минидисков"

Скорость обмена данными: до 10 Мб/с

Распространение: значительное

Магнитооптические диски выглядят как обычные компакт-диски стандартного и уменьшенного размеров, заключенные в коробку. Но при этом у них есть важное отличие: запись ведется именно магнитным способом, то есть сначала лазер прогревает поверхность до большой температуры, а потом электромагнитным импульсом изменяется намагниченность участков. Система обладает большой надежностью и стойкостью к механическим повреждениям и магнитному излучению, но обеспечивала невысокую скорость записи и обладала высоким расходом энергии. И диски, и приводы дорого стоили, так что очень широкого распространения, как компакт-диски, магнитооптика не получила. Сдерживало распространение и то, что очень долго такие диски позволяли записывать данные лишь один раз. Но в некоторых отраслях (например, медицина), где требуется сохранность большого объема информации в течение долгого времени (а МО-диски "живут" до 50 лет) технология получила признание. Sony до сих пор выпускает магнитооптические диски как малого, так и большого размеров. Музыкальные диски MiniDisc, представленные все той же компанией Sony в 1992 году, - частный случай магнитооптических дисков. Если поначалу они позволяли записывать только музыку, то модификации MD Data (1993) и Hi-MD (2004) обеспечивают запись любых данных объемом, соответственно, в 650 Мб и 980 Мб. "Минидиски" тоже до сих пор выпускаются.

Диски SyQuest

Разработчик: SyQuest

Год выпуска: около 1990

Размеры: формат 5,25" (примерно 13х13 см) и 3,5" (примерно 9х9 см)

Объем: 5,25": 44, 88 и 200 Мб; 3,5": 105 и 270 Мб

Распространение: среднее (преимущественно с компьютерами MacIntosh)

Компания QyQuest, основанная в 1982 году бывшим работником компании Seagate Сайедом Ифтикаром, вышла на рынок со съемными жесткими дисками для компьютеров IBM XT. Позже фирма разработала несколько различных систем дисков-картриджей. Самыми популярными стали 5,25-дюймовые картриджи SQ400/SQ800/SQ2000 (объемом в 44, 88 и 200 Мб), а также 3,5-дюймовые SQ310/SQ327 (объемом в 105 и 270 Мб). Основным их недостатком, помимо размеров, было то, что более поздние системы были не полностью совместимы с более ранними. Так, приводы для 200-мегабайтных дисков могли только читать 88-мегабайтные диски, но не могли на них записывать. Младшие системы не могли ни читать, ни записывать на старшие. В год выхода 44-мегабайтные диски стоили около 100 долларов. Разнообразие малосовместимых стандартов и отсутствие нормального товарного имени для той или иной технологии не позволили дискам завоевать широкую популярность. Магнитооптические диски обеспечивали больший объем, а вскоре появились и Zip-диски от Iomega.

Floptical

Разработчик: Insite Peripherals

Год выпуска: 1991 (Insite Floptical), 1998 (Caleb UHD144, Sony HiFD)

Размеры: 93х89х3 мм

Объем: 21 Мб (Insite Floptical), 144 Мб (Caleb UHD144), 150-200 Мб (Sony HiFD)

Скорость обмена данными: до 125 Кб/с

Распространение: очень малое

Еще одна магнитооптическая технология, но уже другого вида. Информация считывается магнитными головками, а оптическая подсистема (инфракрасные светодиоды) обеспечивают точность позиционирования головки. Таким образом вместо обычных 135 дорожек на дюйм, как у флоппи-дискет, здесь добились плотности записи в 1250 дорожек на дюйм. Floptical-дисководы были совместимы с обычными 3,5-дюймовыми дискетами, и поначалу Floptical-диски позиционировались как преемник дискет, но этого не произошло. Семь лет спустя компания Caleb Technology разработала свою аналогичную систему - Caleb UHD144, а фирма Sony выпустила диски Sony HiFD. Обе эти системы также были совместимы с обычными дискетами и обе тоже называли в качестве дискетозаменителей, однако на рынке их ждал громкий провал, потому что к тому времени рынок сменных носителей на 100-250 Мб был захвачен Zip-дисками компании Iomega.

Zip Drive (Iomega Zip)

Разработчик: Iomega

Год выпуска: 1994

Размеры: 98х98х6 мм

Объем: от 100 Мб в начале выпуска до 750 Мб

Скорость обмена данными: около 1 Мб/с

Распространение: очень широкое

Компакт-диски еще были дороги и не позволяли стирать записи (CD-RW появились только в 1997-м), магнитооптические диски были дороги и прожорливы, а емкости обычных дискет уже не хватало. Компания Iomega доработала технологию магнитной записи и представила Zip-диски: по размеру чуть больше флоппи-дискет, а вместимость - аж 100 мегабайт. Головка к диску подводилась не сверху, а сбоку, и скорость обмена данными была примерно в 15 раз быстрее, чем у обычных дискет. Дисководы выпускались в нескольких форматах - как внешние, так и внутренние, изящной формы и синего цвета, которые можно было располагать на столе плашмя или вертикально. Технология быстро завоевала популярность. Несмотря на "щелчки смерти", которые были признаком выхода дисков из строя, "зипы" успешно продавались. В год выхода дисководы стоили 100 долларов, а диски - по 20 долларов; позже появились 250-мегабайтные диски (округлой формы, но тех же габаритов) и 750-мегабайтные (привычной формы). С начала двухтысячных популярность Zip-дисков пошла на спад, но компания Iomega до сих пор продает 100-мегабайтные диски по 9 долларов за штуку, а "семьсотпятидесятки" - по 12,5 доллара. Многие энтузиасты старинной техники все еще используют эпохальные девайсы.

<Продолжение следует>

В качестве носителя информации для приводов FDD служит дискета {Floppy Disk, сокращенно Floppy). На заре компьютерной эры применялись дискеты формата 8", затем в течение почти двух десятилетий стандартными стали дискеты размером 5,25" а в настоящее время используются дискеты 3,5" (рис. Ю.5).

Конструкция дискет одинакова для всех форматов. Внутри футляра находится пластмассовый диск с нанесенным на него магнитным слоем. В процессе форматирования дискета разбивается на дорожки и секторы - подготавливается для записи на нее информации. На всех дискетах имеется вырез, предназначенный для защиты от случайной записи. После установки дискеты в дисковод для головок чтения/записи доступна лишь небольшая ее часть, ограниченная вырезом. Размеры этого выреза варьируются в зависимости от размера дискеты. Поскольку пластмассовый диск постоянно вращается внутри футляра, то головки просматривают всю область дискеты. Головка привода при этом находится (в отличие от винчестера) в постоянном механическом контакте с поверхностью дискеты.

Рис. 10.5. Дискеты различных форматов Независимо от типа дискеты срок хранения информации, записанной на нее,

зависит от бережного отношения к дискете. Следует иметь в виду следующие правила обращения с дискетами:

П их нельзя переламывать, гнуть или подвергать механическим нагрузкам;

П нельзя касаться пальцами рабочей поверхности дискеты;

П дискеты никогда нельзя подвергать воздействию магнитных полей. Магнитные поля приводят к нарушению намагниченной структуры на дискете. При этом неизбежна потеря хранимой информации. Длительное пребывание дискеты возле силовой сети или монитора PC также приводит к потере данных;

П хранить их следует в специальных упаковках;

П дискеты следует использовать только при температурах от +10° до +53 °С;

П из дисковода дискеты можно извлекать только после того, как погаснет индикатор его работы на передней панели накопителя, чтобы не повредить рабочую поверхность дискеты или головку чтения/записи.

Дискеты 3,5"

Дискеты размером 5,25" имели два существенных недостатка- небольшую емкость и большие размеры; кроме того, их можно было легко повредить, что приводило к потере информации.

Поэтому появились дискеты размером 3,5", которые имеют более прочный корпус.

Конструкция трехдюймовой дискеты имеет несколько преимуществ по сравнению с пятидюймовой. Трехдюймовая дискета помещена в жесткий конверт (рис. 10.6), который хорошо защищает магнитный диск.

Рис. 10.6. Дискета 3,5"

В отличие от пятидюймовой дискеты, в конверте которой имеется большой открытый вырез для доступа головок чтения/записи, у трехдюймовой дискеты он закрыт металлической или пластиковой шторкой для того, чтобы пыль не попадала на рабочую поверхность диска. Эта шторка открывается автоматически только в том случае, если дискета вставлена в дисковод. Один угол дискеты срезан таким образом, что диск начинает вращаться только тогда, когда он правильно вставлен в дисковод. Это служит защитой от некорректной установки. Трехдюймовая дискета снабжена отверстием со скользящей пластиковой задвижкой, служащей для защиты дискеты от записи. Если задвижка закрывает отверстие, то возможны чтение, запись и форматирование дискеты; если не закрывает- дискета защищена от записи. Устройство дискеты 3,5" показано на рис. Ю.7.

Рис. 10.7. Устройство дискеты 3,5"

Хотя площадь рабочей поверхности трехдюймовой дискеты в два раза меньше, чем пятидюймовой, на ней можно хранить больше информации - 1,44 Мбайт или 2,88 Мбайт. Это является результатом использования улучшенного магнитного покрытия и улучшения конструкции. Повышение износостойкости центрального кольца магнитного диска достигается за счет использования металлического кольца.

Почти во всех современных компьютерах применяются накопители на дискетах 3,5" емкостью 1,44 Мбайт. Емкость новейших дисков достигает 2,88 Мбайт. Однако в старых PC иногда применяются диски емкостью 720 Кбайт (стандарт DD - двойной плотности). Диски, используемые в PS/2, позволяют повысить плотность записи на каждой дорожке в два раза (18 секторов на дорожку), благодаря чему объем хранимой информации увеличивается до 1,44 Мбайт. Дискеты стандарта QD (Quadro Density - учетверенная плотность) не нашли широкого применения. На диске высокой плотности имеется прямоугольное отверстие, расположенное напротив окна защиты записи (рис. 10.6). Его наличие свидетельствует о том, что этот диск имеет высокую плотность.

Кроме того, существуют трехдюймовые дискеты со сверхвысокой плотностью записи (стандарт ED), обеспечивающие хранение информации объемом до 2,88 Мбайт (36 секторов на дорожку). Основу их магнитного слоя составляет феррит бария, а само покрытие толще, чем у дисков других стандартов. Это позволяет использовать метод вертикальной записи, при котором магнитные домены оказываются ориентированными в вертикальной, а не в горизонтальной плоскости. Они располагаются более компактно, вследствие чего достигается высокая плотность записи подобных носителей.

Сравнительные характеристики дискет наиболее употребляемых стандартов (а также некоторых устаревших) приведены в табл. 10.4

Таблица 10.4. Параметры гибких магнитных дисков

Несмотря на завершение эры флоппи-дисков, дискеты с объемом 3.5 до сих пор используются в повседневной жизни.

Рассмотрим детальнее, где их можно встретить, что в них особенного и почему дискета все еще является одним из самых или передачи секретной информации.

Cодержание:

Основные понятия и история использования

Дискета (floppy disk) – это физический носитель информации, с помощью которого данные можно многократно перемещать, стирать, перезаписывать.

Простыми словами, это упрощенный вариант современных флешек и дисковых накопителей.

Первой появилась именно дискета.

Внешне устройство имеет прямоугольную форму и пластиковый корпус. Сверху нанесен ферримагнитный слой, с помощью которого флоппи-дисковод и считывает информацию. Прочитать дискету не получится с помощью . Для этого понадобится специальный флоппи-дисковод.

Сегодня его можно встретить только в старых образцах десктопных компьютеров. Обычно дисковод размещается в нижней части корпуса и имеет следующий вид:

Первая дискета была создана в 1967 году Аланом Шугартом – на то время одним из ведущих специалистов компании IBM. До 1076 года Шугарт создал и развил собственную компанию, которая начала поставлять накопители разработчикам компьютерных систем. С этого и началась эра использования флоппи-дисков. Самый популярный формат дискеты разработала компания Sony в 1981 году. Накопитель с диаметром 3.5 дюйма можно встретить в магазинах до сих пор. Также, именно такой вид дискеты является узнаваемым. В большинстве программ клавиша со значком 3.5-дюймовой дискеты означает сохранение действий.

Дискеты были распространены среди пользователей в период с 70-х по 90-е годы прошлого века.

С изобретением оптических дисков популярность дискет постепенно начала сводится на нет. Как известно, уже сегодня из обихода убираются оптические диски.

Многие производители ноутбуков и персональных компьютеров полностью отказались от использования дисководов.

Несмотря не это, дискеты все еще выпускаются и продаются.

С наступлением 2010-х годов все мировые ИТ-корпорации начали отказываться от производства дискет.

К примеру, в 2011 Sony заявила о полном прекращении создания и продажи 3.5-дюймовых дискет.

Теперь они могут быть изготовлены только по заказу правительства.

Другие случаи отказа от флоппи-дисков:

• 2014 год – компания Toshiba заявила о закрытии завода по производству дисков. В этом же году завод был переделан под огромную ферму органических овощей;
• 2015 год – разработчики из Microsoft решили не создавать поддержку флоппи-дисков в . Данная ОС не работает с дискетами и подключить внешний дисковод будет невозможно. Система просто «не увидит» устройство;
• 2016 год – в Пентагоне составили план по модернизации, одной из целей которого являлся отказ от использования дискет. Выполнение плана назначено на конец 2018-го года.

Форматы дискет

Виды дискет разделяются в зависимости от диаметра накопителя. За все время распространения флоппи-дисков существовали следующие форматы:

• 8-дюймов;

Первый вид дискет, который получил распространение среди пользователей ПК – это восьмидюймовый накопитель.

Внешне он имеет прямоугольную форму, изготовлен из полимерных материалов.

Сам магнитный механизм находится внутри пластикового чехла. Внутри есть специальная выемка, с помощью которой дисковод считывает информацию с . После запуска работы дисковода устройство считывает местонахождение первой дорожки. Так начинается процесс «расшифровывания» информации с дискеты.

Восьмидюймовая дискета может иметь объем в 80 КБ, 256 КБ или 800 КБ. Со временем такого объема информации стало не хватать даже , поэтому началась разработка дискет с бОльшим объемом.

• 5,25 дюймов;

Это поколение дискет внешне практически не отличается от восьмидюймовых накопителей.

Единственное отличие - усовершенствованы индексные отверстия для считывания данных.

Благодаря использованию новой технологии создания материала для футляра, диск сохранялся более длительное время, был устойчив к царапинам и падениям с небольшой высоты.

Флоппи-диски такого типа существовали односторонние или двусторонние. Для начала использования дополнительной стороны достаточно было перевернуть накопитель. В односторонних моделях это действие могло проредить дисковод.

На 5,25-дюйовых дискетах можно было хранить 110 КБ, 360 КБ, 720 КБ или же 1200 КБ информации.

Выпуск таких дискет закончился еще в начале 2000-х.

• 3,5 дюймов;

3,5-дюймовая дискета – это самый популярный вариант флоппи-накопителей.

Внешне она отличается от предыдущих поколений еще более прочным корпусом, а также полностью цельной поверхностью.

В этом типе дискет появилась возможность установки .

её может настроить пользователь дискеты перед первой записью информации на съемный носитель.

Объем дискеты 3,5 определяется с помощью квадратных отверстий в правом нижнем углу устройства. Один квадрат – вместимость 720 КБ , два – 1,44 МБ и три – 2,88 МБ .

Несмотря на все недостатки в использовании дискет, а именно небольшую вместимость и чувствительность к влиянию магнитного поля, дискета 3,5 была популярна даже после выхода оптических дисков.

Все из-за удобства в передаче данных и дешевой стоимости дискет, дисководов.

Дискета - портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-х - конце 1990-х годов. Вместо термина «дискета» иногда используется аббревиатура ГМД - «гибкий магнитный диск» (соответственно, устройство для работы с дискетами называется НГМД - «накопитель на гибких магнитных дисках»).
Обычно дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем, отсюда английское название «floppy disk» («гибкий диск»). Эта пластинка помещается в пластмассовый корпус, защищающий магнитный слой от физических повреждений. Оболочка бывает гибкой или жёсткой. Запись и считывание дискет осуществляется с помощью специального устройства - дисковода гибких дисков (флоппи-дисковода).
Дискеты обычно имеют функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения.

История

• 1971 - Первая дискета диаметром в 200 мм (8″) с соответствующим дисководом была представлена фирмой IBM. Обычно само изобретение приписывается Алану Шугарту, работавшему в конце 1960-х годов в IBM.
• 1973 - Алан Шугерт основывает собственную фирму Shugart Associates.
• 1976 - Алан Шугерт разработал дискету диаметром 5,25″.
• 1981 - Sony выводит на рынок дискету диаметром 3,5″ (90 мм). В первой версии объём составляет 720 килобайт (9 секторов). Поздняя версия имеет объём 1440 килобайт или 1,40 мегабайт (18 секторов). Именно этот тип дискеты становится стандартом (после того, как IBM использует его в своём IBM PC).
• Позже появились так называемые ED-дискеты (от англ. Extended Density - «расширенная плотность»), имевшие объём 2880 килобайт (36 секторов), которые так и не получили широкого распространения.

Форматы

Следует отметить, что фактическая ёмкость дискет зависела от способа их форматирования. Поскольку кроме самых ранних моделей, практически все флоппи-диски не содержали жёстко сформированных дорожек, дорога для экспериментов в области более эффективного использования дискеты была открыта для системных программистов. Результатом стало появление множества не совместимых между собою форматов дискет даже под одними и теми же операционными системами. Например, для RT-11 и её адаптированных в СССР версий количество находящихся в обороте несовместимых форматов дискеты превышало десяток. (Наиболее известные - MX, MY применяемые в ДВК).
Дополнительную путаницу внёс тот факт, что компания Apple использовала в своих компьютерах Macintosh дисководы, применяющие иной принцип кодирования при магнитной записи, чем на IBM PC. В результате, несмотря на использование идентичных дискет, перенос информации между платформами на дискетах не был возможен до того момента, когда Apple внедрила дисководы высокой плотности SuperDrive, работавшие в обоих режимах.
«Стандартные» форматы дискет IBM PC различались размером диска, количеством секторов на дорожке, количеством используемых сторон (SS обозначает одностороннюю дискету, DS - двухстороннюю), а также типом (плотностью записи) дисковода. Тип дисковода маркировался как SD - одинарная плотность, DD - двойная плотность, QD - четверная плотность (использовался в клонах, таких как Robotron-1910 - 5,25″ дискета 720 К, Amstrad PC, ПК Нейрон - 5,25″ дискета 640 К, HD - высокая плотность (отличался от QD повышенным количеством секторов), ED - расширенная плотность.

8-дюймовые дисководы долгое время были предусмотрены в BIOS и поддерживались MS-DOS, но точной информации о том, поставлялись ли они потребителям, нет (возможно, поставлялись предприятиям и организациям и не продавались физическим лицам). Кроме вышеперечисленных вариаций форматов, существовал целый ряд усовершенствований и отклонений от стандартного формата дискет.
Наиболее известные - 320/360 Кб дискеты Искра-1030/Искра-1031 - фактически представляли из себя SS/QD дискеты, но бут-сектор их был отмаркирован как DS/DD. В результате стандартный дисковод IBM PC не мог прочесть их без использования специальных драйверов (800.com), а дисковод Искра-1030/Искра-1031, соответственно, не мог читать стандарные дискеты DS/DD от IBM PC.
Специальные драйверы-расширители BIOS 800, pu_1700 и ряд других позволяли форматировать дискеты с произвольным числом дорожек и секторов. Поскольку дисководы обычно поддерживали от одной до 4 дополнительных дорожек, а также позволяли, в зависимости от конструкционных особенностей, отформатировать на 1-4 сектора на дорожке больше, чем положено по стандарту, эти драйвера обеспечивали появление таких нестандартных форматов как 800 Кб (80 дорожек, 10 секторов) 840 Кб (84 дорожки, 10 секторов) и т. д. Максимальная ёмкость, устойчиво достигавшаяся таким методом на 3,5″ HD-дисководах, составляла 1700 Кб.
Эта техника была впоследствии использована в Windows 98, а также Майкрософтовском формате дискет DMF, расширившим ёмкость дискет до 1,68 Мб за счёт форматирования дискет на 21 сектор в аналогичном IBMовском формате XDF. XDF использовался в дистрибутивах OS/2, а DMF - в дистрибутивах различных программных продуктов от Майкрософт.
Драйвер pu_1700 позволял также обеспечивать форматирование со сдвигом и интерливингом секторов - это ускоряло операции последовательного чтения-записи, но лишало совместимости даже при стандартном количестве секторов, сторон и дорожек. Наконец, достаточно частой модификацией формата дискет 3,5″ является их форматирование на 1,2 Мб (с пониженным числом секторов). Эта возможность обычно может быть включена в BIOS современных компьютеров. Такое использование 3,5″ характерно для Японии и ЮАР. В качестве побочного эффекта, активация этой настройки BIOS обычно даёт возможность читать дискеты, отформатированные с использованием драйверов типа 800.
В дополнителных (нестандартных) дорожках и секторах иногда размещали данные защиты от копирования проприетарных дискет. Стандартные программы, такие как diskcopy, не переносили эти сектора при копировании. Неформатированная ёмкость дискеты 3,5″, определяемая плотностью записи и площадью носителя, составляет 2 Мб.
Высота дисковода для 5,25″ дискет равна 1 U. Все дисководы компакт-дисков, включая Blu-ray, имеют ширину и высоту такую же, как у 5,25″ дисковода (это не относится к дисководам ноутбуков). Ширина дисковода 5,25″ почти равна трём его высотам. Это иногда использовали производители корпусов ЭВМ, где три устройства, помещённые в квадратную «корзину», могли быть вместе с ней переориентированы с горизонтального на вертикальное расположение.