Дискета

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Дискета 3.5″
Дисковод для 3.5" дискет

Диске́та, ги́бкий магни́тный диск (англ. floppy disk, англ. diskette) — портативный сменный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных. Представляет собой помещённый в защитный пластиковый корпус диск, покрытый ферромагнитным слоем. Для считывания дискет используется дисковод[1].

В отечественных разработках существовала аббревиатура — ГМД, соответствующая термину «гибкий магнитный диск»[1].

Устройство для работы с ГМД (дисковод гибких дисков, флоппи-дисковод), соответственно, называется НГМД — «накопитель (на) гибких магнитных дисках»[1].

Дискеты обычно имеют функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения. Дискеты были массово распространены с 1970-х и до конца 1990-х годов, уступив более ёмким и удобным CD, DVD и флэш-накопителям.

Промежуточным вариантом между ними и традиционным дискетами являются более современные НГМД, использующие картриджи — Iomega Zip, Iomega Jaz; а также флоптические диски (англ.)русск., например LS-120 и другие, в которых комбинировались классическая магнитная головка чтения/записи и лазер, используемый для ее наведения.[2][3]

Существовало также семейство накопителей под названием магнитооптические 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[править | править вики-текст]

  • 1967 — Алан Шугарт возглавлял команду, которая разрабатывала дисководы в лаборатории фирмы IBM, где были созданы накопители на гибких дисках. Дэвид Нобль (англ. David Noble), один из старших инженеров, работающих под его руководством, предложил гибкий диск (прообраз дискеты диаметром 8″) и защитный кожух с тканевой прокладкой.
  • 1971 — фирмой IBM была представлена первая дискета диаметром в 8″ (200 мм) с соответствующим дисководом.
  • 1973 — Алан Шугарт основывает собственную фирму Shugart Associates.
  • 1976 — Финне Коннер (англ. Finis Conner) пригласил Алана Шугарта принять участие в разработке и выпуске дисководов с дисками диаметром 5¼″, в результате чего фирма Shugart Associates, разработав контроллер и оригинальный интерфейс Shugart Associates SA-400, выпустила дисковод для миниатюрных (mini-floppy) гибких дисков на 5¼″, который, быстро вытеснив дисководы для дисков 8″, 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).
  • 1981 — Sony выводит на рынок дискету диаметром 3½″ (90 мм). В первой версии (DD) объём составляет 720 килобайт (9 секторов). В 1984 году фирма Hewlett-Packard впервые использовала этот накопитель в своем компьютере HP-150. Поздняя версия (HD) имеет объём 1440 килобайт или 1,44 мегабайт (18 секторов).
  • 1984 год — фирма Apple стала использовать накопители 3½″ в компьютерах Macintosh
  • 1987 год — 3½″ HD накопитель появился в компьютерных системах PS/2 фирмы IBM и становится стандартом для массовых ПК.
  • 1987 год — официально представлены разработанные в 1980-х годах фирмой Toshiba Corporation дисководы сверхвысокой плотности (англ. Extra High Density, ED), носителем для которых служила дискета ёмкостью 2880 килобайт или 2,88 мегабайт (36 секторов).
  • 2011 год — фирма Sony в марте 2011 года прекратила производство и продажу дискет 3½″.

Форматы, в зависимости от диаметра диска[править | править вики-текст]

8″[править | править вики-текст]

Дискета 8″

Конструктивно дискета 8″ представляет собой диск из полимерных материалов с магнитным покрытием, заключенный в гибкий пластиковый футляр. В футляре имелись отверстия: большое круглое в центре — для шпинделя, маленькое круглое — окно индексного отверстия, позволяющего определить начало сектора и прямоугольное с закруглёнными концами — для магнитных головок дисковода. Также внизу располагалась выемка, сняв наклейку с которой, можно было защитить диск от записи.

Форматы дискеты различались количеством секторов на дорожке. В зависимости от формата, дискеты 8″ вмещали следующие объёмы информации: 80, 256 и 800 КБ.

5¼″[править | править вики-текст]

Дискета 5¼″

Конструкция пятидюймовой дискеты мало отличалась от восьмидюймовой: окно индексного отверстия располагалось справа, а не сверху, прорезь для защиты от записи — тоже в правой части дискеты. Для лучшей сохранности диска его футляр делался более жестким, укреплённым по периметру. Для предотвращения преждевременного износа между футляром и диском размещалась антифрикционная прокладка, а края приводного отверстия были укреплены пластиковым или металлическим кольцом.

Существовали дискеты с жёсткой разбивкой на сектора: они отличались наличием нескольких индексных отверстий по количеству секторов. В дальнейшем от такой схемы отказались.

Как дискеты, так и дисководы пятидюймовых дисков существовали одно- и двусторонние. При использовании одностороннего дисковода считать вторую сторону просто перевернув дискету не удавалось из-за расположения окна индексного отверстия — для этого требовалось бы наличие аналогичного окна, расположенного симметрично существующему. Механизм защиты данных также был пересмотрен — окно располагалось справа, и заклеенное отверстие означало защищенный диск. Это было сделано для защиты от неправильной установки.

Форматы записи на пятидюймовые дискеты позволяли хранить на ней 110, 360, 720 или 1200 килобайт данных.

3½″[править | править вики-текст]

Принципиальным отличием дискеты 3½″ является жёсткий пластмассовый корпус. Вместо индексного отверстия в дискетах диаметром 3½″ используется металлическая втулка с установочным отверстием, которая находится в центре дискеты. Механизм дисковода захватывает металлическую втулку, а отверстие в ней позволяет правильно позиционировать дискету, поэтому отпала необходимость делать для этого отверстие непосредственно в магнитном диске. В отличие от 8″ и 5¼″ дискет, окно для головок дискеты 3½″ закрыто сдвижной металлической заслонкой, которая открывается при установке её в дисковод. Защита от записи выполнена сдвигающейся шторкой в нижнем левом углу. Снизу справа находятся окошки, позволяющие схеме дисковода по количеству отверстий определить плотность записи на дискету:

  • нет — 720 КБ,
  • одно — 1,44 МБ,
  • два — 2,88 МБ.

Несмотря на многие недостатки — чувствительность к магнитным полям и недостаточную уже к середине 90-х годов ёмкость, формат 3½″ продержался на рынке более четверти века, уйдя[источник не указан 56 дней] лишь после появления доступных по цене накопителей на основе флеш-памяти.

Устройство дискеты 3½″

1 — окошко, определяющее плотность записи (на другой стороне — переключатель защиты от записи); 2 — основа диска с отверстиями для приводящего механизма; 3 — защитная шторка открытой области корпуса; 4 — пластиковый корпус дискеты; 5 — антифрикционная прокладка; 6 — магнитный диск; 7 — область записи (красным условно выделен один сектор одной дорожки).


Iomega Zip[править | править вики-текст]

Дискета Zip-250

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[править | править вики-текст]

Хронология возникновения форматов дискет
Формат Год возникновения Объём в килобайтах
8″ 1971 80
8″ 1973 256
8″ 1974 800
8″ двойной плотности 1975 1000
5¼″ 1976 110
5¼″ двойной плотности 1978 360
5¼″ четырёхкратной плотности 1982 720
5¼″ высокой плотности 1984 1200
3″ 1982 360
3″ двойной плотности 1984 720
3½″ двойной плотности 1984 720
2″ 1985 720
3½″ высокой плотности 1987 1440
3½″ расширенной плотности 1991 2880

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.

Форматы дискет в оборудовании IBM[править | править вики-текст]

«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.

Рабочие плотности дисководов и ёмкости дискет в килобайтах
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 Fe Co Co Co Ba
Коэрцитивная сила[4], Э 300 300 600 600 720 750
Толщина слоя магнитного слоя[5], микродюйм 100 100 50 70 40 100
Ширина дорожки, мм 0,300 0,155 0,115 0,115 0,115
Плотность дорожек 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
Сводная таблица форматов дискет, используемых в IBM PC и совместимых ПК
Диаметр диска, ″ 5¼″ 3½″
Ёмкость диска, Кбайт 1200 360 320 180 160 2 880 1 440 720
Байт описания носителя в MS-DOS F916 FD16 FF16 FC16 FE16 F016 F016 F916
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

Форматы дискет в прочем зарубежном оборудовании[править | править вики-текст]

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.

Особенности использования дискет в отечественной технике[править | править вики-текст]

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 КБ дискеты Искра-1030/Искра-1031 — фактически 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.

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 индесным 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 накидывать 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 4 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 Майкрософт, расширившим ёмкость дискет до 1,68 МБ за счёт форматирования дискет на 21 сектор (например, в дистрибутивах Windows 95), аналогично формату XDF фирмы IBM, который использовался в дистрибутивах OS/2.

Сохранность информации[править | править вики-текст]

Одной из главных проблем, связанных с использованием дискет, была их недолговечность. Магнитный диск мог относительно легко размагнититься от воздействия металлических намагниченных поверхностей, природных магнитов, электромагнитных полей вблизи высокочастотных приборов, что делало хранение информации на дискетах достаточно ненадёжным: даже однократная перевозка дискеты с информацией в общественном транспорте на электрическом ходу (троллейбус, трамвай) может привести к потере информации на дискете.

Наиболее уязвимым элементом конструкции дискеты был жестяной или пластиковый кожух, закрывающий собственно гибкий диск: его края могли отгибаться, что приводило к застреванию дискеты в дисководе, возвращавшая кожух в исходное положение пружина могла смещаться, в результате кожух дискеты отделялся от корпуса и больше не возвращался в исходное положение. Сам пластиковый корпус дискеты не служил достаточной защитой гибкого диска от механических повреждений (например, при падении дискеты на пол), которые выводили магнитный носитель из строя. В щели между корпусом дискеты и кожухом могла проникать пыль.

Массовое вытеснение дискет из обихода началось с появлением перезаписываемых CD-дисков, а окончательно добило — появление носителей на основе флеш-памяти, обладающих на порядки большей ёмкостью, большей скоростью обмена и бо́льшим фактическим числом циклов перезаписи и долговечностью.

Современное положение[править | править вики-текст]

Внешний дисковод (для 3,5" дискет) с USB-интерфейсом

В настоящее время использование дискет практически прекращено[источник не указан 56 дней]. С 2010 года выпускается большое количество материнских плат для настольных персональных компьютеров, которые вообще не содержат разъёма для подключения дисковода. Из ноутбуков встроенные дисководы полностью исчезли ещё несколькими годами ранее.

Электронные ключи при работе с системами «Банк-клиент», обеспечивающие электронную цифровую подпись документа, ранее распространявшиеся на дискетах, всё чаще выпускаются в виде флешки с функцией биометрической защиты.

При установке драйверов для оборудования (например, RAID-массива) во время установки современных ОС семейства MS Windows (Windows Vista, Windows Server 2008 R2, Windows 7) также может применяться флеш-накопитель.

В случае отсутствия дисководов, подключаемых в соответствующий «классический» интерфейсный разъём на материнской плате, можно воспользоваться внешним устройством, имеющим USB- или SCSI-интерфейс.

Флоппинет[править | править вики-текст]

Английскому названию дискеты «флоппи-диск» обязан своим появлением неформальный термин «Флоппинет», обозначающий использование сменных носителей информации (в первую очередь, именно дискет — флоппи-дисков) для переноса файлов между компьютерами. Приставка «-нет» в ироничной форме сравнивает такой способ передачи информации с подобием компьютерной сети в то время, когда использование «настоящей» компьютерной сети по каким-либо причинам невозможно. Также иногда используется термин «дискетные сети».

Символичность[править | править вики-текст]

Скриншот OpenOffice.org, иконка дискеты — команда «Сохранить»

Изображение трёхдюймовой дискеты до сих пор используется в приложениях с графическим интерфейсом в качестве значка для кнопок и пунктов меню Сохранить.

Интересные факты[править | править вики-текст]

  • Первой является нижняя головка (то есть головка 0). В односторонних дисководах фактически используется только нижняя головка, а верхняя заменяется войлочной прокладкой.
  • На односторонних дисководах можно было использовать двухсторонние дискеты, отформатировав каждую сторону отдельно и переворачивая её при необходимости. Чтобы этой возможностью воспользоваться, в пластиковом конверте 8-дюймовой дискеты «умельцы» прорезали второе индексное окно, симметрично первому.
  • Только дисковод для гибких дисков диаметром 5¼″ высокой плотности имеет скорость вращения 360 об/мин, все остальные дисководы, включая дисководы гибких дисков диаметром 5¼″ двойной плотности и 3½″ сверхвысокой плотности, вращаются со скоростью 300 об/мин.
  • В недавнее время стало популярным исполнение известных мелодий с использованием для вывода звука двигателя дисководов[6].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 Воройский, 2003, с. 258
  2. Гибкие магнитные диски сверхвысокой плотности: "В специальной литературе рассматриваемые диски называются гибкими оптическими, или флоптическими. ... Запись информации производится на ферромагнитный слой (как и на обычные гибкие диски) с помощью головок записи/чтения.... количество дорожек увеличено до 755 ... ширина дорожек значительно уменьшилась. Здесь вступает в действие вторая часть технологии — оптический механизм позиционирования головок. Для точного позиционирования головок используется лазерный датчик. ... В конце 1996 г. на рынке появились флоптические диски LS-120 емкостью 120 Мбайт"
  3. Еще год, еще Comdex (продолжение...) // "Компьютерра" №2 от 13 января 1997 года: " накопитель LS-120. ... и современные 120-мегабайтные носители при использовании которых магнитная головка наводится на дорожку с помощью лазера, отслеживающего кольцевую маркировку, нанесенную на диск."
  4. Чем меньше коэрцитивная сила, тем выше чувствительность диска к магнитному поля для записи на диск
  5. Определяет влияние соседних дорожек
  6. Восемь дисководов исполняют гимн СССР, темы из Doom и «Доктора Кто»

Литература[править | править вики-текст]

  • Воройский Ф. С. Информатика. Новый систематизированный толковый словарь-справочник. — 3-е изд. — М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. — 760 с. — (Введение в современные информационные и телекоммуникационные технологии в терминах и фактах). — ISBN 5-9221-0426-8.

Ссылки[править | править вики-текст]