フロッピーディスク：それが何であるか、機能| ITIGIC

その場所の最もベテランは、プログラムをロードするか、情報を保存するためにフロッピーディスクを使用したことを覚えているでしょう。その読み取りおよび書き込みヘッドの古典的なノイズも思い浮かびます。何よりも懐かしさから、このストレージフォーマットを覚えておくことにしました。

フロッピーディスク（英語ではフロッピーディスクまたはフロッピーディスクとも呼ばれます）は、CD-ROMが到着する前にPCプログラムが配布された記憶媒体であったため、現在は完全に古い形式であるため使用されていませんが、私たちはそれを考えましたそれがどのように機能するかを説明するのは良い考えです。

すべての前にカセットがありました

プログラムが配布された最初の形式は、音楽が販売されたのと同じカセットでしたが、これらには問題がありました。ロールテープであるため、そのコンテンツにランダムアクセスすることはできませんでした。そのため、テープのすべてのコンテンツを取得して、にダンプしました。 RAM テープ全体を調べ、そのすべてのコンテンツをコピーすることで構成されたプロセスのメモリ。

これには非常に大きな問題が伴いました。MOS8などの最初の6502ビットCPUは、モトローラ 6800、ZilogZ80またはインテル 8080は16ビットのメモリ、つまり64 kBをアドレス指定できますが、これは今日ではごくわずかです。当時、RAMは非常に高価でしたが、テープドライブでランダムアクセスを実行することができなかったため、プログラムを実行する唯一の方法でした。

そのため、フロッピーディスクのすべての内容をコンピュータのRAMメモリにロードせずにデータにランダムアクセスできるフォーマットがすぐに必要になり、必要な要素だけがメモリにロードされました。答えはフロッピーディスクにありましたが、その起源は最初の家庭用コンピュータが誕生するずっと前にさかのぼります。

フロッピーの起源

フロッピーディスクの起源は、370年に発売されたIBMメインフレームのファミリーであるIBM System / 1970にあり、彼らが解決したかった課題の1967つは、高速で安価な形式のプログラムの導入でした。。このタスクの実行を担当したエンジニアは、8年に最初のフロッピーディスクドライブとXNUMXインチの最初のフロッピーディスクになるものに取り組み始めたAlanShugartでした。

1972年およびIBMの外部で、ShugartはMemorex 650を作成しました。これは、System / 370で使用されているサイズよりもはるかに小さく、あらゆるタイプのコンピューターに接続できるため、このユニットのフロッピーディスクは最大175を格納できます。 kBのデータ。しかし、それはパソコン用の最初のフロッピードライブでもありませんでした。

1976年にAltair8800が登場し、電子機器愛好家がShugart Associatesでパーソナルコンピュータを作成できるようにするS-100規格が作成されたため、創設者なしで8インチユニットを作成することにしましたが、彼らはそれを確信していました。 8インチのユニットは大きすぎたため、容量が5.25 KB、価格が110ドルの390インチの縮小版を発明することになりました。

このユニットはSA-400と呼ばれ、S-100システムのユーザーの間で人気があったため、日本のメーカーである松下に製造を依頼する必要がありました。それらは、パーソナルコンピュータの新しい世界だけでなく、メインフレームやミニコンピュータにも採用されました。そのため、コンピューティングの世界で標準が生まれました。

フロッピーディスクが家に届く

商用フロッピードライブを成功させた最初の大衆コンピュータは Apple II。私はこのストレージユニットを標準で持っていませんが、元々のコンセプトではコンピュータがテープドライブを使用していたため、ユーザーはユニットを別途購入する必要がありましたが、すぐに制限要因であることが明らかになりました。

コンピュータ用に独自のフロッピードライブを開発したのはAppleだけではありませんでした。コモドールは、PETでも同じことを行いましたが、フロッピードライブは複雑で高価であり、非常に低速になるメカニズムを備えていました。いずれにせよ、コントローラーのハードウェアだけがコンピューターのハードウェアと同じくらい複雑になる可能性があり、場合によっては注意しないと同じくらい高価になる可能性があるため、知識なしでそのようなユニットを構築することは容易ではありませんでした。

Apple IIディスクの場合、コントローラーカードの設計は、コンピューターハードウェアを既に設計し、回路数の少ない設計の作成を専門とするSteve Wozniakによって行われました。これにより、Shugartの設計をコピーする代わりに独自の設計を行うことができました。また、SA-113が5.25 kBを保存しているのに対し、400フロッピーあたり90kBを保存できるファイルシステムを使用しています。

Apple Disk IIはAppleを完全に変革し、他の方法では不可能だったソフトウェアを可能にしました。 S-100システムがフロッピードライブを使用していたので、フロッピードライブを持っていたのは彼らだけではありませんでしたが、クパチーノでは、IBMに取って代わることを目的として組織された会社でした。ビッグブルーの答えは？最初の家庭用PC、SA-5150やApple DiskIIのような5.25インチフロッピードライブが付属した400。

XNUMXインチフロッピーディスク

しかし、最も人気のあるフロッピーディスクのフォーマットは3.5インチのものでした。これは1980年にソニーによって発明され、時間の経過とともに人気を博し、シャツのポケットにフロッピーディスクを入れることができる前任者のサイズよりも最大の改良点でした。さらに、コンピューターのディスクドライブのサイズと複雑さを軽減し、簡単に統合できるようにしました。

このフォーマットは、最初は360 kBの情報を格納できましたが、容量が大幅に増加し、後で倍密度フォーマットを使用して720 kBに進化し、フロッピーディスクあたり1440kBの情報で再び複製されます。各世代のフォームファクターは維持されましたが、フロッピードライブは新しいデータエンコーディング形式と互換性がなかったため、より大容量のフロッピーを使用するには、ドライブを変更する必要がありました。

それは最後の素晴らしい標準でしたが、数年後にそれを置き換える他の試みが現れましたが、CD-ROMはその使用を置き換えることになりました。大量のフロッピーディスクが必要になったため、必要になったときはさらに多くなります。

これはフロッピーディスクが内部でどのように見えるかです

フロッピーディスクにはさまざまなサイズがありますが、最も人気があるのは間違いなく3.5インチで、PCだけでなく、Apple Macintosh、Commodore Amiga、Atari ST、日本のMSX標準でも一般的なストレージ形式になりました。と他の多く。そのため、参考にしています。

最初の重要な部分はヘッドです。フロッピーディスクをドライブに挿入すると、フロッピーディスクが横に移動します。これにより、読み取りおよび書き込みヘッドにアクセスできるため、データにアクセスしたり、データを変更したりできます。

XNUMX番目のピースはフロッピーディスクです。これは、ハードディスクと同じ方法でトラックに情報を格納します。各トラックは、ディスク上の同心円です。各セクターのサイズに関しては、すべてのトラックで同じではなく、アクセス速度も同じではありません。したがって、フロッピードライブの読み取りおよび書き込みヘッドによって検出されたトラックとは異なるトラックにアクセスする必要がある場合、ヘッドが配置されているため、データへのアクセス時間に遅延が発生します。

磁気ディスクの中央には、フロッピーディスクを回転させる回転モーターが固定されるサポートがあります。これは、ヘッドがフロッピーディスクのすべてのコンテンツに問題なくアクセスできるようにするための鍵です。

最後に、プラスチックのケーシングと紙のディスクがあります。最初のディスクは、電磁相互作用や太陽光の影響からデータを保護します。 XNUMXつ目は、回転中に磁気ディスクがハウジングに接触して損傷するのを防ぐ役割を果たします。

フロッピードライブのコンポーネント

サイズに関係なく、フロッピードライブまたはフロッピードライブは次のコンポーネントで構成されています。

コントローラ： これは、CPUからの要求の受信、ユニットの機械要素の制御、およびユニットから取得したデータのシステムプロセッサが理解できる信号への変換を担当するすべての回路を含むPCBです。
中央モーター：それ フロッピーディスクの中央部分にある磁気ディスクを回転させる役割を果たします。 300分あたりの回転数の速度は、各ユニットの設計によって異なりますが、通常は360分あたりXNUMX〜XNUMX回転です。
頭を書くことと書くこと： それは、コントローラーによるその後のエンコードとデジタル化のためにセクター内のデータを読み取ることを担当する責任者です。
ステッピングモーター： フロッピードライブのXNUMX番目のモーターは、ヘッドがフレキシブルディスクのさまざまなセクターを進んで、適切なトラックにできるだけ早く配置されるようにするモーターです。
メカニカルケーシング ：これは、前述のすべての要素が整然と配置されているボックスであり、システムの振動から保護するだけでなく、フロッピーディスクを挿入および排出するためのメカニズムも提供します。

フロッピーはまだ使用されていますか？

はい、奇妙なことに、フロッピーディスクはまだ使用されていますが、ホームユーザーやビジネスではなく、データを保存するためにいくつかの国が独自のバリエーションを作成するようになった州レベルで使用されています。そして、数十年前からデジタルで保存された情報は、特に特定の犯罪に有効期限がなく、フロッピーディスクに保存された情報が重要な証拠である国では、これらの形式で保存され続けています。

世界中のさまざまな行政機関が、データをより容量が大きく、耐久性があり、信頼性の高いストレージ形式にダンプしていますが、データをダンプするだけでなく、コンテンツをそのまま維持することも目的であるため、存在する作業は非常に重要です。長期的に情報を維持する上で問題のあるフォーマットであるにもかかわらず、移行はかなり前に始まったが、非常に複雑であるため、日本のような一部の国は2021年の終わりにそれを終了し、一部の国はまだ進行中です。