Commodore 1541 - Commodore 1541

Commodore 1541

Pohled zepředu na druhou nejběžnější verzi diskové jednotky Commodore 1541 s otevřeným diskovým slotem. Tato verze používá pohonný mechanismus Newtronics a otočná páka slouží k zapojení mechanismu pohonu s diskem (tj. K zapojení svorky náboje a zatížení hlav disku) a k zabránění vyjmutí disku, když je mechanismus mechanicky zapojen.
Výrobce	Commodore Business Machines, Inc.
Typ	Disketová mechanika
Datum vydání	1982 ( 1982 )
Zaváděcí cena	399 USD (ekvivalent 1070 USD v roce 2020)
Přerušeno	1993
Média	5¼ " disketa SS SD
Operační systém	CBM DOS 2.6
procesor	MOS 6502 @ 1 MHz
Paměť	2 KB RAM, 16 KB ROM
Úložný prostor	170 kB
Konektivita	Commodore proprietární sériový IEEE-488 0,4 KB/s
Napájení	100, 120, 220 nebo 240 V 50/60 Hz 25 W (max. 30 W)
Zpětná kompatibilita	Commodore 64 , VIC-20
Předchůdce	Commodore 1540
Nástupce	Commodore 1570 a 1571
Související články	Commodore 2031 , 4040 a 1551

Pohled zezadu na diskovou jednotku Commodore 1541 s odstraněným horním krytem a stíněním

Commodore 1541 (také známý jako CBM 1541 a VIC-1541 ) je disketové jednotky , která byla vyrobena Commodore International pro Commodore 64 (C64), nejvíce populární Commodore domácím počítači . Nejznámější disketová jednotka pro C64, 1541, je jednostranná jednotka o kapacitě 170 kilobajtů pro disky 5 ¼. 1541 přímo navazuje na Commodore 1540 (myšleno pro VIC-20 ).

Disková jednotka používá skupinově kódované nahrávání (GCR) a obsahuje mikroprocesor MOS Technology 6502 , který slouží jako řadič disku a procesor DOS ( on-board disk operating system ). Počet sektorů na stopu se pohybuje od 17 do 21 (raná implementace záznamu bitů zóny ). Vestavěný operační systém disku je CBM DOS 2.6 .

Dějiny

Úvod

Cena 1541 při jeho zavedení byla nižší než 400 USD . C64 plus 1541 stál asi 900 $, zatímco Apple II bez diskové jednotky stál 1 295 $. Prvních 1541 pohonů vyrobených v roce 1982 mělo štítek na přední straně s nápisem VIC-1541 a mělo téměř bílé pouzdro, aby odpovídalo VIC-20. V roce 1983 byl model 1541 přepnut na známé béžové pouzdro a na předním štítku byl nápis „1541“ spolu s duhovými pruhy, které odpovídaly modelu Commodore 64.

V roce 1983 se 1541 prodalo za 300 $ nebo méně. Po brutální cenové válce domácích počítačů, kterou zahájil Commodore, stály C64 a 1541 dohromady pod 500 dolarů. Disk se stal velmi populárním a bylo obtížné jej najít. Společnost tvrdila, že nedostatek nastal, protože 90% majitelů C64 koupilo 1541 ve srovnání s jeho 30% očekáváním, ale tisk diskutoval o tom, co Creative Computing popsal jako „naprosto alarmující míru návratnosti“ kvůli vadám. Časopis v březnu 1984 oznámil, že během dvou týdnů obdržel tři vadné disky, a v prosinci 1983 listu Compute! Hlásil, že čtyři ze sedmi pohonů časopisu selhaly; „VÝPOČET! Publikace nutně potřebují dalších 1541 pro interní použití, ale nemůžeme najít žádné k nákupu. Po mnoha telefonních hovorech během několika dnů se nám podařilo lokalizovat pouze dvě jednotky v celých kontinentálních Spojených státech“, údajně proto, že pokusu společnosti Commodore vyřešit výrobní problém, který způsobil vysoké poruchy.

Počáteční (1982 až 1983) 1541 mají mechanismus pro vysunutí pružiny ( pohon Alpy ) a disky se často nedají uvolnit. Tento styl pohonu má oblíbenou přezdívku „Toaster Drive“, protože vyžaduje použití nože nebo jiného tvrdého tenkého předmětu k vypáčení uvíznutého média stejně jako kousek toastu uvízlého ve skutečném toustovači (i když to se skutečným způsobem nedoporučuje toustovače). To bylo opraveno později, když Commodore změnil dodavatele hnacího mechanismu ( Mitsumi ) a přijal překlápěcí pákový mechanismus Newtronics, což výrazně zlepšilo spolehlivost. Kromě toho Commodore zmenšil desku řadiče disku a snížil počet čipů ve srovnání s počátkem roku 1541 (který měl po délce skříně velkou desku plošných spojů s desítkami čipů TTL ). Béžový kufr Newtronics 1541 se vyráběl v letech 1984 až 1986.

Verze a klony třetích stran

1541C, první upgradovaná verze

Všechny modely 1541s kromě II. Modelu, které nejsou II, mohou používat buď mechanismus Alp, nebo Newtronics. Vizuálně mají první modely označení VIC-1541 špinavě bílou barvu jako VIC-20 a VIC-1540. Poté, aby CBM odpovídal vzhledu C64, změnil barvu disku na hnědo-béžovou a název na Commodore 1541 .

Commodore 1541-II, druhá ze dvou upgradovaných verzí CBM 1541. 1541-II má modernější uzamykací mechanismus „s radiální rukojetí“.

Početné nedostatky modelu 1541 otevřely trh řadě klonů diskových jednotek třetích stran, což je situace, která pokračovala po celou dobu životnosti C64. Známé klony jsou Oceanic OC-118 aka Excelerator + se MSD Super Disk jedno a duální disky se Enhancer 2000 se Indus GT a CMD ‚s FD-2000 a FD-4000 . Nicméně, 1541 se stal první diskovou jednotkou vidět rozšířené použití v domácnosti a Commodore prodal miliony jednotek.

V roce 1986 vydal Commodore 1541C, revidovanou verzi, která nabízela tišší a mírně spolehlivější provoz a světle béžové pouzdro odpovídající barevnému schématu Commodore 64C. V roce 1988 byl nahrazen modelem 1541-II, který využívá externí napájecí zdroj k zajištění chladnějšího provozu a umožňuje měniči mít menší rozměry na ploše („cihla“ napájecího zdroje je umístěna jinde, obvykle na podlaze). Pozdější revize ROM opravily různé problémy, včetně softwarové chyby, která způsobila poškození příkazů příkazem save-and-replace.

Nástupci

Commodore 1570 je upgrade z roku 1541 pro použití s Commodore 128 , k dispozici v Evropě. Nabízí možnosti MFM pro přístup k diskům CP/M , vyšší rychlost a poněkud tišší provoz, ale vyráběl se jen do té doby, než Commodore zahájil výrobu svých linek s oboustranným pohonem 1571 . Nakonec byl vyroben malý 3,5palcový disk Commodore 1581 na bázi MFM na bázi externích napájecích zdrojů , který umožňoval přístup 800 kB k C128 a C64.

Design

Hardware

1541 nemá přepínače DIP pro změnu čísla zařízení. Pokud uživatel přidal do systému více než jeden disk, musel uživatel otevřít skříň a vyříznout stopu na desce s obvody, aby se trvale změnilo číslo zařízení měniče, nebo ručně připojit externí spínač, aby bylo možné jej změnit externě. Bylo také možné změnit číslo disku pomocí softwarového příkazu, který byl dočasný a bude vymazán, jakmile bude disk vypnut.

1541 disků při zapnutí je vždy výchozí pro zařízení č. 8. Pokud je v řetězci použito více disků, pak je spouštěcí procedurou zapnout první disk v řetězci, změnit číslo jeho zařízení pomocí softwarového příkazu na nejvyšší číslo v řetězci (pokud byly použity tři disky, pak první disk v řetězci by bylo nastaveno na zařízení č. 10), poté zapněte další pohon, změňte číslo jeho zařízení na nejbližší nejnižší a postup opakujte, dokud nebude zapnut koncový pohon na konci řetězce a ponechán jako zařízení # 8.

Na rozdíl od Apple II , kde byla podpora pro dva disky běžná, bylo poměrně neobvyklé, že software Commodore toto nastavení podporoval, a příkaz CBM DOS copy file nebyl schopen kopírovat soubory mezi jednotkami - bylo nutné použít nástroj pro kopírování třetí strany namísto.

Pre-II 1541s mají také interní zdroj energie, který generoval hodně tepla. Generování tepla bylo častým zdrojem humoru. Například Compute! v roce 1988 uvedl, že „Commodore 64s býval oblíbený u amatérských i profesionálních kuchařů, protože mohli současně počítat a vařit na svých diskových jednotkách řady 1500“. Série vtipných tipů ve hře MikroBitti v roce 1989 říká: „Když programujete pozdě, káva a kebab se na 1541. pěkně zahřejí.“ Přezkum MikroBitti z roku 1541-II řekl, že jeho externí zdroj energie „by měl ukončit vtipy o toustovačích“.

Mechanismus hnací hlavy instalovaný v raných výrobních letech je notoricky snadno nesouosý. Nejčastější příčinou klepání hlavy pohonu 1541 a následného nesouososti jsou schémata ochrany proti kopírování v komerčním softwaru. Hlavní příčinou problému je, že samotná disková jednotka neobsahuje žádné způsoby detekce, kdy čtecí/zapisovací hlava dosáhne stopy nula. Pokud tedy disk není naformátován nebo dojde k chybě disku, jednotka se pokusí posunout hlavu 40krát ve směru nulové stopy (ačkoli 1541 DOS používá pouze 35 stop, samotný pohonný mechanismus je 40 stopová jednotka, takže tato zajištěná stopa nuly bude dosažena bez ohledu na to, kde byla hlava dříve). Jakmile je dosaženo stopy nula, každý další pokus o pohyb hlavy v tomto směru by způsobil, že bude narazen na pevné zastavení: například pokud by se hlava náhodou nacházela na stopě 18 (kde je umístěn adresář) před tímto postupem, hlava by se skutečně pohnula 18krát a pak 22krát narazila na doraz. Toto dusání vydává charakteristický „kulometný“ hluk a dříve nebo později vyhodí hlavu z vyrovnání.

Vadná část pro zarovnání hlavy pravděpodobně způsobila mnoho problémů se spolehlivostí na počátku 1541 pohonů; jeden prodejce řekl Compute! ' To Gazette v roce 1983, že část způsobil všechny ale tři z několika set poruchami disků, že se opravit. Pohony byly tak nespolehlivé, že časopis Info žertoval: „Někdy to vypadá, jako by jedna z původních specifikací designu ... musela říkat„ Střední doba mezi selháním: 10 přístupů. ““. Uživatelé mohou disk znovu zarovnat pomocí softwarového programu a kalibračního disku. Uživatel by udělal, že vyjme pohon z pouzdra a poté povolí šrouby držící krokový motor, který pohyboval hlavou, a poté pomocí kalibračního kotouče v pohonu jemně otáčejte krokovým motorem tam a zpět, dokud program neukáže dobré zarovnání. Šrouby se poté utáhnou a pohon se vloží zpět do pouzdra.

Objevila se oprava třetí strany pro 1541, ve které byla pevná zarážka hlavy nahrazena odpruženou zarážkou, což hlavě výrazně usnadnilo život. Pozdější disk 1571 (který je kompatibilní s 1541) obsahuje detekci nulové stopy pomocí přerušovače fotografií, a je tedy imunní vůči tomuto problému. Softwarové řešení, které je umístěno v paměti ROM řadiče jednotky, zabraňuje opakovanému čtení, i když to může způsobit problémy, pokud dojde ke skutečným chybám.

Kvůli problémům se zarovnáním pohonných mechanismů v Alpách přešel Commodore v roce 1984 na dodavatele na společnost Newtronics. Pohony mechanismu Newtronics mají spíše páku než výsuvnou západku pro zavření dveří pohonu. Přestože byly problémy se zarovnáním vyřešeny po přepnutí, jednotky Newtronics přidaly nový problém se spolehlivostí v tom, že mnoho čtecích/zapisovacích hlav bylo nesprávně utěsněno, což způsobilo, že vlhkost pronikla do hlavy a zkrátila ji.

PCB 1541 se skládá hlavně z CPU 6502, dvou čipů 6522 VIA a 2k pracovní RAM. Lze přidat až 48 kB RAM; toto bylo hlavně užitečné pro porážku schémat ochrany proti kopírování, protože do RAM disku bylo možné načíst celou diskovou stopu, zatímco standardní 2k pojalo jen několik sektorů (teoreticky osm, ale část RAM používala CBM DOS jako pracovní prostor). Někteří uživatelé Commodore používali 1541 jako improvizovaný matematický koprocesor nahráním matematicky náročného kódu na jednotku pro zpracování na pozadí.

Rozhraní

1541 používá proprietární serializovaná derivát podle IEEE-488 paralelní rozhraní, které Commodore používat na svých předešlých disků pro PET / CBM rozsahu osobních a obchodních počítače, ale když VIC-20 byl ve vývoji, levnější alternativou k hledaly se drahé kabely IEEE-488. Aby byla zajištěna připravená dodávka levné kabeláže pro periferie domácích počítačů, zvolila společnost Commodore pro sériové rozhraní standardní konektory DIN . Diskové jednotky a další periferní zařízení, jako jsou tiskárny, připojené k počítači pomocí řetězového nastavení, které vyžaduje pouze jeden konektor na samotném počítači.

Řízení

Propustnost a software

IEEE Spectrum v roce 1985 uvádí, že:

Jedna hlavní chyba C-64 není v samotném stroji, ale v jeho diskové jednotce. S přiměřeně rychlou diskovou jednotkou a adekvátním diskovým operačním systémem (DOS) by C-64 mohl konkurovat na obchodním trhu společnosti Apple a možná i dalším obchodním počítačům. Se současnou diskovou jednotkou je však těžké přijít o image jako hračka.

Konstruktéři C-64 obviňovali pomalou rychlost 1541 na naléhání marketingového oddělení, aby byl počítač kompatibilní s 1540, což bylo pomalé kvůli chybě v ovladači rozhraní 6522 VIA. Commodore původně zamýšlel použít hardwarový posuvný registr (jedna součást 6522) k udržení vysokých rychlostí pohonu s novým sériovým rozhraním. Hardwarová chyba s tímto čipem však zabránila tomu, aby původní design fungoval podle očekávání, a kód ROM byl narychlo přepsán, aby zvládl celou operaci v softwaru. Podle Jima Butterfielda to způsobuje snížení rychlosti pětkrát; kdyby nebyla vyžadována kompatibilita 1540, rozhraní disku by bylo mnohem rychlejší. V každém případě C64 normálně nemohl pracovat s 1540, pokud nebyl video výstup VIC-II deaktivován zápisem registru, který by zastavil zastavení CPU během určitých video linek, což zajistilo správné sériové načasování.

Jak je implementováno na VIC-20 a C64, Commodore DOS přenáší 300 bytů za sekundu, ve srovnání s Atari 810 s 2 400 bajty za sekundu, Apple Disk II s 15 000 bajty za sekundu a přenosovou rychlostí 300 baudů Úložný systém Commodore Datasette . Na zkopírování jednoho disku je potřeba asi 20 minut - 10 minut času na čtení a 10 minut na zápis. Jelikož však počítač i disk lze snadno přeprogramovat, třetí strany rychle sepsaly efektivnější firmware, který by drasticky zrychlil provoz disku. Bez hardwarových úprav se některým utilitám „ fast loader “ (které obcházely rutiny v palubní ROM 1541) podařilo dosáhnout rychlosti až 4 KB/s. Nejběžnějšími z těchto produktů jsou Epyx Fast Load , Final Cartridge a Action Replay plug-in ROM kazety , které všechny mají také software pro sledování strojového kódu a editor disků . Populární počítačové časopisy Commodore té doby také vstoupily do arény pomocí zadávacích nástrojů pro rychlé načítání, přičemž Gazette vydávající Compute! Vydalo TurboDisk v roce 1985 a RUN vydávalo Sizzle v roce 1987.

I když má každý 1541 svůj vlastní řadič disků a operační systém disku, není možné, aby uživatel přikázal dvěma jednotkám 1541 zkopírovat disk (jedna jednotka čte a druhá zapisuje) jako u starších duálních jednotek, jako je 4040 který se často vyskytoval u počítače PET a se kterým je 1541 zpětně kompatibilní (dokáže číst 4040 disků, ale nemůže na ně zapisovat, protože menší rozdíl v počtu bajtů záhlaví činí 4040 a 1541 kompatibilními pouze se čtením). Původně ke kopírování z disku na disk byl zapotřebí software běžící na C64, který nejprve přečetl z jednoho disku do paměti počítače a poté zapisoval na druhý. Pouze když byl vydán Fast Hack'em a později i další programy pro zálohování disků, bylo možné skutečné kopírování z disku na disk 1541. Uživatel mohl, pokud si to přál, odpojit C64 od jednotek (tj. Od první jednotky v řetězci) a dělat něco jiného s počítačem, zatímco jednotky pokračovaly ke kopírování celého disku. Toto není doporučený postup, protože odpojení sériového kabelu od napájené jednotky a/nebo počítače může mít za následek zničení jednoho nebo obou portových čipů v diskové jednotce.

Média

Jednotka 1541 používá standardní 5¼ palcová disketová média s dvojitou hustotou; média s vysokou hustotou nebudou fungovat kvůli odlišnému magnetickému povlaku, který vyžaduje vyšší magnetickou koercitivitu . Protože schéma kódování GCR nepoužívá indexový otvor, byl disk kompatibilní také s disky s pevným sektorem. Standardní formát CBM DOS je 170 KB s 35 stopami a 256 bajtovými sektory. Je podobný formátu používanému na jednotkách PET 2031, 2040 a 4040, ale malý rozdíl v počtu bajtů záhlaví činí tyto jednotky a 1541 kompatibilní pouze se čtením; na disky formátované jedním diskem nelze zapisovat druhé. Jednotky umožní zápisy, ale nekonzistentní velikost záhlaví poškodí data v datových částech každé stopy.

4040 pohonů používalo Shugart SA-400, což byly 35stopé jednotky, takže formát tam byl kvůli fyzickým omezením mechanismu pohonu. 1541 používalo 40 kolejových mechanismů, ale Commodore záměrně omezil formát CBM DOS na 35 stop kvůli problémům se spolehlivostí u raných jednotek. Prostřednictvím nízkoúrovňového programování bylo možné přesunout hlavu pohonu na stopy 36–40 a zapisovat na ně, někdy to prováděl komerční software pro účely ochrany proti kopírování a/nebo pro získání dalších dat na disk.

Jedna stopa je však systémem DOS vyhrazena pro informace o přidělování adresářů a souborů (BAM, mapa dostupnosti bloků ). A protože u normálních souborů DOS používá dva bajty každého fyzického sektoru jako ukazatel na další fyzickou stopu a sektor souboru, je pro obsah souboru použito pouze 254 z 256 bajtů bloku.

Pokud by strana disku nebyla jinak připravena s vlastním formátem (např. Pro datové disky), 664 bloků by bylo po formátování volných, což by dávalo 664 × 254 = 168 656 bytů (nebo téměř 165 KB) pro uživatelská data.

Pomocí vlastního formátování a rutin načítání/ukládání (někdy zahrnutých v DOSech třetích stran, viz níže) lze použít všech mechanicky možných 40 skladeb.

Vzhledem k tomu, že disk nepoužíval indexový otvor, bylo také možné vyrábět „flippy diskety“ vložením diskety vzhůru nohama a formátováním druhé strany a bylo běžné a běžné, že na takových discích byl distribuován komerční software .

Skladby 36–42 jsou nestandardní. Bitový tok je prvotní mezi čtecí/zapisovací hlavou a signálními obvody, takže skutečná užitečná datová rychlost je díky kódování GCR o faktor 5/4 menší .

Disk 1541 má obvykle 35 skladeb. Trať 18 je vyhrazena; zbývající stopy jsou k dispozici pro ukládání dat. Záhlaví je na 18/0 (stopa 18, sektor 0) spolu s BAM a adresář začíná na 18/1 (stopa 18, sektor 1). Prokládání souborů je 10 bloků, zatímco prokládání adresářů je 3 bloky.

Obsah záhlaví: Záhlaví je podobné jako u ostatních záhlaví disků Commodore, strukturálními rozdíly jsou offset BAM ($ 04) a velikost a ofsetový popisek+ID+typ ($ 90).

$00–01 T/S reference to first directory sector (18/1)
    02 DOS version ('A')
 04-8F BAM entries (4 bytes per track: Free Sector Count + 24 bits for sectors)
 90-9F Disk Label, $A0 padded
 A2-A3 Disk ID
 A5-A6 DOS type ('2A')

Využití

Raná schémata ochrany proti kopírování záměrně zavedla chyby čtení na disk, software odmítl načíst, pokud nebyla vrácena správná chybová zpráva. Obecná myšlenka byla, že jednoduché programy pro kopírování disků nejsou schopné kopírovat chyby. Když dojde k jedné z těchto chyb, disková jednotka (stejně jako mnoho disketových jednotek) se pokusí o jeden nebo více pokusů o opětovné načtení po prvním resetování hlavy na stopu nuly. Několik z těchto schémat mělo velmi odstrašující účinek, protože různé softwarové společnosti brzy vydaly nástroje „ nibbler “, které umožňovaly kopírování chráněných disků a v některých případech i odstranění ochrany.

Ochrana proti kopírování Commodore někdy selhala na konkrétních hardwarových konfiguracích. Gunship se například nenačte, pokud je k počítači připojena druhá disková jednotka nebo tiskárna.

Viz také

• Commodore 64
• 64 periferií Commodore
• 1541 Konečný

Reference

Další čtení

externí odkazy

• Disk Preservation Project : interní mechanika disku a ochrana proti kopírování
• Nedokumentované funkce pohonu 1541 z webu Project 64
• RUN Magazine Issue 64
• devili.iki.fi: Beyond the 1541, Mass Storage For the 64 And 128 , COMPUTE! 's Gazette, issue 32, February 1986 (market market)
• 1541 Průvodce údržbou od Bitsavers
• Freespin , grafické demo Commodore 1541 běžící na disketové jednotce
• The Ultimate Commodore 1541 Disk Drive Talk (video) , záznam rozhovoru v srpnu 2021 na VCF West 2021