Виды дискет для компьютера. Гибкий магнитный диск: структура, преимущества и недостатки. Что такое дискета

29.07.2019

Рис. 2.

Накопитель на жёстких магнитных дисках (англ. HDD -- Hard Disk Drive) или винчестерский накопитель -- это наиболее массовое запоминающее устройство большой ёмкости, в котором носителями информации являются круглые алюминиевые пластины -- платтеры, обе поверхности которых покрыты слоем магнитного материала. Используется для постоянного хранения информации -- программ и данных.

Как и у дискеты, рабочие поверхности платтеров разделены на кольцевые концентрические дорожки, а дорожки -- на секторы. Головки считывания-записи вместе с их несущей конструкцией и дисками заключены в герметически закрытый корпус, называемый модулем данных. При установке модуля данных на дисковод он автоматически соединяется с системой, подкачивающей очищенный охлажденный воздух.

Поверхность платтера имеет магнитное покрытие толщиной всего лишь в 1,1 мкм, а также слой смазки для предохранения головки от повреждения при опускании и подъёме на ходу. При вращении плоттера над ним образуется воздушный слой, который обеспечивает воздушную подушку для зависания головки на высоте 0,5 мкм над поверхностью диска.

Винчестерские накопители имеют очень большую ёмкость: от сотен Мегабайт до десятков Гбайт или даже сотни Гбайт. У современных моделей скорость вращения шпинделя достигает 5600 - 7200 оборотов в минуту, среднее время поиска данных -- 10 мс, максимальная скорость передачи данных до 40 Мбайт/с. В отличие от дискеты, винчестерский диск вращается непрерывно. Винчестерский накопитель связан с процессором через контроллер жесткого диска. Все современные накопители снабжаются встроенным кэшем (64 Кбайт и более), который существенно повышает их производительность.

Информация заносится на концентрические дорожки, равномерно распределенные по всему носителю. В случае большего, чем один диск, числа носителей все дорожки, находящиеся одна под другой, называются цилиндром. Операции чтения/записи производятся подряд над всеми дорожками цилиндра, после чего головки перемещаются на новую позицию.

Для фиксации привода головок в этом положении в большинстве ЖД используется маленький постоянный магнит, когда головки принимают парковочное положение - этот магнит соприкасается с основанием корпуса и удерживает, позиционен головок от ненужных колебаний. При запуске накопителя схема управления линейным двигателем "отрывает" фиксатор, подавая на двигатель, позиционирующий головки, усиленный импульс тока. В ряде накопителей используются и другие способы фиксации - основанные, например, на воздушном потоке, создаваемом вращением дисков. В запаркованном состоянии накопитель можно транспортировать при достаточно плохих физических условиях, т.к. нет опасности повреждения поверхности носителя головками.

Плата электроники современного накопителя на жестких магнитных дисках представляет собой самостоятельный микрокомпьютер с собственным процессором, памятью, устройствами ввода/вывода и прочими традиционными атрибутами присущими компьютеру. На плате могут располагаться множество переключателей и перемычек. Как правило, руководства пользователя описывают назначение только перемычек, связанных с выбором логического адреса устройства и режима его работы, а для накопителей с интерфейсом SCSI - и перемычки, отвечающие за управление резисторной сборкой (стабилизирующей нагрузкой в цепи).

ГИБКИЙ ДИСК

Рис. 3.

Гибкий диск, дискета (англ. floppy disk) -- устройство для хранения небольших объёмов информации, представляющее собой гибкий пластиковый диск в защитной оболочке. Используется для переноса данных с одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения.

Дискета состоит из круглой полимерной подложки, покрытой с обеих сторон магнитным окислом и помещенной в пластиковую упаковку, на внутреннюю поверхность которой нанесено очищающее покрытие. В упаковке сделаны с двух сторон радиальные прорези, через которые головки считывания/записи накопителя получают доступ к диску.

Способ записи двоичной информации на магнитной среде называется магнитным кодированием. Он заключается в том, что магнитные домены в среде выстраиваются вдоль дорожек в направлении приложенного магнитного поля своими северными и южными полюсами. Обычно устанавливается однозначное соответствие между двоичной информацией и ориентацией магнитных доменов.

Информация записывается по концентрическим дорожкам (трекам), которые делятся на секторы. Количество дорожек и секторов зависит от типа и формата дискеты. Сектор хранит минимальную порцию информации, которая может быть записана на диск или считана. Ёмкость сектора постоянна и составляет 512 байтов.

На дискете можно хранить от 360 Килобайт до 2,88 Мегабайт информации.

Рис. 4.

В настоящее время наибольшее распространение получили дискеты со следующими характеристиками: диаметр 3,5 дюйма (89 мм), ёмкость 1,44 Мбайт, число дорожек 80, количество секторов на дорожках 18.

Дискета устанавливается в накопитель на гибких магнитных дисках (англ. floppy-disk drive), автоматически в нем фиксируется, после чего механизм накопителя раскручивается до частоты вращения 360 мин-1. В накопителе вращается сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только при обращении к ней.

Накопитель связан с процессором через контроллер гибких дисков.

Накопители на жестких магнитных дисках

Если гибкие диски -- это средство переноса данных между компьютерами, то жесткий диск -- информационный склад компьютера.

Есть такой информационный носитель - дискета. Информационная емкость данного хранилища невелика, а это привело к тому, что он почти не используется. Хотя есть перспективы возрождения названной технологии при применении несколько других принципов построения А сейчас давайте узнаем, какая информационная емкость у дискеты, когда она начала использоваться и какие размеры имеет.

Магнитная лента

В основе описываемой технологии лежит магнитная лента. Она является портативным где записываются и хранятся данные. Магнитная лента размещается в защищенном пластиковом корпусе, который дополнительно покрывается ферромагнитным слоем. Чтобы прочитать записанные на ней данные, используется дисковод.

В отечественной литературе для её обозначения может использоваться аббревиатура ГМД. Расшифровывается она как «гибкий магнитный диск». Вот чем по сути является дискета. Информационная емкость этого носителя зависит от используемой технологии создания. Но обо всём давайте по порядку.

Восемь дюймов

Именно столько имела в диаметре первая дискета. Информационная емкость у нее была меньше 100 Кбайт. Разработку их начала компания ІВМ после того, как представила в 1960 году свой первый К 1967 году была создана первая модель, с которой и началась эра переносных накопителей.

В первых образцах в качестве защиты использовался кожух с тканевой прокладкой. После большого числа испытаний, тестов и дополнений в 1971 году это изобретение было представлено на рынке. Продававшиеся тогда гибкие диски на 8 дюймов были сделаны из простого пластмассового круга, который покрывался окисью железа и помещался в картонный конверт. Его существенным недостатком было наличие серьезных ограничений.

Связано это было с тем, что первоначально такие создавались для микропрограмм, а также ПО, необходимого для диагностирования состояния больших компьютерных систем. Использование накопителей позволяло операторам электронно-вычислительных систем быстро производить необходимые действия. Для этого необходимо было только загрузить нужный набор команд, которые имела дискета.

Информационная емкость на то время позволяла довольно эффективно взаимодействовать с ЭВМ. Также был потенциал её увеличения, благодаря тому что область данных находилась первоначально только на одной стороне дискеты.

Размер в 5,25 дюйма

Диски с таким размером были представлены ассоциацией Shugart в 1976 году. Первоначально их объем составлял около 100 Килобайт информации. Но со временем, при помощи корпораций и компаний, были выпущены носители, где была двусторонняя запись. Кроме того, была удвоена плотность размещения. Результатом этих манипуляций стало то, что объем информации вырос до 1,2 Мбайт.

Данная разработка активно продвигалась IBM, что обусловило их широкое распространение. Наиболее популярными оказались три типа дискет:

на 160 Кбайт;
на 360 Кб;
на 12 Мбайт.

Дискета в 3,5 дюйма

Самые совершенные на данный момент образцы были предложены компанией Sony ещё в начале 1980 года. Конечно, имелось довольно много различных конкурентных предложений, но IBM остановилась на образце в 3,5 дюйма. В 1984 году был установлен формат гибких дисков, а также выпущено более совершенное и доработанное изобретение.

В нем было несколько принципиальных отличий. Среди них - наличие жесткого пластмассового корпуса и закрытие окна для считывания головок передвижной металлической заслонкой. Изменения в это поколение дискет не вносились два десятка лет. А в марте 2011 года компанией Sony было официально объявлено, что они прекращают производство и реализацию названных накопителей.

Очень долгое время служила людям дискета - информационная емкость данного хранилища хотя и не была большой, но её с лихвой хватало на хранение электронных текстовых документов или таблиц. Хотя, вполне вероятно, кое-где они и до сих пор используются. Ведь справедливости ради стоит сказать, что и на компьютере автора есть дисковод, а на человека, что пишет эти слова, смотрит пачка уже давно не используемых 3,5-дюймовок. Но современные образцы ЭВМ, выпущенные в последние несколько лет, уже не имеют аппаратной возможности считывания с этих носителей.

Почему прекратили использовать эти носители данных

Главная причина этого - малый объем хранимой информации (информационная емкость дискеты равна 1,44 Мбайт). Свою роль сыграла и довольно низкая надежность. Так, часто достаточно бывало ее один раз уронить - и дискету можно было выбрасывать (но это не правило, только частая закономерность).

Кроме этого, предположительно, существовало много различных причин её выхода из строя. Многие замечали, что после поездки в метро у них носители переставали работать. Другие утверждали, что для этого хватило попадания солнечных лучей (тут встаёт закономерный вопрос - как таким гражданам это пришло на ум?) или холодной погоды. Достоверной является та информация, что дискеты не любят влагу, а также значительные перепады температуры (а также выход за рекомендованный диапазон).

Но как бы там ни было, информационная емкость дискеты максимальная - всего 1,44 Мбайт, чего сейчас недостаточно даже для того, чтобы загрузить один средний музыкальный файл в mp3. Максимум современного использования - набор текстовых документов и таблиц с цифрами.

Особенности

Может быть, под рукой у вас есть дискета? Информационная емкость нас не интересует сейчас, просто гляньте на две маленькие дырочки внизу (окошки). Одно всегда находится в открытом состоянии (оно попросту не закрывается). А вот второе может выглядеть по-разному. От этого зависит возможность записи.

Так, когда второе окошко открыто, это значит, что на дискету ничего нельзя записать или стереть с неё. Но стоит только его открыть, как это сразу станет возможным. Вот такой механизм безопасности есть у этих носителей.

Сравнение с другими носителями

Давайте проведём небольшой обзор по носителям. Какая информационная емкость дискеты, жесткого диска, CD, DVD и flash-накопителей? Первый тип носителей нами успешно уже рассмотрен.

По жестким дискам можно сказать, что первые из них обладали объемом сохраняемой информации в 2Мб. Сейчас же можно увидеть в продаже носители на 3 Тб.

Технология изготовления CD является не очень перспективной, поскольку так и не удалось получить результат более чем на 700 Мб. Но по сравнению с дискетами - это был прорыв.

Оптические носители DVD, как правило, выпускаются на 4,7 Гб, хотя те из них, где реализована функция двусторонней записи, могут похвастаться показателем свыше 8 Гбайт.

А хранилища данных, построенные по технологии flash, могут похвастаться значительным объемом хранимой информации и небольшими размерами. На них может быть размещено от нескольких единиц до сотен Гбайт информации. Как видите, хотя прошло не очень много времени, количество хранимых данных увеличилось в тысячи и миллионы раз.

Флоппи-диски для большинства используемых сегодня компьютеров являются пережитком прошлого, однако они долгое время служили единственным источником переноса информации между компьютерами. Эти диски представляют собой дискеты, которые в Windows помечались как "Диск 3,5 [А]". До сих пор это устройство можно встретить на старых компьютерах.

История флоппиков

Начало распространения флоппи-дисков приходится на когда А. Шугарт из компании IBM их изобрел. Вначале это устройство было огромным - около 8 дюймов (более 20 см). Практически сразу появились синонимы к данному наименованию, такие как "гибкий диск", "дискета". Последнее название появилось позднее, когда флоппики стали меньше по размеру и достигли 5,25 дюйма. В это время их емкость составляла 360 килобайт, что сегодня даже трудно представить, поскольку сегодня самые небольшие файлы измеряются в мегабайтах.

К середине 80-х годов прошлого века размер флоппи-диска составил 3,5 дюйма. Данная дискета и просуществовала вплоть до тех пор, пока не произошел окончательный переход на различные диски и флешки.

Емкость дискет могла различаться, поскольку стандартный объем устанавливался на неформатированную дискету, а способы форматирования применялись разные. В связи с этим появлялись форматы, которые были несовместимы между собой. Компания Macintosh использовала дисководы с иным принципом кодирования при записи по сравнению с компанией IBM, что не позволяло переносить информацию на дискетах между разными операционными системами до тех пор, пока Apple не создала дисководы SuperDrive, которые работали в двух режимах.

Устройство дискеты

Информация записывается на тонкий пластиковый диск, который сверху защищен твердым пластиком, который сверху имел открытую область, закрытую специальной шторкой, как правило, металлической. Под твердым пластиком находилась противопылевая салфетка. Диск, находящийся под ним, покрыт ферромагнитным материалом. По аналогии с винчестером он разделен на треки и сектора. В дискете имеются две поверхности, запись на которые может производиться одновременно (хотя имелись и односторонние дискеты, помечались SS), поскольку магнитные головки размещены со смещением по отношению друг к другу, в связи с чем помехи при записи не создаются. Диск начинает движение, когда происходит зацепление мотора с центром диска, выполненным из металла. В зависимости от того, куда идет запись, он совершает 300-360 оборотов в минуту.

Дискета имела заглушку, которая разрешала или запрещала производить запись на флоппик.

Форматы дискет

Форматы гибких дисков которые имели наибольшее распространение, отличались числом используемых сторон, плотностью записи, числом секторов на дорожке и размером дисков. Дисковод мог иметь одинарную (SD), двойную (DD) или четвертную плотность (QD) (такая плотность применялась в клонах с 5,25-дюймовыми дискетами размером 640 и 720 килобайт), а также высокую плотность (HD), которая отличалась от предыдущей увеличенным количеством секторов, расширенную плотность (ED), при которой дискеты имели 36 секторов (стандартная - 18 секторов) и объем 2880 килобайт, однако много было негативных отзывов, в связи с чем они не получили распространения.

У 5,25 и 8" дискет емкость могла составлять от 160 до 180 килобайт. 8-дюймовые дискеты имели только одну сторону для записи. 5,25-дюймовые дискеты для DD-дисководов уже имели объем 320-360 килобайт, который в 3,5-дюймовой дискете возрос до 720 килобайт (SD и QD у 3,5-дюймовой дискеты отсутствовал), у QD для 5,25" объем составлял 640-720 килобайт, у HD 3,5" - 1440 килобайт, 5,25" - 1200 килобайт.

Существовали отклонения от этих стандартов, например, для компьютеров "Искра-1030" (1031) использовались дискеты 320/360 кБ, которые фактически были SS/QD, но их загрузочный сектор помечался как DS/DD, что приводило к тому, что дисковод IBM PC их не мог прочесть, как и дисковод этих компьютеров дискеты IBM PC.

Достоинства дискеты

Запись осуществляется по простому алгоритму.
Невысокая стоимость.
Доступность и универсальность (в недавние времена все компьютеры оснащались флоппи-дисководом).
Оптимальный для того времени объем для переноса информации между несвязанными сетью компьютерами.
Перезаписываемость.

Недостатки флоппиков

В то время как объем являлся оптимальным для переноса текстовых файлов, электронных таблиц, он был небольшим для фотографий, картинок, емкость флоппи-диска (1,44 мегабайта) слабо подходила для переноса программного обеспечения, тем более, когда его размеры стали с ужасающей быстротой разрастаться.
Постоянный скрип при записи.
Медленная скорость записи.
Ненадежность (при повреждении одного сектора мог перестать читаться весь диск).
Малый срок эксплуатации (обычно после нескольких использований диск повреждался во многом благодаря тому, что пластиковая поверхность его защищала ненадежно).

Эти недостатки привели к тому, что большинство пользователей оставляли негативные отзывы о флоппи-дисках, что постепенно привело к созданию новых носителей информации и исчезновению дискет.

Отключаем дискету

Как правило, такого безопасного извлечения дискеты не требуется. На флоппи-дисководе имеется кнопка, при помощи которой дискета извлекалась после окончания производимых ею шумов, что свидетельствовало об окончании записи.

В данном случае вопрос о том, как отключить флоппи-диск, можно рассматривать по отношению к BIOS компьютера. Так, зайдя в BIOS и перейдя в его раздел Standart CMOS Features, можно увидеть в зависимости от типа используемых дискет обозначение Drive A или Drive B, напротив указана информация об емкости и размере. В случае необходимости его отключения нужно нажимать кнопку "+" до тех пор, пока вместо емкости и размера не появится слово None, после чего нужно нажать F10 для сохранения изменений и перезагрузиться.

Эмуляторы дискет

Появление данных программ было обусловлено тем, что дисководы гибких дисков начали постепенно исчезать из компьютеров, при этом некоторые программы для записи файлов флоппи-диск требовали. Некоторые бухгалтерские программы отказывались сохранять файл куда-либо, кроме как на дискету.

Одной из наиболее распространенных программ-эмуляторов была программа Virtual Floppy Drive, которая обеспечивала полную интеграцию дисковода, который был виртуальным, с операционной системой Windows до ее версии Vista, при этом можно было создавать виртуальные дискеты, на которые можно было размещать необходимую информацию, обеспечивалась поддержка виртуальных 3,5" и 5,25" дискет с поддержкой емкостей от 160 кБ до 2,88 МБ. Данные дискеты можно было форматировать, а также, что немаловажно для того времени, запускать в консольном виде.

Таких эмуляторов флоппи-диска было выпущено множество, но все они характеризовались примерно одинаковым алгоритмом действия.

Исчезновение гибких дисков

Края кожуха, закрывающего пластиковый диск, периодически отгибались, из-за чего дискета застревала в дисководе, пружина, которая должна была приводить кожух в исходное состояние, могла смещаться, что приводило к тому, что дискета не была закрыта кожухом так, как она должна была быть закрыта. При падении дискеты на пол диск зачастую выходил из строя. Все это требовало доработки.

Но пришли новые времена с новыми технологиями. Появились записываемые и перезаписываемые сначала компакт-диски, затем DVD-диски и т.д., затем появились флеш-носители, которые имели меньшую стоимость на единицу емкости, большей долговечностью, большим количеством циклом перезаписи. Все это привело к тому, что в новых компьютерах комплектация дисководами для гибких дисков все чаще отсутствовала, и постепенно дискеты практически исчезли из нашего обихода.

Лапчатка кустарниковая Флоппи Диск

С практически полным исчезновением дискет в сегодняшней жизни их название не исчезло. Флоппи Диск может использоваться как невысокая изгородь, на каменистых террасах, вместе с кустарниками и деревьями, альпинариях и как бордюр. Она имеет ярко-розовые полумахровые цветки с желтизной посередине на кусте высотой до 40 см. Данный кустарник любит свет, хорошо переносит морозы и зимы.

В заключение

Флоппи-диски представляли собой переносное хранилище данных, применявшееся при отсутствии сети между компьютерами и для некоторых программ, которые делали автоматическое сохранение данных на гибкий диск. Позднее для таких программ начали использовать эмуляторы дискет. Гибкие диски развивались крайне медленно, их конструкция и емкость были несовершенными, что способствовало их исчезновению. Но имя "Флоппи Диск" было оставлено в названии одной из декоративных лапчаток.

Дискета или гибкий диск - компактное низкоскоростное малой ёмкости средство хранение и переноса информации. Различают дискеты двух размеров: 3.5”, 5.25” (8” диски широкого распространения не получили). Диски 5.25” практически вышли из употребления.

3.5” дискета 5.25” дискета

Конструктивно дискета представляет собой гибкий диск с магнитным покрытием, заключенный в футляр. Дискета имеет отверстие под шпиль привода, отверстие в футляре для доступа головок записи-чтения (в 3.5” закрыто железной шторкой), вырез или отверстие защиты от записи. Кроме того 5.25” дискета имеет индексное отверстие, а 3.5” дискета высокой плотности - отверстие указанной плотности (высокая/низкая). 5.25” дискета защищена от записи, если соответствующий вырез закрыт. 3.5” дискета наоборот - если отверстие защиты открыто. В настоящее время практически только используются 3.5” дискеты высокой плотности.

Для дискет используются следующие обозначения:

SS single side - односторонний диск (одна рабочая поверхность).

DS double side - двусторонний диск.

SD single density - одинарная плотность.

DD double density - двойная плотность.

HD high density - высокая плотность.

Накопитель на гибких дисках принципиально похож на накопитель на жестких дисках. Скорость вращения гибкого диска примерно в 10 раз медленнее, а головки касаются поверхности диска. В основном структура информации на дискете, как физическая так и логическая, такая же как на жестком диске. С точки зрения логической структуры на дискете отсутствует таблица разбиения диска.

Накопители на жестких дисках

Накопители на жестких дисках объединяют в одном корпусе носитель (носители) и устройство чтения/записи, а также, нередко, и интерфейсную часть, называемую собственно контроллером жесткого диска. Типичной конструкцией жесткого диска является исполнение в виде одного устройства - камеры, внутри которой находится один или более дисковых носителей насажанных на один шпиндель и блок головок чтения/записи с их общим приводящим механизмом. Обычно, рядом с камерой носителей и головок располагаются схемы управления головками, дисками и, часто, интерфейсная часть и/или контроллер. На интерфейсной карте устройства располагается собственно интерфейс дискового устройства, а контроллер с его интерфейсом располагается на самом устройстве. С интерфейсным адаптером схемы накопителя соединяются при помощи комплекта шлейфов.

Герметичная камера предохраняет носители не только от проникновения механических частиц пыли, но и от воздействия электромагнитных полей. Необходимо заметить, что камера не является абсолютно герметичной т.к. соединяется с окружающей атмосферой при помощи специального фильтра, уравнивающего давление внутри и снаружи камеры. Однако, воздух внутри камеры максимально очищен от пыли, т.к. малейшие частички могут привести к порче магнитного покрытия дисков и потере данных и работоспособности устройства.

Диски вращаются постоянно, а скорость вращения носителей довольно высокая (от 4500 до 10000 об/мин), что обеспечивает высокую скорость чтения/записи. По величине диаметра носителя чаще других производятся 5.25, 3.14, 2.3 дюймовые диски. На диаметр носителей несменных жестких дисков не накладывается никакого ограничения со стороны совместимости и переносимости носителя, за исключением форм-факторов корпуса ПК, поэтому, производители выбирают его согласно собственным соображениям.

В настоящее время, для позиционирования головок чтения/записи, наиболее часто, применяются шаговые и линейные двигатели механизмов позиционирования и механизмы перемещения головок в целом.

В системах с шаговым механизмом и двигателем головки перемещаются на определенную величину, соответствующую расстоянию между дорожками. Дискретность шагов зависит либо от характеристик шагового двигателя, либо задается серво-метками на диске, которые могут иметь магнитную или оптическую природу. Для считывания магнитных меток используется дополнительная серво головка, а для считывания оптических - специальные оптические датчики.

В системах с линейным приводом головки перемещаются электромагнитом, а для определения необходимого положения служат специальные сервисные сигналы, записанные на носитель при его производстве и считываемые при позиционировании головок. Во многих устройствах для серво-сигналов используется целая поверхность и специальная головка или оптический датчик. Такой способ организации серво-данных носит название выделенная запись сервосигналов. Если серво-сигналы записываются на те же дорожки, что и данные и для них выделяется специальный серво-сектор, а чтение производится теми же головками, что и чтение данных, то такой механизм называется встроенная запись сервосигналов . Выделенная запись обеспечивает более высокое быстродействие, а встроенная - повышает емкость устройства.

Линейные приводы перемещают головки значительно быстрее, чем шаговые, кроме того они позволяют производить небольшие радиальные перемещения «внутри» дорожки, давая возможность отследить центр окружности серво-дорожки. Этим достигается положение головки, наилучшее для считывания с каждой дорожки, что значительно повышает достоверность считываемых данных и исключает необходимость временных затрат на процедуры коррекции. Как правило, все устройства с линейным приводом имеют автоматический механизм парковки головок чтения/записи при отключении питания устройства.

Парковкой головок называют процесс их перемещения в безопасное положение. Это - так называемое «парковочное» положение головок в той области дисков где ложатся головки. Там, обычно, не записано никакой информации, это специальная «посадочная зона» (Landing Zone). Для фиксации привода головок в этом положении в большинстве ЖД используется маленький постоянный магнит, когда головки принимают парковочное положение - этот магнит соприкасается с основанием корпуса и удерживает позиционер головок от ненужных колебаний. При запуске накопителя схема управления линейным двигателем «отрывает» фиксатор, подавая на двигатель, позиционирующий головки, усиленный импульс тока. В ряде накопителей используются и другие способы фиксации - основанные, например, на воздушном потоке, создаваемом вращением дисков. В запаркованном состоянии накопитель можно транспортировать при достаточно плохих физических условиях (вибрация, удары, сотрясения), т.к. нет опасности повреждения поверхности носителя головками. В настоящее время на всех современных устройствах парковка головок накопителей производится автоматически внутренними схемами контроллера при отключении питания и не требует для этого никаких дополнительных программных операций, как это было с первыми моделями.

Во время работы все механические части накопителя подвергаются тепловому расширению, и расстояния между дорожками, осями шпинделя и позиционером головок чтения/записи меняется. В общем случае это никак не влияет на работу накопителя, поскольку для стабилизации используются обратные связи, однако некоторые модели время от времени выполняют рекалибровку привода головок, сопровождаемую характерным звуком, напоминающим звук при первичном старте, подстраивая систему к изменившимся расстояниям.

Плата электроники современного накопителя на жестких магнитных дисках представляет собой самостоятельный микрокомпьютер с собственным процессором, памятью, устройствами ввода/вывода и прочими традиционными атрибутами присущими компьютеру. На плате могут располагаться множество переключателей и перемычек, однако не все из них предназначены для использования пользователем. Как правило, руководства пользователя описывают назначение только перемычек, связанных с выбором логического адреса устройства и режима его работы, а для накопителей с интерфейсом SCSI - и перемычки, отвечающие за управление резисторной сборкой (стабилизирующей нагрузкой в цепи).

Одним из самых старых устройств для хранения информации на персональном компьютере является флоппи-дисковод или, сокращенно, FDD (Floppy Disk Drive). Данное устройство, широко применявшееся в течение 1970-х-2000-х гг., теперь нечасто можно встретить в современных компьютерах. Тем не менее, в ряде случаев все же можно увидеть установленный в старом ПК флоппи-дисковод. Кроме того, иногда используются и внешние дисководы для дискет, подключаемые к компьютеру через порты ввода-вывода.

Первый дисковод для гибких дисков и дискета (по-английски - floppy disk) к нему имели 8 дюймов в ширину и были изобретены инженером Аланом Шугартом, работавшим в компании IBM, в начале 1970-х гг. В середине 1970-х им же была разработана дискета формата 5,25 дюймов и привод для ее чтения. В 1981 г. фирмой Sony была разработана дискета и привод 3,5 дюймов. Вначале емкость подобной дискеты составляла 720 КБ, однако впоследствии ее емкость была увеличена вдвое.

Предпринимались неоднократные попытки усовершенствовать дискеты на основе 3,5-дюймового формата. Так, например, в 1987 г. был разработан дисковод для дискет объемом 2,88 МБ, а в конце 1990-х гг. – стандарт LS-120 c еще большим объемом дисков –120 МБ. Однако все эти модификации не получили широкого распространения, во многом из-за дороговизны накопителей и носителей.

Принцип работы

По принципу работы FDD во многом напоминают жесткие диски. Внутри дискеты так же, как и внутри винчестера, находится плоский диск с нанесенным на него магнитным слоем, а информация с диска считывается при помощи магнитной головки. Однако есть и отличия. Прежде всего, floppy disk изготовлен не из твердого материала, а из гибкой полимерной пленки, похожей на пленку магнитной ленты. Именно поэтому диски такого типа называются гибкими. Кроме того, floppy disk не вращается постоянно, а лишь тогда, когда поступает запрос от операционной системы на считывание информации.

Преимуществом FDD по сравнению с винчестером является сменность носителей. Однако недостатков floppy drive тоже имеет немало. Помимо чрезвычайно низкой скорости работы, это и низкая надежность хранения информация, а также невысокая емкость носителя – примерно 1,44 МБ для 3,5-дюймовых дискет. Правда, при использовании нестандартных способов форматирования емкость floppy disk можно незначительно увеличить, но, как правило, это приводит к еще большему снижения надежности записи.

Разновидности

В персональных компьютерах типа IBM PC использовались две основные разновидности FDD – 5,25-дюймовый и 3,5-дюймовый. Оба типа дисковода предназначены для дискет различных типов и размеров и несовместимы друг с другом. Эта ситуация отличается от той, которая имеет место в случае оптических дисководов, которые могут читать как 3,5-дюймовые, так и 5,25-дюймовые диски. В свое время существовали также 8-дюймовые FDD, но уже в 80-х гг. подобные дисководы вышли из употребления. Примерно в 1990-е гг. окончательно вышли из обихода и 5,25-дюймовые дисководы. 3,5-дюймовые floppy drive продержались дольше, до конца 2000-х, да и сейчас их изредка кое-где можно встретить.

Сравнительные размеры внутренних 8, 5,25, и 3,5-дюймовых дисководов

Примеры Floppy дисководов в порядке очередности: 8-ми дюймовый, 5,25 дюймовый и 3,5 дюймов

5,25-дюймовый floppy disk представляет собой диск в картонном корпусе, напоминающим конверт, и имеет прорезь для головки считывания. Подобная дискета полностью оправдывает свое название «гибкой», поскольку ее корпус можно без особого усилия согнуть руками. Однако намеренно сильно сгибать гибкий магнитный диск не рекомендуется, поскольку это почти неизбежно приведет к его выходу из строя.

Подобного недостатка лишена 3,5-дюймовая дискета. В ней магнитный диск заключен в жесткий пластмассовый корпус и согнуть ее руками так просто не получится. Кроме того, 3,5-дюймовая дискета имеет специальную металлическую шторку, которая скрывает прорезь для считывающей головки. Еще одна особенность дискеты – наличие переключателя, блокирующего запись на диск. Объем стандартной 3,5-дюймовой дискеты составляет 1,44 МБ, что больше максимального объема дискеты 5,25-дюймов, который равен 1,2 МБ.

Примеры дискет - слева на право 8, 5,25, и 3,5.

Конструкция 3,5-дюймового FDD также отличается от конструкции 5,25-дюймового. Если при вставке дискеты в прорезь 5,25-дюймового накопителя пользователю необходимо зафиксировать дискету поворотом рычажка, то 3,5-дюймовая фиксируется в приводе автоматически, а выброс дискеты обратно осуществляется при помощи специальной кнопки.

Как и в случае многих других накопителей существуют мобильные версии накопителя на гибких дисках – внешние флоппи-дисководы. Внешний флоппи-дисковод удобен тем, что не занимает места в системном блоке, особенно в том случае, если необходимость в использовании дискет возникает редко. Подобный FDD-дисковод можно подключать к ПК при помощи USB-разъема или разъема LPT.

Применение

Хотя винчестеры появились еще в первых IBM-совместимых персональных компьютерах, тем не менее, без устройства для сменных накопителей ни один компьютер не мог обойтись. Подобным устройством стал флоппи-дисковод, быстро получивший популярность благодаря простоте и невысокой стоимости как самого накопителя, так и носителей информации – дискет.

Впрочем, в ряде случаев флоппи-дисковод мог и полностью заменить жесткий диск. Когда у автора данных строк появился первый IBM-совместимый компьютер, то он не имел ни винчестера, ни, тем более, оптического дисковода, а всего лишь 3,5-дюймовый floppy drive и предоставленный продавцом ПК набор дискет с софтом. Компьютер при этом был вполне работоспособен. Разумеется, речи об использовании Windows 3, или о том, чтобы запустить какие-то объемные программы, речи не шло, но при использовании MS-DOS можно было иметь дело с большинством существующих на то время (начало 90-х) программ и игр. Это говорит о том, что флоппи-диски способны удовлетворить базовые потребности пользователя в хранении информации. Кроме того, гибкие диски в свое время были незаменимы в том случае, когда надо было перезагрузить компьютер для профилактической проверки или установить новую ОС.

Настройка флоппи-дисковода в BIOS

В BIOS существует несколько опций, позволяющих настроить параметры дисководов для гибких дисков. Например, опция позволяет отключить контроллер накопителя для гибких дисков, если таковой не используется в системе, и тем самым высвободить одно системное прерывание. Также в некоторых BIOS можно установить вручную тип и объем носителей дисковода, а также установить запрет записи на гибкие диски.

Заключение

Сегодня многие пользователи, возможно, и не знают, как выглядит флоппи-дисковод и даже обычная дискета. Их функции взяли на себя карты памяти и флеш-накопители. В большинстве системных блоков о floppy drive напоминает разве что оставленный для них 3-дюймовый внешний отсек, а в ОС семейства Windows – неиспользуемые первые буквы логических дисков (A и B), зарезервированные для флоппи-дисководов. Тем не менее, дисковод для дискет нередко можно встретить в старых компьютерах. Кроме того, флоппи-дисководы могут быть полезны при загрузке ПК с целью проведения профилактических мероприятий по обслуживанию компьютера или при установке ОС.