disketa -Floppy disk

8 palců, 5+14 palce a 3+12 palcové diskety
8 palců, 5+14 palce (plná výška) a 3+12 - palcové disky
A 3+12 palcová disketa vyjmutá z jejího pouzdra

Disketa nebo disketa (běžně označovaná jako disketa nebo disketa ) je zastaralý typ diskového úložiště skládajícího se z tenkého a flexibilního disku magnetického paměťového média ve čtvercovém nebo téměř čtvercovém plastovém pouzdře vyloženém látkou, která odstraňuje prachové částice z rotujícího disku. Diskety ukládají digitální data , která lze číst a zapisovat po vložení disku do disketové jednotky ( FDD ) připojené k počítači nebo jinému zařízení nebo uvnitř něj.

První diskety, vynalezené a vyrobené společností IBM , měly průměr disku 8 palců (203,2 mm). Následně se 5¼-palcový a poté 3½-palcový stal všudypřítomnou formou ukládání a přenosu dat do prvních let 21. století. 3½palcové diskety lze stále používat s externí disketovou jednotkou USB . Jednotky USB pro 5¼palcové, 8palcové a jiné velikosti disket jsou vzácné až žádné. Někteří jednotlivci a organizace nadále používají starší zařízení ke čtení nebo přenosu dat z disket.

Diskety byly v kultuře konce 20. století tak běžné, že mnoho elektronických a softwarových programů nadále používá ikony ukládání , které vypadají jako diskety, až do 21. století. Zatímco disketové jednotky mají stále určité omezené použití, zejména se starším průmyslovým počítačovým vybavením , byly nahrazeny metodami ukládání dat s mnohem větší kapacitou ukládání dat a rychlostí přenosu dat , jako jsou USB flash disky , paměťové karty , optické disky a úložiště. dostupné prostřednictvím lokálních počítačových sítí a cloudových úložišť .

Dějiny

8palcová disketa,
vložená do mechaniky,
(3½palcová disketa,
vpředu, zobrazeno pro měřítko)
3½palcové diskety s vysokou hustotou s nalepenými samolepicími štítky

První komerční diskety, vyvinuté na konci 60. let, měly průměr 8 palců (203,2 mm); staly se komerčně dostupnými v roce 1971 jako součást produktů IBM a poté byly od roku 1972 prodávány samostatně společností Memorex a dalšími. Tyto disky a související jednotky byly vyrobeny a vylepšeny společností IBM a dalšími společnostmi, jako jsou Memorex, Shugart Associates a Burroughs Corporation . Termín „disketa“ se objevil v tisku již v roce 1970, a přestože IBM v roce 1973 oznámilo své první médium jako Disketu typu 1 , průmysl nadále používal výrazy „disketa“ nebo „disketa“.

V roce 1976 společnost Shugart Associates představila 5¼-palcový FDD. V roce 1978 již takové FDD vyrábělo více než deset výrobců. Existovaly konkurenční formáty disket s verzemi pro pevný a měkký sektor a schématy kódování, jako je diferenciální kódování Manchester (DM), modifikovaná frekvenční modulace (MFM), M 2 FM a skupinově kódované nahrávání (GCR). Formát 5¼ palce nahradil 8palcový pro většinu použití a formát pevného disku zmizel. Nejběžnější kapacita 5¼-palcového formátu v počítačích se systémem DOS byla 360 kB pro formát DSDD (Double-Sided Double-Density) využívající kódování MFM. V roce 1984 představila IBM se svým PC/AT 1,2 MB oboustrannou 5¼-palcovou disketu, ale nikdy se nestala velmi populární. IBM začala používat 720 KB 3½palcovou mikrodisketu s dvojitou hustotou na svém přenosném počítači Convertible v roce 1986 a 1,44 MB verzi s vysokou hustotou s řadou IBM Personal System/2 (PS/2) v roce 1987. Tyto diskové jednotky bylo možné přidat na starší modely PC. V roce 1988 představila společnost YE Data mechaniku pro 2,88 MB diskety Double-Sided Extended-Density (DSED), kterou IBM používala ve svých špičkových modelech PS/2 a některých RS/6000 a ve druhé generaci. NeXTcube a NeXTstation ; nicméně, tento formát měl omezený tržní úspěch kvůli nedostatku standardů a pohybu k 1.44 MB projížďkám.

Během časných osmdesátých let byly limity formátu 5¼ palce jasné. Původně navržený tak, aby byl praktičtější než 8palcový formát, byl považován za příliš velký; jak rostla kvalita záznamových médií, data mohla být uložena na menší ploše. Bylo vyvinuto několik řešení, s jednotkami 2-, 2½-, 3-, 3¼-, 3½- a 4-palců (a diskem Sony 90 mm × 94 mm (3,54 palce × 3,70 palce)) nabízenými různými společnostmi. Všechny měly několik výhod oproti starému formátu, včetně pevného pouzdra s posuvnou kovovou (nebo pozdější, někdy i plastovou) závěrkou nad štěrbinou hlavy, která pomáhala chránit jemné magnetické médium před prachem a poškozením, a posuvnou ochranou proti zápisu . což bylo mnohem pohodlnější než lepicí pásky používané u dřívějších disků. Velký podíl na trhu dobře zavedeného 5¼-palcového formátu ztěžoval těmto různým vzájemně nekompatibilním novým formátům získat významný podíl na trhu. Varianta na designu Sony, představená v roce 1982 mnoha výrobci, byla poté rychle přijata. V roce 1988 3½-palcový převyšoval prodej 5¼-palcového.

Obecně platí, že termín disketa přetrvává, i když diskety pozdějšího stylu mají pevné pouzdro kolem vnitřní diskety.

Do konce 80. let byly 5¼-palcové disky nahrazeny 3½-palcovými disky. Během této doby byly počítače často vybaveny jednotkami obou velikostí. V polovině devadesátých let 5¼-palcové jednotky prakticky zmizely, protože 3½-palcový disk se stal převládajícím disketou. Výhodou 3½palcového disku byla jeho vyšší kapacita, menší fyzická velikost a pevné pouzdro, které poskytovalo lepší ochranu před nečistotami a dalšími environmentálními riziky.

Prevalence

Imation USB disketová jednotka, model 01946: externí jednotka, která přijímá disky s vysokou hustotou

Diskety se staly samozřejmostí během 80. a 90. let 20. století při jejich použití s ​​osobními počítači k distribuci softwaru, přenosu dat a vytváření záloh . Než se pevné disky staly dostupnými pro širokou populaci, byly diskety často používány k ukládání operačního systému (OS) počítače. Většina domácích počítačů z té doby má elementární OS a BASIC uložený v paměti pouze pro čtení (ROM) s možností nahrání pokročilejšího OS z diskety.

Na počátku 90. let 20. století rostoucí velikost softwaru znamenala, že velké balíčky jako Windows nebo Adobe Photoshop vyžadovaly tucet disků nebo více. V roce 1996 se podle odhadů používalo pět miliard standardních disket. Poté byla distribuce větších balíčků postupně nahrazena CD-ROMy , DVD a online distribucí.

Pokus zlepšit existující 3½-palcové designy byl SuperDisk v pozdních devadesátých létech, používat velmi úzké datové dráhy a vysoce preciznostní vedoucí mechanismus vedení s kapacitou 120 MB a zpětnou kompatibilitou se standardními 3½-palcové diskety; mezi SuperDisk a dalšími produkty na diskety s vysokou hustotou došlo krátce k formátové válce, i když nakonec zapisovatelná CD/DVD, solid-state flash úložiště a nakonec cloudová online úložiště by všechny tyto formáty vyměnitelných disků učinily zastaralými . Externí disketové jednotky založené na USB jsou stále k dispozici a mnoho moderních systémů poskytuje podporu firmwaru pro zavádění z takových jednotek.

Postupný přechod na jiné formáty

Přední a zadní část maloobchodní sady na čištění 3½palcových a 5¼palcových disket, prodávané v Austrálii u prodejce Big W, přibližně na začátku 90. let

V polovině devadesátých let byly představeny mechanicky nekompatibilní diskety s vyšší hustotou, jako je disk Iomega Zip . Přijetí bylo omezeno konkurencí mezi proprietárními formáty a nutností kupovat drahé mechaniky pro počítače, kde by se disky používaly. V některých případech byl neúspěch v pronikání na trh umocněn vydáním verzí jednotky s vyšší kapacitou a médií, která nebyla zpětně kompatibilní s původními jednotkami, což rozdělovalo uživatele mezi nové a staré uživatele. Spotřebitelé se obávali nákladných investic do neprověřených a rychle se měnících technologií, takže žádná z technologií se nestala zavedeným standardem.

Apple představil iMac G3 v roce 1998 s jednotkou CD-ROM, ale bez disketové jednotky; díky tomu se staly disketové mechaniky připojené přes USB oblíbeným příslušenstvím, protože iMac se dodával bez jakéhokoli zapisovatelného vyměnitelného mediálního zařízení.

Zapisovatelná CD byla nabízena jako alternativa kvůli větší kapacitě, kompatibilitě se stávajícími CD-ROM mechanikami a – s příchodem přepisovatelných CD a zápisu paketů – podobné znovupoužitelnosti jako diskety. Disky CD-R/RW však zůstaly většinou archivním médiem, nikoli médiem pro výměnu dat nebo úpravu souborů na samotném médiu, protože neexistoval žádný společný standard pro zápis paketů, který by umožňoval malé aktualizace. Jiné formáty, takový jako magneto-optické disky , měl flexibilitu disket v kombinaci s větší kapacitou, ale zůstal výklenek kvůli nákladům. Vysokokapacitní zpětně kompatibilní disketové technologie se staly na nějakou dobu populární a byly prodávány jako volitelná výbava nebo byly dokonce součástí standardních počítačů, ale z dlouhodobého hlediska bylo jejich použití omezeno na profesionály a nadšence.

Flash disky USB Thumb konečně byly praktickou a oblíbenou náhradou, která podporovala tradiční souborové systémy a všechny běžné scénáře použití disket. Na rozdíl od jiných řešení nebyl vyžadován žádný nový typ disku nebo speciální software, který by bránil přijetí, protože vše, co bylo nutné, byl již běžný port USB .

Různá média pro ukládání dat (Příklady zahrnují: jednotka Flash , CD , pásková jednotka a CompactFlash )

Použití v 21. století

Disketový hardwarový emulátor o stejné velikosti jako 3½palcová jednotka poskytuje uživateli rozhraní USB

Do roku 2002 většina výrobců stále poskytovala disketové jednotky jako standardní vybavení, aby vyhověla požadavkům uživatelů na přenos souborů a nouzové spouštěcí zařízení, stejně jako pro obecný pocit bezpečí, když máte známé zařízení. Do této doby maloobchodní náklady na disketovou jednotku klesly na přibližně 20 USD (což odpovídá 30 USD v roce 2021), takže existovala malá finanční motivace k vynechání zařízení ze systému. Následně, díky široké podpoře USB flash disků a bootování BIOSu, výrobci a prodejci postupně snižovali dostupnost disketových jednotek jako standardního vybavení. V únoru 2003 společnost Dell , jeden z předních prodejců osobních počítačů, oznámila, že disketové jednotky již nebudou předinstalované na domácích počítačích Dell Dimension , i když byly stále k dispozici jako volitelná možnost a lze je zakoupit jako doplněk OEM pro aftermarket . V lednu 2007 obsahovala vestavěné disketové jednotky pouze 2 % počítačů prodávaných v obchodech.

Diskety se používají pro nouzové spouštění ve stárnoucích systémech, které nemají podporu pro jiná zaváděcí média a pro aktualizace systému BIOS , protože většinu programů BIOS a firmwaru lze stále spouštět ze zaváděcích disket . Pokud aktualizace systému BIOS selžou nebo se poškodí, lze někdy k obnovení použít disketové jednotky. Hudební a divadelní průmysl stále používá zařízení vyžadující standardní diskety (např. syntezátory, samplery, bicí automaty, sekvencery a osvětlovací konzole ). Zařízení průmyslové automatizace, jako jsou programovatelné stroje a průmyslové roboty , nemusí mít rozhraní USB; data a programy se pak načítají z disků, které jsou v průmyslovém prostředí poškoditelné. Toto zařízení nelze vyměnit z důvodu nákladů nebo požadavku na nepřetržitou dostupnost; stávající softwarová emulace a virtualizace tento problém neřeší, protože se používá přizpůsobený operační systém, který nemá žádné ovladače pro USB zařízení. Hardwarové emulátory disket lze vytvořit pro připojení řadičů disket k portu USB, který lze použít pro jednotky flash.

V květnu 2016 vydal Úřad pro odpovědnost vlády Spojených států zprávu, která se zabývala potřebou upgradovat nebo nahradit starší počítačové systémy ve federálních agenturách. Podle tohoto dokumentu se staré minipočítače IBM Series/1 běžící na 8palcových disketách stále používají ke koordinaci „operačních funkcí jaderných sil Spojených států“. Vláda plánovala aktualizaci některých technologií do konce fiskálního roku 2017.

Windows 10 a Windows 11 již nejsou dodávány s ovladači pro disketové jednotky (interní i externí). Stále je však budou podporovat pomocí samostatného ovladače zařízení poskytovaného společností Microsoft.

Flotila Boeingů 747-400 British Airways používala až do svého vyřazení v roce 2020 3,5palcové diskety k načítání softwaru pro avioniku.

Některé pracovní stanice v podnikových výpočetních prostředích si stále uchovávaly diskety a zároveň deaktivovaly porty USB, přičemž oba kroky byly provedeny s cílem omezit množství dat, která by mohli bezohlední zaměstnanci kopírovat.

Společnost Sony, která podniká v oblasti disket od roku 1983, ukončila domácí prodej všech šesti modelů 3,5palcových disket k březnu 2011. Někteří to považovali za konec disket. Zatímco výroba nových disketových médií byla ukončena, prodej a použití těchto médií ze skladových zásob pokračuje dodnes.

Dědictví

Snímek obrazovky zobrazující disketu jako ikonu „uložit“.

Po více než dvě desetiletí byla disketa primárním používaným externím zapisovatelným úložným zařízením. Většina výpočetních prostředí před devadesátými léty byla nesíťovaná a diskety byly primárním prostředkem pro přenos dat mezi počítači, což je metoda známá neformálně jako sneakernet . Na rozdíl od pevných disků se s disketami manipuluje a je vidět; i začínající uživatel dokáže identifikovat disketu. Kvůli těmto faktorům se obrázek 3½palcové diskety stal metaforou rozhraní pro ukládání dat. Symbol diskety stále používá software na prvcích uživatelského rozhraní souvisejících s ukládáním souborů (jako je Microsoft Office 2021 ), i když fyzické diskety jsou do značné míry zastaralé.

Design

Struktura

8palcové a 5¼palcové disky

Uvnitř 8palcové diskety

8palcové a 5¼palcové diskety obsahují magneticky potažené kulaté plastové médium s velkým kruhovým otvorem uprostřed pro vřeteno jednotky. Médium je obsaženo ve čtvercovém plastovém krytu, který má na obou stranách malý podlouhlý otvor, který umožňuje hlavám jednotky číst a zapisovat data, a velký otvor uprostřed, který umožňuje rotaci magnetického média otáčením ze středního otvoru.

Uvnitř krytu jsou dvě vrstvy látky s magnetickým médiem vloženým uprostřed. Tkanina je navržena tak, aby snižovala tření mezi médiem a vnějším krytem a zachycovala částice úlomků obroušených z disku, aby se nehromadily na hlavách. Obálka je obvykle jednodílná, dvakrát přeložená s chlopněmi slepenými nebo bodově svařenými dohromady.

Malý zářez na straně disku označuje, že je zapisovatelný, detekovaný mechanickým spínačem nebo fototranzistorem nad ním; pokud není přítomen, lze na disk zapisovat; u 8palcového disku je zářez zakrytý pro umožnění zápisu, zatímco u 5¼palcového disku je zářez otevřený, aby bylo možné zápis. Přes zářez lze použít pásku ke změně režimu disku. Byla prodávána děrovací zařízení, která převáděla disky pouze pro čtení na zapisovatelné a umožňovala zápis na nepoužívanou stranu jednostranných disků; takto upravené disky se staly známými jako flippy disky .

Další pár LED/foto-tranzistor umístěný blízko středu disku detekuje indexový otvor jednou za otáčku v magnetickém disku; používá se k detekci úhlového začátku každé stopy a zda se disk otáčí správnou rychlostí. Dřívější 8palcové a 5¼palcové disky měly fyzické otvory pro každý sektor a nazývaly se pevné sektorové disky. Pozdější disky s měkkým sektorem mají pouze jeden indexový otvor a pozice sektoru je určena diskovým řadičem nebo nízkoúrovňovým softwarem ze vzorů označujících začátek sektoru . Obecně se ke čtení a zápisu obou typů disků používají stejné jednotky, liší se pouze disky a řadiče. Některé operační systémy používající měkké sektory, jako je Apple DOS , nepoužívají indexovou díru a disky určené pro takové systémy často postrádají odpovídající senzor; šlo především o opatření k úspoře nákladů na hardware.

3½palcový disk

Zadní strana 3½palcové diskety v průhledném pouzdře, zobrazující její vnitřní části

Jádro 3½palcového disku je stejné jako u ostatních dvou disků, ale na přední straně je pouze štítek a malý otvor pro čtení a zápis dat, chráněný závěrkou – odpružený kovový nebo plastový kryt, zasunutý do straně na vstupu do jednotky. Spíše než s dírou ve středu má kovový náboj, který se spojuje s vřetenem pohonu. Typické 3½palcové magnetické povlakové materiály na disky jsou:

Dva otvory vlevo a vpravo dole označují, zda je disk chráněn proti zápisu a zda má vysokou hustotu; tyto otvory jsou od sebe vzdáleny tak daleko jako otvory v děrovaném papíru formátu A4 , což umožňuje zaklapnutí disket s vysokou hustotou chráněných proti zápisu do standardních kroužkových vazačů . Rozměry pláště disku nejsou zcela čtvercové: jeho šířka je o něco menší než jeho hloubka, takže není možné zasunout disk do štěrbiny mechaniky bokem (tj. otočený o 90 stupňů od správné orientace závěrky). Diagonální zářez vpravo nahoře zajišťuje, že je disk vložen do jednotky ve správné orientaci – nikoli obráceně nebo štítkem napřed – a šipka vlevo nahoře ukazuje směr vkládání. Mechanika má obvykle tlačítko, které po stisknutí vysune disk různou silou, což je nesrovnalost způsobená vysouvací silou, kterou zajišťuje pružina závěrky. Na počítačích IBM PC kompatibilních , Commodores, Apple II/III a dalších počítačích jiných než Apple-Macintosh se standardními disketovými jednotkami lze disk kdykoli vysunout ručně. Jednotka má přepínač pro výměnu disku, který detekuje vysunutí nebo vložení disku. Selhání tohoto mechanického přepínače je běžným zdrojem poškození disku, pokud je disk vyměněn a jednotka (a tedy operační systém) si toho nevšimne.

Jedním z hlavních problémů použitelnosti diskety je její zranitelnost; i uvnitř uzavřeného plastového krytu je diskové médium vysoce citlivé na prach, kondenzaci a teplotní extrémy. Stejně jako všechny magnetické úložiště je citlivé na magnetická pole. Prázdné disky byly distribuovány s rozsáhlou sadou varování, která uživatele varují, aby je nevystavoval nebezpečným podmínkám. Hrubé zacházení nebo vyjmutí disku z jednotky, zatímco se magnetické médium stále točí, pravděpodobně způsobí poškození disku, hlavy jednotky nebo uložených dat. Na druhou stranu, 3½palcová disketa byla chválena za svou mechanickou použitelnost odborníkem na interakci mezi člověkem a počítačem Donaldem Normanem :

Jednoduchým příkladem dobrého designu je 3½palcová magnetická disketa pro počítače, malý kruh z poddajného magnetického materiálu zapouzdřený v tvrdém plastu. Dřívější typy disket neměly toto plastové pouzdro, které chrání magnetický materiál před zneužitím a poškozením. Posuvný kovový kryt chrání jemný magnetický povrch, když se disketa nepoužívá, a automaticky se otevře, když je disketa vložena do počítače. Disketa má čtvercový tvar: zdá se, že existuje osm možných způsobů, jak ji vložit do stroje, z nichž pouze jeden je správný. Co se stane, když to udělám špatně? Zkouším vložit disk ze strany. Ach, na to návrhář myslel. Malá studie ukazuje, že pouzdro skutečně není čtvercové: je obdélníkové, takže nemůžete vložit delší stranu. Zkouším pozpátku. Disketa jde jen v části cesty. Malé výstupky, prohlubně a výřezy zabraňují vložení diskety obráceně nebo obráceně: z osmi způsobů, jak se můžete pokusit vložit disketu, je pouze jeden správný a pouze jeden bude pasovat. Vynikající design.

Vřetenový motor z 3½palcové jednotky
Hlava pro čtení a zápis z 3½palcové jednotky

Úkon

Jak je na disketě aplikována čtecí a zapisovací hlava
Vizualizace magnetických informací na disketě (obrázek zaznamenaný pomocí CMOS-MagView)

Vřetenový motor v jednotce otáčí magnetickým médiem určitou rychlostí, zatímco mechanismus ovládaný krokovým motorem posouvá magnetické čtecí/zapisovací hlavy radiálně podél povrchu disku. Operace čtení i zápisu vyžadují, aby se médium otáčelo a hlava se dotýkala diskového média, což je akce původně prováděná solenoidem pro zavádění disku. Pozdější pohony držely hlavy mimo kontakt, dokud se neotočila páka předního panelu (5¼ palce) nebo nebylo dokončeno vložení disku (3½ palce). Pro zápis dat je proud posílán přes cívku v hlavě, když se médium otáčí. Magnetické pole hlavy vyrovnává magnetizaci částic přímo pod hlavou na médiu. Když se proud obrátí, magnetizace se vyrovná v opačném směru a zakóduje jeden bit dat. Pro čtení dat indukuje magnetizace částic v médiu nepatrné napětí v hlavové cívce, když procházejí pod ní. Tento malý signál je zesílen a odeslán do řadiče diskety , který převádí proudy pulzů z média na data, kontroluje je na chyby a posílá je do hostitelského počítačového systému.

Formátování

Prázdná neformátovaná disketa má povlak z magnetického oxidu bez magnetického uspořádání částic. Během formátování jsou magnetizace částic zarovnány a tvoří stopy, z nichž každá je rozdělena do sektorů , což umožňuje řadiči správně číst a zapisovat data. Stopy jsou soustředné kruhy kolem středu s mezerami mezi stopami, kde nejsou zapsána žádná data; mezi sektory a na konci stopy jsou vytvořeny mezery s vyplňovacími bajty, které umožňují mírné změny rychlosti diskové jednotky a umožňují lepší interoperabilitu s diskovými jednotkami připojenými k jiným podobným systémům.

Každý sektor dat má hlavičku, která identifikuje umístění sektoru na disku. Do hlaviček sektorů a na konec uživatelských dat je zapsána kontrola cyklické redundance (CRC), aby řadič disku mohl detekovat potenciální chyby.

Některé chyby jsou měkké a lze je vyřešit automatickým opakováním operace čtení; ostatní chyby jsou trvalé a řadič disku bude signalizovat selhání operačního systému, pokud se vícenásobné pokusy o načtení dat stále nezdaří.

Vložení a vysunutí

Po vložení disku se západka nebo páčka v přední části jednotky ručně spustí, aby se disk náhodně nevynořil, zapojte upínací náboj vřetena a u oboustranných jednotek zapojte druhou čtecí/zapisovací hlavu s médiem. .

U některých 5¼-palcových jednotek vložení disku stlačí a uzamkne vyhazovací pružinu, která částečně vysune disk po otevření západky nebo páky. To umožňuje menší konkávní oblast pro palec a prsty k uchopení disku během vyjímání.

Novější 5¼palcové mechaniky a všechny 3½palcové mechaniky automaticky zapojují vřeteno a hlavy při vložení disku, opak se stisknutím vysunovacího tlačítka.

Na počítačích Apple Macintosh s vestavěnými 3½palcovými diskovými jednotkami je tlačítko pro vysunutí nahrazeno softwarem ovládajícím motor vysunutí, který tak činí pouze tehdy, když operační systém již nepotřebuje přístup k jednotce. Uživatel mohl přetáhnout obraz disketové jednotky do koše na ploše a vysunout disk. V případě výpadku napájení nebo poruchy mechaniky lze zavedený disk vyjmout ručně vložením narovnané kancelářské sponky do malého otvoru na předním panelu mechaniky, stejně jako v případě CD-ROM mechaniky v podobné situaci. Sharp X68000 měl 5¼palcové disky s měkkým vysunutím. Některé stroje IBM PS/2 pozdní generace měly také 3½palcové diskové jednotky s měkkým vysunutím, pro které některé záležitosti DOSu (tj . PC DOS 5.02 a vyšší) nabízely příkaz EJECT .

Hledání stopy nula

Než bude možné získat přístup k disku, musí jednotka synchronizovat polohu hlavy se stopami disku. U některých měničů je toho dosaženo pomocí Track Zero Sensor, zatímco u jiných to znamená, že hlava měniče narazí na nepohyblivý referenční povrch.

V obou případech se hlava posune tak, že se blíží nulové poloze disku. Když pohon se snímačem dosáhne nulové stopy, hlava se okamžitě zastaví a je správně vyrovnána. U pohonu bez snímače se mechanismus pokouší posunout hlavu o maximální možný počet pozic potřebných k dosažení nulové dráhy, přičemž ví, že jakmile je tento pohyb dokončen, bude hlava umístěna nad nulovou dráhou.

Některé mechanismy pohonu, jako je 5¼palcový disk Apple II bez snímače nulové stopy, produkují charakteristické mechanické zvuky, když se snaží posunout hlavy za referenční povrch. Tento fyzický úder je zodpovědný za cvakání 5¼palcového disku během spouštění Apple II a hlasité chrastění jeho DOS a ProDOS, když došlo k chybě disku a došlo k pokusu o synchronizaci nulové stopy.

Hledání sektorů

Všechny 8palcové a některé 5¼palcové disky používaly k lokalizaci sektorů mechanickou metodu, známou buď jako tvrdé sektory nebo měkké sektory , a slouží k malému otvoru v plášti na straně vřetenového otvoru. Senzor světelného paprsku detekuje, když je otvorem v plášti viditelný proražený otvor v disku.

U disku s měkkým sektorem existuje pouze jeden otvor, který se používá k umístění prvního sektoru každé stopy. K nalezení dalších sektorů za ním se pak používá časování hodin, což vyžaduje přesnou regulaci otáček hnacího motoru.

U disku s pevným sektorem je mnoho děr, jedna pro každý řádek sektoru, plus další díra v poloze půlsektoru, která se používá k označení sektoru nula.

Počítačový systém Apple II je pozoruhodný tím, že neměl senzor indexové díry a ignoroval přítomnost tvrdého nebo měkkého sektorování. Místo toho používal speciální opakující se vzory synchronizace dat zapsané na disk mezi jednotlivými sektory, aby pomohl počítači najít a synchronizovat data v každé stopě.

Pozdější 3½-palcové disky z poloviny 80. let nepoužívaly sektorové indexové díry, ale místo toho také používaly synchronizační vzory.

Většina 3½palcových pohonů používala motor s konstantní rychlostí a obsahovala stejný počet sektorů ve všech stopách. To je někdy označováno jako konstantní úhlová rychlost (CAV). Aby se na disk vešlo více dat, některé 3½palcové disky (zejména Macintosh External 400K a 800K disky ) místo toho používají konstantní lineární rychlost (CLV), která používá motor s proměnnou rychlostí, který se otáčí pomaleji, když se hlava vzdaluje. od středu disku při zachování stejné rychlosti hlavy (hlav) vzhledem k povrchu (povrchům) disku. To umožňuje zapsat více sektorů do delší střední a vnější stopy, jak se délka stopy zvyšuje.

Velikosti

Zatímco původní 8palcový disk IBM byl ve skutečnosti takto definován, ostatní velikosti jsou definovány v metrickém systému, jejich obvyklé názvy jsou jen přibližné.

Různé velikosti disket jsou mechanicky nekompatibilní a na disky se vejde pouze jedna velikost mechaniky. Hnací sestavy s oběma 3+12 palce a 5+1⁄4 - palcové sloty byly k dispozici během přechodného období mezi velikostmi, ale obsahovaly dva samostatné hnací mechanismy. Navíc mezi nimi existuje mnoho jemných, obvykle softwarově podmíněných nekompatibilit. 5+14 - palcové disky naformátované pro použití s ​​počítači Apple II by byly nečitelné a na Commodore by se s nimi zacházelo jako s neformátovanými. Kdyžse začaly formovat počítačové platformy , byly učiněny pokusy o zaměnitelnost. Například „ SuperDrive “ dodávaný z Macintosh SE do Power Macintosh G3 mohl číst, zapisovat a formátovat IBM PC format 3+12 -palcové disky, ale jen málo počítačů kompatibilních s IBM mělo jednotky, které dělaly opak. 8 palců, 5+14 palce a 3+1⁄2palcové jednotky byly vyráběny v různých velikostech, většinou tak, aby vyhovovaly standardizovaným šachtám pro jednotky . Vedle běžných velikostí disků byly i neklasické velikosti pro specializované systémy.

8palcová disketa

8palcová disketa

Diskety prvního standardu mají průměr 8 palců, chráněné pružným plastovým pláštěm. Bylo to zařízení pouze pro čtení používané IBM jako způsob načítání mikrokódu. Diskety pro čtení/zápis a jejich mechaniky se staly dostupnými v roce 1972, ale zavedení systému 3740 pro zadávání dat od IBM v roce 1973 zahájilo zavedení disket, nazvaných IBM Diskette 1 , jako průmyslového standardu pro výměnu informací. Naformátovaná disketa pro tento systém má kapacitu 242 944 bajtů. První mikropočítače používané pro strojírenství, obchod nebo zpracování textu často používaly jednu nebo více 8palcových diskových jednotek pro vyměnitelné úložiště; operační systém CP/M byl vyvinut pro mikropočítače s 8palcovými mechanikami.

Rodina 8palcových disků a jednotek se postupem času rozrůstala a novější verze mohly uložit až 1,2 MB; mnoho mikropočítačových aplikací nepotřebovalo tolik kapacity na jednom disku, takže bylo možné použít menší disk s levnějšími médii a jednotkami. 5 _+1⁄4palcový disk nahradil 8palcovou velikost v mnoha aplikacích a vyvinul se na přibližně stejnou úložnou kapacitu jako původní 8palcová velikost s použitím médií s vyšší hustotou a záznamových technik.

5+14 palcová disketa

5¼-palcové diskety, přední a zadní
Odkryté 5+1⁄ 4 - palcový diskový mechanismus s vloženým diskem.

Mezera hlavy 80 stop s vysokou hustotou (1,2 MB ve formátu MFM ) 5+1⁄ 4 - palcová jednotka (také znám jako Mini disketa , Mini disk nebo Minifloppy ) je menší než u 40stopé jednotky s dvojitou hustotou (360 KB, pokud je oboustranná), ale může také formátovat, číst a zapisovat 40stopé disky. za předpokladu, že ovladač podporuje dvojité krokování nebo má k tomu přepínač. 5+1⁄4palcové 80stopé pohony se také nazývaly hyperpohony . Prázdný 40stopý disk naformátovaný a zapsaný na 80stopé jednotce lze bez problémů přenést na její nativní jednotku a disk naformátovaný na 40stopé jednotce lze použít na 80stopé jednotce. Disky zapsané na 40stopé jednotce a poté aktualizované na 80stopé jednotce se stanou nečitelnými na jakékoli 40stopé jednotce kvůli nekompatibilitě šířky stopy.

Jednostranné disky byly potaženy na obou stranách, navzdory dostupnosti dražších oboustranných disků. Důvodem vyšší ceny bylo obvykle to, že oboustranné disky byly certifikovány jako bezchybné na obou stranách média. Oboustranné disky mohly být použity v některých jednotkách pro jednostranné disky, pokud nebyl potřeba indexový signál. Toto bylo děláno jednu stranu po druhé, tím, že je převracel ( flippy disky ); později byly vyrobeny dražší dvouhlavové pohony, které dokázaly číst obě strany bez převrácení, a nakonec se začaly používat univerzálně.

3+12 palcová disketa

Vnitřní části 3+12 palcová disketa.
  1. Díra, která označuje vysokokapacitní disk.
  2. Náboj, který je v záběru s hnacím motorem.
  3. Clona, ​​která chrání povrch při vyjmutí z mechaniky.
  4. Plastové pouzdro.
  5. Polyesterová fólie snižující tření o diskové médium, když se otáčí uvnitř krytu.
  6. Magneticky potažený plastový disk.
  7. Schematické znázornění jednoho sektoru dat na disku; stopy a sektory nejsou na skutečných discích viditelné.
  8. Jazýček ochrany proti zápisu (neoznačený) vlevo nahoře.
A 3+12 palcová disketová jednotka

Na počátku 80. let mnoho výrobců představilo menší disketové mechaniky a média v různých formátech. Konsorcium 21 společností se nakonec dohodlo na 3+1⁄2palcový design známý jako Micro diskette , Micro disk nebo Micro floppy , podobný designu Sony ,ale vylepšený tak, aby podporoval jednostranná i oboustranná média, s kapacitou formátování obecně 360 kB a 720 kB. Jednostranné jednotky byly dodány v roce 1983 a oboustranné v roce 1984. Oboustranná disková jednotka s vysokou hustotou 1,44 MB (ve skutečnosti 1440 kiB = 1,41 MiB), která se stala nejoblíbenější, byla poprvé dodána v roce 1986. Počítače Macintosh používaly jednostranně 3+12 - palcové diskety, ale s naformátovanou kapacitou 400 kB. Ty byly následovány v roce 1986 oboustrannými 800 KB disketami. Vyšší kapacity bylo dosaženo při stejné hustotě záznamu změnou rychlosti otáčení disku s polohou hlavy tak, že lineární rychlost disku byla blíže konstantní. Později mohly Macy také číst a zapisovat 1,44 MB HD disky ve formátu PC s pevnou rychlostí otáčení. Vyšších kapacit obdobně dosáhly Acorn's RISC OS (800 KB pro DD, 1 600 KB pro HD) a AmigaOS (880 KB pro DD, 1 760 KB pro HD).

Všechny 3+12 - palcové disky mají v jednom rohu obdélníkový otvor, který, pokud je zakrytý, umožňuje zápis na disk. Posuvný aretovaný kus lze posouvat, aby zablokoval nebo odhalil část obdélníkového otvoru, která je snímána pohonem. Disky HD 1,44 MB mají v opačném rohu druhý nezakrytý otvor, který je identifikuje jako disky s touto kapacitou.

V počítačích kompatibilních s IBM jsou tři hustoty 3+12 -palcové diskety jsou zpětně kompatibilní; jednotky s vyšší hustotou mohou číst, zapisovat a formátovat média s nižší hustotou. Disk je také možné naformátovat na nižší hustotu, než pro kterou byl určen, ale pouze pokud je disk nejprve důkladně odmagnetizován hromadnou gumou, protože formát s vysokou hustotou je magneticky pevnější a znemožní fungování disku v režimech s nižší hustotou.

Zápis v různých hustotách, než pro které byly disky určeny, někdy změnou nebo vrtáním otvorů, byl možný, ale výrobci to nepodporovali. Otvor na jedné straně 3+1⁄2palcový disk lze upravit tak, aby některé diskové jednotky a operační systémy považovaly disk za disk s vyšší nebo nižší hustotou, a to z obousměrné kompatibility nebo z ekonomických důvodů. Některé počítače, jako například PS/2 a Acorn Archimedes , tyto díry zcela ignorovaly.

Jiné velikosti

Byly navrženy další menší velikosti disket, zejména pro přenosná nebo kapesní zařízení, která potřebovala menší úložné zařízení.

  • 3¼-palcové diskety , jinak podobné 5¼-palcovým disketám, byly navrženy Taborem a Dysanem .
  • Třípalcové disky podobné v konstrukci jako 3½-palcové byly vyráběny a používány po určitou dobu, zejména počítači Amstrad a textovými procesory.
  • Dvoupalcová jmenovitá velikost známá jako Video Floppy byla představena společností Sony pro použití se svou kamerou Mavica.
  • V přenosném počítači Zenith Minisport byla použita nekompatibilní dvoupalcová disketa vyrobená společností Fujifilm s názvem LT-1 .

Žádná z těchto velikostí nedosáhla velkého úspěchu na trhu.

Velikosti, výkon a kapacita

Velikost diskety se často uvádí v palcích, a to i v zemích používajících metriku a ačkoli je velikost definována v metrice. Specifikace ANSI 3+12 -palcové disky mají v části název „90 mm (3,5 palce)“, ačkoli 90 mm se blíží 3,54 palcům. Formátované kapacity se obecně nastavují v kilobajtech a megabajtech .

Historická sekvence formátů disket
Formát disku Rok představen Formátovaná kapacita úložiště Kapacita na trhu
8palcový: IBM 23FD (pouze pro čtení) 1971 81,664 kB nejsou komerčně uváděny na trh
8palcový: Memorex 650 1972 175 kB Celá skladba 1,5 megabitu
8 palců: SS SD

IBM 33FD / Shugart 901

1973 242,844 kB 3,1 megabit bez formátování
8palcový: DS SD

IBM 43FD / Shugart 850

1976 568,320 kB 6,2 megabitu bez formátování
5+14 palce (35 stop) Shugart SA 400 1976 87,5 kB 110 kB
8palcový DS DD

IBM 53FD / Shugart 850

1977 962–1 184 kB v závislosti na velikosti sektoru 1,2 MB
5+14 palce DD 1978 360 nebo 800 kB 360 kB
5+1⁄4palcový Apple Disk II ( před DOS 3.3) 1978 113,75 KB (256 bajtových sektorů, 13 sektorů/stopa, 35 stop) 113 kB
5+1⁄4palcový Atari DOS 2.0S 1979 90 kB (128 bajtových sektorů, 18 sektorů/stopa, 40 stop) 90 kB
5+1⁄4palcový Commodore DOS 1.0 ( SSDD ) 1979 172,5 kB 170 kB
5+1⁄4palcový Commodore DOS 2.1 ( SSDD ) 1980 170,75 kB 170 kB
5+1⁄4palcový Apple Disk II ( DOS 3.3) 1980 140 KB (256 bajtových sektorů, 16 sektorů/stopa, 35 stop) 140 kB
5+1⁄4palcový Apple Disk II ( Roland Gustafsson RWTS18 ) 1988 157,5 KB (768 bajtových sektorů, 6 sektorů/stopa, 35 stop) Vydavatelé her soukromě sjednali vlastní DOS třetí strany.
5+1⁄4palcový Victor 9000 / ACT Sirius 1 (SSDD) 1982 612 KB (512 bajtových sektorů, 11-19 proměnných sektorů/stopa, 80 stop) 600 kB
5+1⁄ 4palcový Victor 9000 / ACT Sirius 1 (DSDD) 1982 1196 KB (512 bajtových sektorů, 11-19 proměnných sektorů/stopa, 80 stop) 1200 kB
3+1⁄2palcový HP SS _ 1982 280 kB (256 bajtových sektorů, 16 sektorů/stopa, 70 stop) 264 kB
5+1⁄4palcový Atari DOS 3 1983 127 KB (128 bajtových sektorů, 26 sektorů/stopa, 40 stop) 130 kB
3 palce 1982 ? 125 kB (SS/SD),

500 kB (DS/DD)

3+12 - palcový SS DD (při vydání) 1983 360 kB (400 kB na počítačích Macintosh) 500 kB
3+12 - palcový DS DD 1983 720 KB (800 KB na Macintosh a RISC OS, 880 KB na Amize) 1 MB
5+14 palce QD 1980 720 kB 720 kB
5+1⁄4palcový RX50 ( SSQD ) cca 1982 400 kB
5+1⁄4 " HD _ 1982 1 200 kB 1,2 MB
3palcový Mitsumi Quick Disk 1985 128 až 256 kB ?
3palcový Famicom Disk System (odvozený z Quick Disk) 1986 112 kB 128 kB
2-palcový 1989 720 kB ?
2+12 -palcový Sharp CE-1600F, CE-140F (šasi: FDU-250, střední: CE-1650F) 1986 otočná disketa s 62 464 bajty na stranu (512 bajtových sektorů, 8 sektorů/stopa, 16 stop, GCR (4/5) záznam) 2× 64 kB (128 kB)
5+14 palce kolmo 1986 100 kB na palec ?
3+1⁄2 " HD _ 1986 1 440 KB (1 760 KB na Amize) 1,44 MB (2,0 MB neformátované)
3+1⁄2 " HD _ 1987 1 600 kB na RISC OS 1,6 MB
3+1/2 palce ED _ 1987 2 880 kB (3 200 kB na Sinclair QL) 2,88 MB
3+1⁄2palcový Floptical ( LS) _ 1991 20 385 kB 21 MB
3+1⁄2palcový SuperDisk ( LS- 120 ) 1996 120,375 MB 120 MB
3+1⁄2palcový SuperDisk ( LS - 240) 1997 240,75 MB 240 MB
3+1⁄2palcový HiFD _ _ _ 1998/99 ? 150/200 MB
Zkratky: SD = Single Density; DD = Dvojitá hustota; QD = Quad Density; HD = vysoká hustota; ED = extra vysoká hustota; LS = Laserové servo; HiFD = Vysokokapacitní disketa; SS = jednostranný; DS = oboustranný
Formátovaná kapacita úložiště je celková velikost všech sektorů na disku:
  • Pro 8palcové disky viz Seznam formátů disket#IBM 8palcové formáty . V tomto počtu jsou zahrnuty náhradní, skryté a jinak vyhrazené sektory.
  • Za 5+1⁄4 - a 3 _+Uvedené kapacity 12 palce jsou z prohlášení dodavatele subsystému nebo systému.

Prodávaná kapacita je kapacita, obvykle neformátovaná, původním dodavatelem médií OEM nebo v případě médií IBM prvním OEM poté. Jiné formáty mohou získat větší či menší kapacitu ze stejných jednotek a disků.

Krabice cca 80 disket spolu s jednou USB pamětí. Stick je schopen pojmout více než 130krát více dat než celá krabice disků dohromady.

Data jsou obecně zapisována na diskety v sektorech (úhlové bloky) a stopách (soustředné prstence s konstantním poloměrem). Například HD formát 3½palcových disket používá 512 bajtů na sektor, 18 sektorů na stopu, 80 stop na stranu a dvě strany, celkem tedy 1 474 560 bajtů na disk. Některé diskové řadiče mohou tyto parametry na žádost uživatele změnit, čímž se zvětší úložiště na disku, i když nemusí být možné je číst na počítačích s jinými řadiči. Například aplikace Microsoftu byly často distribuovány na 3+1⁄ 2 - palcové 1,68 MB DMF disky naformátované s 21 sektory namísto 18; mohly být stále rozpoznány standardním ovladačem. Na IBM PC , MSX a většině ostatních mikropočítačových platforem byly disky zapsány pomocí formátu konstantní úhlové rychlosti (CAV), přičemž disk se otáčí konstantní rychlostí a sektory drží stejné množství informací na každé stopě bez ohledu na radiální umístění.

Protože sektory mají konstantní úhlovou velikost, 512 bajtů v každém sektoru je komprimováno více blízko středu disku. Prostorově efektivnější technikou by bylo zvýšit počet sektorů na stopu směrem k vnějšímu okraji disku, například z 18 na 30, čímž by se udrželo téměř konstantní množství fyzického místa na disku použitého pro uložení každého sektoru; příkladem je zónový bitový záznam . Apple to implementoval v raných počítačích Macintosh tak, že se disk otáčel pomaleji, když byla hlava na okraji, při zachování rychlosti přenosu dat, což umožnilo 400 KB úložiště na stranu a dalších 80 KB na oboustranném disku. Tato vyšší kapacita přišla s nevýhodou: formát využíval jedinečný mechanismus pohonu a řídicí obvody, což znamenalo, že disky Mac nebylo možné číst na jiných počítačích. Apple se nakonec vrátil ke konstantní úhlové rychlosti na HD disketách se svými pozdějšími stroji, stále jedinečnými pro Apple, protože podporovaly starší formáty s proměnnou rychlostí.

Formátování disku se obvykle provádí obslužným programem dodaným výrobcem operačního systému počítače ; obecně nastavuje systém adresářů pro ukládání souborů na disku a inicializuje jeho sektory a stopy. Oblasti disku nepoužitelné pro ukládání kvůli chybám lze uzamknout (označit jako „vadné sektory“), aby se je operační systém nepokusil použít. To bylo časově náročné, takže mnoho prostředí mělo rychlé formátování, které vynechalo proces kontroly chyb. Když se často používaly diskety, prodávaly se disky předem naformátované pro populární počítače. Neformátovaná kapacita diskety nezahrnuje záhlaví sektorů a stop naformátovaného disku; rozdíl v úložišti mezi nimi závisí na aplikaci disku. Výrobci disketové jednotky a médií uvádějí neformátovanou kapacitu (například 2 MB pro standardní 3+1⁄2palcová HD disketa ) . Předpokládá se, že toto by nemělo být překročeno, protože to s největší pravděpodobností povede k problémům s výkonem. Byl představen DMF , který umožňuje 1,68 MB, aby se vešlo na jinak standardní 3+12 palcový disk; poté se objevily nástroje umožňující formátování disků jako takových.

Směsi desítkových předpon a velikostí binárních sektorů vyžadují pečlivý výpočet celkové kapacity. Zatímco polovodičová paměť přirozeně upřednostňuje mocniny dvou (velikost se zdvojnásobí pokaždé, když je do integrovaného obvodu přidán adresní kolík), kapacita diskové jednotky je součinem velikosti sektoru, sektorů na stopu, stop na straně a stran (což v pevném diskových jednotek s více plotnami může být větší než 2). Přestože byly v minulosti známy i jiné velikosti sektorů, formátované velikosti sektorů jsou nyní téměř vždy nastaveny na mocniny dvou (256 bajtů, 512 bajtů atd.) a v některých případech se kapacita disku počítá jako násobky velikosti sektoru. spíše než pouze v bajtech, což vede ke kombinaci desítkových násobků sektorů a velikostí binárních sektorů. Například 1,44 MB 3+12 - palcové HD disky mají předponu "M" specifickou pro jejich kontext, pocházející z jejich kapacity 2 880 512bajtových sektorů (1 440 kiB), což není v souladu ani s desetinným megabajtem , ani s binárním mebibajtem (MiB). Tyto disky tedy mají kapacitu 1,47 MB ​​nebo 1,41 MiB. Použitelná datová kapacita je funkcí použitého formátu disku, který je zase určen řadičem FDD a jeho nastavením. Rozdíly mezi těmito formáty mohou mít za následek kapacity v rozmezí přibližně 1300 až 1760 kiB (1,80 MB) na standardní 3+1⁄2palcová disketa s vysokou hustotou (a až téměř 2 MB s nástroji jako 2M / 2MGUI ). Techniky s nejvyšší kapacitou vyžadují mnohem těsnější přizpůsobení geometrie hlavy pohonu mezi pohony, což není vždy možné a nespolehlivé. Například jednotka LS-240 podporuje kapacitu 32 MB na standardu 3+12 - palcové HD disky, ale toto je technika jednorázového zápisu a vyžaduje vlastní jednotku.

Hrubá maximální přenosová rychlost 3+1⁄2palcové disketové jednotky ED (2,88 MB) je nominálně 1 000  kilobitů / s , neboli přibližně 83 % rychlosti jednorychlostního CD-ROM (71 % zvukového CD). To představuje rychlost bitů nezpracovaných dat pohybujících se pod čtecí hlavou; efektivní rychlost je však poněkud nižší kvůli prostoru použitému pro záhlaví, mezery a další formátová pole a může být ještě dále snížena zpožděním při hledání mezi stopami.

Viz také

Poznámky

Reference

Další čtení

  • Weyhrich, Steven (2005). "Disk II" : Podrobná esej popisující jednu z prvních komerčních disketových jednotek (z webových stránek historie Apple II).
  • Immers, Richard; Neufeld, Gerald G. (1984). Uvnitř Commodore DOS: Kompletní průvodce diskovým operačním systémem 1541 . Vydavatelská společnost Datamost & Reston (Prentice-Hall). ISBN  0-8359-3091-2 .
  • Englisch, Lothar; Szczepanowski, Norbert (1984). Anatomie diskové jednotky 1541 . Grand Rapids, Michigan, USA, Abacus Software (přeloženo z původního německého vydání z roku 1983, Düsseldorf, Data Becker GmbH). ISBN  0-916439-01-1 .
  • Hewlett Packard: 9121D/S Disc Memory Operační manuál; vytištěno 1. září 1982; číslo dílu 09121-90000 .

externí odkazy