Самый ветеран в этой области вспомнит использование дискеты для загрузки программ или для хранения информации, на ум также придет классический шум ее головки чтения и записи. Больше всего из чистой ностальгии мы решили запомнить этот формат хранения.
Дискеты, также известные как дискеты или гибкие диски на английском языке, были носителем информации, на котором программы для ПК распространялись до появления компакт-дисков, поэтому сегодня это полностью устаревший формат и, следовательно, не используется, но мы думали, что это было бы неплохо объяснить, как это работает.
Раньше всего была кассета
Первоначально программы распространялись на тех же кассетах, на которых продавалась музыка, но с ними была проблема. Поскольку это была свернутая лента, было невозможно сделать случайный доступ к ее содержимому, поэтому было сделано все, чтобы взять все содержимое ленты, и оно было сброшено в Оперативная память память в процессе, который состоял из просмотра всей ленты и копирования всего ее содержимого.
Это повлекло за собой очень большую проблему, первые 8-битные процессоры, такие как MOS 6502, Motorola 6800, Zilog Z80 или Intel 8080 может адресовать 16 бит памяти и, следовательно, 64 КБ, сегодня это очень мало. В то время оперативная память была очень дорогой, но это был единственный способ запускать программы, поскольку невозможно было выполнить произвольный доступ с ленточного накопителя.
Следовательно, быстро стал необходим формат, который позволял бы произвольный доступ к данным без необходимости загружать все содержимое гибких дисков в оперативную память компьютера, и поэтому в память загружались только необходимые элементы. Ответ пришел с дискетами, но их происхождение восходит к задолго до появления первых домашних компьютеров.
Происхождение дискеты
Происхождение гибких дисков происходит от IBM System / 370, семейства мэйнфреймов IBM, которые были запущены в 1970 году и где одной из проблем, которые они хотели решить, было введение программ в формате, который был быстрым и дешевым. . Инженером, отвечающим за выполнение этой задачи, был Алан Шугарт, который в 1967 году начал работу над тем, что в конечном итоге стало первым дисководом для гибких дисков и первым дискетой размером 8 дюймов.
В 1972 году и за пределами IBM, Шугарт создал Memorex 650 с гораздо меньшим размером, чем тот, который используется в System / 370, и с возможностью подключения к любому типу компьютера, гибкие диски в этом устройстве могут хранить до 175 дисков. КБ данных. Однако это был не первый дисковод для гибких дисков для персонального компьютера.
В 1976 году с появлением Altair 8800 и созданием стандарта S-100, который позволил энтузиастам электроники создавать персональные компьютеры в Shugart Associates без его основателя, они решили создать 8-дюймовый блок, но были убеждены в этом. 8-дюймовый блок был слишком большим, и поэтому они в итоге изобрели уменьшенную версию 5.25 дюйма с емкостью 110 КБ и ценой в 390 долларов.
Устройство называлось SA-400, и его популярность среди пользователей систем S-100 была такова, что им пришлось попросить японского производителя Matsushita построить их. Они были приняты не только в зарождающемся мире персональных компьютеров, но также в мэйнфреймах и миникомпьютерах, поэтому в мире вычислительной техники родился стандарт.
Дискета попадает в дома
Первым массовым компьютером, имеющим успешный коммерческий дисковод для гибких дисков, был Apple II. Хотя я не ношу это устройство хранения в стандартной комплектации, пользователям приходилось покупать его отдельно, поскольку в первоначальной концепции компьютера использовались ленточные накопители, но вскоре стало ясно, что они были ограничивающим фактором.
Apple была не единственной, кто разработал собственный дисковод для гибких дисков для своего компьютера, Commodore сделал то же самое со своим ПЭТ, но его дисководы были сложными, дорогими и имели механизм, который делал их чрезвычайно медленными. В любом случае построить такое устройство без знаний было непросто, поскольку только аппаратное обеспечение контроллера могло быть таким же сложным, как у компьютера, а в некоторых случаях, если вы не были осторожны, оно могло быть столь же дорогостоящим.
В случае Apple II Disk, дизайн карты контроллера был выполнен Стивом Возняком, который уже разработал компьютерное оборудование и специализировался на создании проектов с меньшим количеством схем, благодаря чему вместо копирования дизайна Шугарта имелся собственный и с файловой системой, которая позволяла им хранить 113 КБ на дискете 5.25, в то время как SA-400 хранил 90 КБ.
Apple Disk II полностью изменил Apple, выпустив программное обеспечение, которое в противном случае было бы невозможно. Не только они имели дисковод для гибких дисков, поскольку, как мы видели, системы S-100 использовали их, но в Купертино это была компания, созданная с целью вытеснить IBM. Ответ Big Blue? Первый домашний ПК 5150 с 5.25-дюймовым дисководом, таким как SA-400 и Apple Disk II.
Три с половиной дюйма дискеты
Однако самым популярным форматом дискет был 3.5-дюймовый. Который был изобретен SONY в 1980 году и со временем стал популярным, будучи его самым большим улучшением по сравнению с предшественниками, его размер, позволяющий носить дискету в кармане рубашки. Кроме того, он уменьшил размер и сложность дисковых накопителей в компьютерах, что упростило интеграцию.
Первоначально формат мог хранить 360 КБ информации, значительный скачок в емкости, чтобы впоследствии развиться до 720 КБ с использованием формата двойной плотности и повторного дублирования с 1440 КБ информации на дискету. Форм-фактор в каждом поколении сохранялся, но дисководы гибких дисков не были совместимы с новыми форматами кодирования данных, поэтому для использования гибких дисков большей емкости необходимо было заменить дисковод.
Это был последний великий стандарт, хотя спустя годы появились и другие попытки заменить его, но CD-ROM в конечном итоге заменил его использование. Более того, когда дело дошло до того, что это было необходимо из-за огромного количества необходимых гибких дисков.
Так выглядит дискета внутри
Дискеты бывают разных размеров, но самым популярным, несомненно, является 3.5-дюймовый, который стал распространенным форматом хранения не только для ПК, но и для Apple Macintosh, Commodore Amiga, Atari ST, японского стандарта MSX. и многие другие. Вот почему мы взяли его за образец.
Первым важным элементом является головка, при вставке дискеты в дисковод она перемещается в сторону, что дает доступ к головке чтения и записи, чтобы она могла получить доступ к данным или изменить их.
Вторая часть - это дискета, на которой информация о дорожках хранится так же, как на жестком диске, каждая дорожка представляет собой концентрический круг на диске. Что касается размера каждого сектора, он не одинаков для всех треков, равно как и скорость доступа. Следовательно, если необходимо получить доступ к другой дорожке, отличной от той, которая была обнаружена головкой чтения и записи дисковода гибких дисков, тогда будет задержка во времени доступа к данным из-за времени, когда вставлена головка.
В середине магнитного диска у нас есть опора, к которой будет прикреплен двигатель вращения, который будет вращать дискету, что является ключевым моментом для того, чтобы головка могла без проблем получить доступ ко всему содержимому на дискете.
Наконец, у нас есть пластиковый корпус и бумажный диск, первый из которых защищает данные от электромагнитных взаимодействий и воздействия солнечного света. Второй отвечает за предотвращение прикосновения магнитного диска к корпусу во время вращения, что может привести к его повреждению.
Компоненты дисковода гибких дисков
Дисковод гибких дисков или дисковод гибких дисков, независимо от размера, состоит из следующих компонентов:
- контроллер: это печатная плата, которая включает в себя все схемы, отвечающие за прием запросов от ЦП, управление механическими элементами устройства и преобразование данных, полученных от него, в сигнал, который может понять системный процессор.
- Центральный мотор: он отвечает за вращение магнитного диска в центральной части дискеты. Скорость в оборотах в минуту зависит от конструкции каждого устройства, хотя обычно она составляет от 300 до 360 оборотов в минуту.
- Пишущие и пишущие головки: это руководитель, отвечающий за считывание данных в секторе для их последующего кодирования и оцифровки контроллером.
- Шаговый двигатель: второй двигатель дисковода гибких дисков - это тот, который позволяет головке продвигаться по различным секторам гибкого диска таким образом, чтобы она как можно быстрее помещалась на соответствующую дорожку.
- Механический кожух : это ящик, в котором упорядоченно размещены все ранее описанные элементы, не только защищает от вибрации системы, но также обеспечивает механизмы для вставки и извлечения дискет.
Дискета все еще используется?
Что ж, да, как ни странно, дискеты все еще используются, но не с точки зрения домашних пользователей или в бизнесе, а, скорее, на государственном уровне, где несколько стран даже пришли создать свои собственные проприетарные варианты для хранения данных. И дело в том, что информация, хранящаяся в цифровом виде несколько десятилетий назад, продолжает храниться в этих форматах, особенно в странах, где определенные преступления не имеют срока действия, а информация, хранящаяся на дискетах, является важным доказательством.
Хотя постепенно различные администрации по всему миру сбрасывают указанные данные в более емкие, долговечные и надежные форматы хранения, существующая работа колоссальна, поскольку речь идет не только о сбросе данных, но и о сохранении целостности содержимого. Несмотря на то, что это формат, имеющий проблемы с хранением информации в долгосрочной перспективе, переход начался давно, но он настолько сложен, что некоторые страны, такие как Япония, завершили его в конце 2021 года, а некоторые - все еще в процессе.
