Дискета

Не следует путать с НДМГ — компонентом ракетного топлива.

Дискета

Диске́та (англ. floppy disk) — портативный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных, представляющий собой помещённый в защитный пластиковый корпус (диск диаметром 3½″ имеет более жёсткий футляр, чем диск диаметром 5¼″) гибкий магнитный диск, покрытый ферромагнитным слоем.

В отечественных разработках существовала аббревиатура — ГМД, соответствующая термину «гибкий магнитный диск».
Устройство для работы с ГМД (дисковод гибких дисков, флоппи-дисковод), соответственно, называется НГМД — «накопитель на гибких магнитных дисках», а контроллеру такого устройства устройства соответствует аббревиатура КНГМД.

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 и НЖМД использующие картриджи — Iomega Zip, Iomega Jaz; а также магнитооптические носители (МО) LS-120 и другие, в которых комбинировался лазер (используемый для разогрева участка поверхности диска) и магнитная головка (для записи и считывания информации с поверхности диска).

История

• 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 жёсткими 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 поставила точку в истории дискет, официально прекратив производство и продажу дискет 3½″.

Форматы, в зависимости от диаметра диска

8″

Дискета 8″

Конструктивно дискета 8″ представляет собой гибкий диск с магнитным покрытием, заключенный в гибкий пластиковый футляр. Дискета имеет отверстие под шпиль привода, отверстие в футляре для доступа головок записи-чтения.

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

Запись и считывание дискет осуществляется с помощью специального устройства — НГМД 8″ — накопителя на гибких магнитных дисках (флоппи-дисковода).

5¼″

Дискета 5¼″

В центре диска находится большое круглое отверстие. Когда закрывается дверца дисковода, конусообразный зажим захватывает и устанавливает дискету с помощью центрального отверстия. У многих дискет края отверстия окантованы пластиковым кольцом для того, чтобы диск выдерживал механические нагрузки со стороны захватывающего механизма. В дискетах высокой плотности это кольцо обычно отсутствует, так как погрешности его расположения на дискете могут привести к проблемам, возникающим при позиционировании головок.

Справа, сразу под центральным отверстием, находится маленькое круглое отверстие, называемое индексным. Диск с одним индексным отверстием — это признак диска с программной разбивкой на секторы; в данном случае число секторов на диске определяется операционной системой. В очень старых компьютерах использовались диски с аппаратной разбивкой на секторы, которые имели индексные отверстия для каждого сектора. В самом диске имеется отверстие, которое совмещаясь при проходе под индексным отверстием в конверте, позволяет электронной схеме контроллера определить «систему координат» дискеты. С правой стороны, на расстоянии примерно 1″ от верхнего края, в футляре дискеты 5¼″ имеется прямоугольная выемка — с её помощью (заклеив) можно «защитить» дискету от записи.

3½″

Устройство дискеты 3½″: 1 — заглушка «защита от записи»; 2 — основа диска с отверстиями для приводящего механизма; 3 — защитная шторка открытой области корпуса; 4 — пластиковый корпус дискеты; 5 — противопылевая салфетка; 6 — магнитный диск; 7 — область записи.

В отличие от дискеты 5¼″, отверстие для доступа головок дискеты 3½″ закрыто металлической заслонкой, которая открывается при её вставке механизмом в дисководе. Вместо индексного отверстия в дискетах диаметром 3½″ используется металлическая втулка с установочным отверстием, которая находится в центре дискеты. Дисковод захватывает металлическую втулку, а отверстие в ней позволяет правильно установить дискету. Защита от записи тоже выполнена более удобно — сдвигающейся «шторкой», расположенной снизу слева. Снизу справа находятся «окошки», позволяющие схеме дисковода определить плотность записи на дискету — нет кодирует дискету ёмкостью 720 Кб, одно — 1,44 Мб, два «окошка» — дискету ёмкостью 2,88 Мб.

Форматы

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

«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, ПК Нейрон — 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, Э	300	300	600	600	720	750
Толщина слоя магнитного слоя, 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″
Емкость 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

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

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 из себя 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 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 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

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 ненадежным.

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 компакт-дисков, и особенно, носителей на основе флеш-памяти, обладающих на порядки большей ёмкостью, большей скоростью обмена и бо́льшим фактическим числом циклов перезаписи и долговечностью.

Современное положение

Внешний дисковод с USB-интерфейсом

В настоящее время использование дискет практически прекращено. 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

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

Символичность

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

• 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 ее при необходимости. Чтобы этой возможностью воспользоваться, в пластиковом конверте 8-дюймовой дискеты «умельцы» прорезали второе индексное отверстие, симметрично первому.
• Верхняя головка (головка 1) расположена не точно над нижней, а смещена на четыре или восемь дорожек ближе к центру (относительно неё), в зависимости от типа дисковода. Поэтому то, что обычно называется цилиндрами, должно было бы называться конусами.
• 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.

Ссылки

• Virtual Floppy Drive