Гибкие диски. Забытые аудиоформаты: гибкие диски
(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
В 1969 года первая реализация гибкого диска была использована в системе универсальных компьютеров IBM 370. Это было устройство только для чтения, в форме пластмассового диска диаметром 8 (20 сантиметров), покрытого оксидом железа, весом менее 2 унций и емкостью около 80 Кбайт. Диск размещался в защитном корпусе, облицованном изнутри тканевым покрытием для его очистки.
В 1973 года IBM выпускает новую версию такого устройства для использования в системах ввода данных серии 3740. Оно имело совершенно другой формат записи, двигатель вращался в противоположном направлении, устройство обладало способностью как чтения, так и записи и имело вместимость 256 Кбайт. В 1976 года (примерно в это время персональные компьютеры выходили на сцену) форм-фактор 8 был заменен дискетой в 5.2 дюйма, а затем - 3.5 дюймов.
Первоначально 5.25 (133 миллиметров) дискета имела вместимость 160 Кбайт, которую быстро сменили 180 и затем 360 Кбайт с появлением двусторонних дисков. В 1984 года 5.25 дюйма дискета достигла максимальной вместимости в 1.2 Мбайт, и тогда же Apricot и Hewlett-Packard начали выпускать персональные компьютеры с новым 3.5 дюймовом (89 миллиметров) дисководом Sony емкостью 720 Кбайт. Через три года емкость удвоилась до 1.44 Мбайт.
Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным оксидом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке с двух сторон сделаны радиальные прорези, через которые головки считывания/записи накопителя получают доступ к диску.
Когда диск 3.5 дюйма вставляется в устройство, защитная металлическая заслонка отодвигается, шпиндель дисковода входит в среднее отверстие, а боковой штырек привода помещается в прямоугольное отверстие позиционирования, расположенное рядом. Двигатель вращает диск с частотой 300 оборотов в минуту.
Головка перемещается ведущим винтом, который в свою очередь управляется шаговым двигателем, и, когда винт поворачивается на определенный угол, головка проходит установленное расстояние. Плотность записи данных на дискету ограничивается точностью шагового двигателя, в частности, это означает 135 tpi для дискет 1.44 Мбайт. Диск имеет четыре датчика: дисковый двигатель; защита от записи; наличия диска; и датчик дорожки 00 (остановка на краю дискеты).
Дисководы для гибких дискет используют так называемый «трекинг разомкнутого цикла», они фактически не ищут до-рожки но просто устанавливают головку в «правильную» позицию. В жестких дисках, наоборот, двигатели сервомотора используют головки для проверки позиционирования, что позволяет производить запись с поперечной плотностью во много сотен раз выше, чем это возможно на гибком диске.
За прошедшие годы был ряд попыток увеличить вместимость дискеты, но ни одна не имела успеха. В 1991 года IBM предложила стандарт на НГМД 2.88 Мбайт, использующие дорогие бариево-ферритовые диски - ED -дискеты (Extra High Density), однако это решение не получило распространения. В 1993 года Iomega и 3М предложили «флоптический» диск емкости 21 Мбайт; однако этого не было достаточно, чтобы привлечь интерес потребителей, и изделие исчезло с рынка - оно было чрезмерно дорогим и имело слишком маленькую емкость.
Таблица основных этапов исторической последовательности развития форматов гибких магнитных дисков
| Формат гибкого диска | Год выпуска | Форматированная емкость, KiB, если не указано |
|---|---|---|
| 8 дюймов - DSSD IBM 43 FD / Shugart 850 | 1976 | 512.512 Кбит |
| 8 дюймов - SSSD IBM 33FD / Shugart 901 | 1973 | 256.256 Кбит |
| 8 дюймов - Memorex 650 | 1972 | 175.000 Кбит |
| 8 дюймов - IBM 23FD (только чтение) | 1969 | 81.664 Кбит |
| 5 ¼ (35 track) | 1976 | 89.6 |
| 8 DSDD IBM 53FD/Shugart 850 | 1977 | 1200 |
| 5 ¼ DD | 1978 | 360 |
| 3 ½ HP односторонний | 1982 | 280 |
| 3 дюйма YE Data YD380 | 1982 | 360 |
| 3 ½ (DD при первом выпуске) | 1984 | 720 |
| 5 ¼ QD | 1982 | 720 |
| 3 DD | 1984 | 720 |
| 3 дюйма Mitsumi Quick Disk | 1985 | 1280 |
| 5 ¼ Perpendicular | 1986 | 100 MiB |
| 3 ½ HD | 1987 | 1440 |
| 3 ½ ED | 1991 | 2880 |
| 3 ½ LS-120 | 1996 | 120.375 MiB |
| 3 ½ LS-240 | 1997 | 240.75 MiB |
| 3 ½ HiFD | 1998/99 | 150/200 MiB |
Сокращения
- KiB - KibiByte (1024 байт~1 Кбайт), MiB - MiBibyte (1024 KiB ~ 1 Мбайт);
- SD (Single Density) - одинарная плотность - 48 tpi (дорожек на дюйм);
- DD (Double Density) - двойная плотность (96 tpi);
- QD (Quad Density) - учетверенная плотность;
- HD (High Density) - высокая плотность (135 tpi);
- ED (Extended Density) - повышенная плотность;
- LS (Laser Servo) - лазерное позиционирование головок;
- HiFD (High capacity Floppy Disk) - дискеты высокой емкости;
- SS (Single Sided) - односторонняя запись;
- DS (Double Sided) - двусторонняя запись.
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).
Гибкий диск (англ. floppydisk) или дискета, -- носитель небольшого объема информации, представляющий собой гибкий пластиковый диск в защитной (пластмассовой) оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения.
В центре дискеты имеется приспособление для захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета вставляется в дисковод, который вращает диск с постоянной угловой скоростью.
При этом магнитная головка дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на которую и производится запись или с которой производится считывание информации. Информационная емкость современной дискеты невелика и составляет всего 1,44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (составляет всего около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин).
В целях сохранения информации гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных полей (например, не ложить рядом с дискетой мобильный телефон) и нагревания, так как такие физические воздействия могут привести к размагничиванию носителя и потере информации.
В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18 (Дискеты же с диаметром 5,25" сейчас используются очень редко, так их емкость не превышает 1,2 Мбайт, да и к тому же, выполнены они из менее прочного материала). Дискета устанавливается в накопитель на гибких магнитных дисках (англ. floppy-diskdrive), автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360 в минуту. В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней. Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков.
В последнее время появились трехдюймовые дискеты, которые могут хранить до 3 Гбайт информации. Они изготавливаются по новой технологии Nano2 и требуют специального оборудования для чтения и записи, которое пока не входит в стандартный пакет при покупке ПК.
Устройство дискеты
Дискеты различаются размерами и емкостью. По размерам разделение производится на дискеты диаметром 5,25” (, “ - знак дюйма) и дискеты диаметром 3,5”. По емкости - на дискеты двойной плотности записи (по-английски doubledensity, сокращение - DD) и высокой плотности (highdensity, сокращение - HD).
Дискета 5,25” состоит из защитного пластмассового конверта, внутри которого находится пластиковый диск с магнитным покрытием. Этот диск тонкий и легко сгибается - поэтому дискеты и называются гибкими дисками. Сгибать дискету, конечно, нельзя, и этому препятствует защитный конверт. В дискете имеется два отверстия - большое в центре и маленькое рядом с ним. Большое отверстие предназначено для вращения диска с магнитным покрытием внутри конверта. Это делается двигателем внутри дисковода. Защитный конверт изнутри покрыт ворсом, собирающим пыль с магнитного диска при его вращении. Маленькое отверстие служит для подсчета оборотов диска внутри дисковода. В конверте с двух сторон имеется продольная прорезь, через которую виден диск с магнитным покрытием. Через эту прорезь магнитная головка внутри дисковода касается диска и записывает или считывает данные с него. Данные записываются на обе стороны диска. Ни в коем случае не касайтесь пальцами поверхности магнитного диска! Этим вы можете испортить его, поцарапав или засалив. Если вы повернете дискету прорезью к себе, этикеткой вверх, то сверху на правой стороне конверта увидите маленький прямоугольный вырез. Если заклеить его кусочков липкой бумаги (обычно она продается вместе с дискетами), то диск будет защищен от записи. Обычно этот вырез должен быть свободен, заклеивать его стоит только на дискетах с важными данными.
Устройство дискеты 3,5” немного иное. Защитный конверт у нее из жесткого пластика, поэтому такую дискету сложнее согнуть или сломать. Магнитный диск не виден, поскольку открытых отверстий нет. Прорезь для доступа магнитной головки к поверхности диска есть, но она прикрыта защелкой. Защелка пружиной удерживается в закрытом состоянии. Открывать ее руками не надо во избежание повреждений магнитного диска. Внутри дисковода защелка открывается автоматически. Для защиты от записи на дискете есть маленькая защелка. Вы увидите ее слева наверху конверта дискеты, если будете держать дискету большой защелкой к себе, этикеткой вниз. Положение вниз для защелки от записи - обычное, в таком состоянии дискета от записи не защищена. Чтобы запретить запись данных на дискету, сдвиньте эту защелку вверх, при этом в дискете откроется маленькое квадратное отверстие.
Способ записи на гибкий диск
Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов.
Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.
накопитель магнитный диск
С изобретением персонального компьютера появилась необходимость каким-то образом распространять программное обеспечение. Решением этой проблемы послужил гибкий магнитный диск (floppy disk – «гибкий диск», ГМД или дискета; назван так, потому что первые дискеты были гибкими физически) – небольшой сменный носитель информации. Дискеты были созданы в 1971 г. в лаборатории фирмы IBM, возглавляемой А. Шугартом, и имели диаметр 8". Изначально на них записывалась информация по обслуживанию больших машин (для сотрудников фирмы), но производители компьютеров вскоре переняли эту идею и стали использовать дискеты в качестве удобного средства записи программного обеспечении и его продажи. С 1975 г. начался серийный выпуск дисководов формата 5,25", а в 1981 г. стали стандартом диски диаметром 3,5". В 1986 г. фирма IBM начала выпуск дискет 3,5" емкостью 720 Кбайт, а в 1987 г. многие фирмы-производители начали выпуск дискет 3,5" емкостью 1,44 Мбайт. Фирма Toshiba в 1989 г. разработала новые диски емкостью 2,88 Мбайт. В настоящее время наибольшее распространение получили диски диаметром 3,5".
До недавнего времени наиболее распространенными были два вида дискет: 5,25" (пятидюймовые) и 3,5"(трехдюймовые) /Дискеты размером 5,25" уже несколько лет как вышли из обращения. В 2001 году производители персональных компьютеров выпустили стандарт, согласно которому и дискеты размером 3,5" должны будут окончить свое существование, т.к. в новые компьютеры не будут устанавливаться приводы для работы с этими дискетами. Каждая из них могла быть или с низкой плотностью записи (Low-Density, сокращение LD), или с высокой плотностью записи (High-Density, сокращенно HD). Дискеты на 3,5" выпускаются в жесткой защитной упаковке, поэтому в действительности они не гибкие. Поскольку 3-дюймовые дискеты вмещают больше данных и лучше защищены от внешних воздействий, они, по существу, заменили старые 5-дюймовые.
Для записи и считывания информации с дискет используются периферийные устройства ПК – дисководы (Floppy Dick Drive – FDD).
Дискеты используются для переноса документов и программ с одного компьютера на другой, хранения информации, создания архивных копий. Дискеты хранятся вне компьютера и устанавливаются в дисковод по мере необходимости. Пластиковый конверт (корпус) служит для предохранения поверхности дискеты от загрязнения и механических повреждений. Информация записывается на магнитных поверхностях диска, на дорожках, представляющих собой концентрические окружности.
Дискеты называются носителями информации с прямым доступом, т.к. вследствие вращения диска с высокой скоростью имеется возможность перемещать под головки чтения/записи любую его часть. Таким образом, можно непосредственно обратиться к любой части записанных данных, Этому способствует специальная организация дисковой памяти, в соответствии с которой информационное пространство диска форматируется, т.е. разбивается на определенные участки: дорожки и секторы.
Дорожкой записи (Track) называется каждое из концентрических колец диска, на котором записаны данные. Поверхность диска разбивается на дорожки, начиная с внешнего края, число дорожек зависит от типа диска. Каждое кольцо дорожки разбивается на участки, называемые секторами. Секторам на дорожке присваиваются номера, начиная с нуля. Сектор с нулевым номером на каждой дорожке резервируется для идентификации записываемой информации, но не для хранения данных.
Емкость дискеты
Емкость дискеты вычисляется по следующей формуле:
Емкость дискеты = число сторон * число дорожек на стороне * число секторов на дорожке * число байт в секторе.
