Объем дискеты 3.5: для чего они нужны и как используются в современном мире

Носители информации | Дискета 3.5»

Дискета , она же гибкий магнитный диск ( floppy disk, diskette ) — сменный носитель информации, используемый для многократной (дай Бог) записи и хранения данных. Из себя представляет помещённый в защитный пластиковый корпус диск, покрытый ферромагнитным слоем. Для чтения/записи данных на дискету используется дисковод.

Предыстория

В 1967 году Алан Шугарт возглавлял команду, которая разрабатывала дисководы в лаборатории фирмы IBM, где были созданы накопители на гибких дисках. Дэвид Нобль, будучи одним из старших инженеров, работающих под его руководством, предложил гибкий диск (прообраз 8-дюймовой дискеты) и защитный кожух с тканевой прокладкой.

1971 — фирма IBM представляет первую дискету диаметром в 8 дюймов (по-русски — 200 мм) с соответствующим дисководом.

В 1973 году Алан Шугарт основывает собственную фирму Shugart Technology.

1976 год — Финне Коннер пригласил Алана Шугарта принять участие в разработке и выпуске дисководов для уменьшенных магнитных дисков диаметром 5.25’’, в результате чего фирма Shugart Associates, разработав контроллер и оригинальный интерфейс Shugart Associates SA-400, выпустила дисковод для гибких дисков на 5.25’’ (mini-floppy, для тех времён), который, довольно быстро потеснил дисководы для дисков 8? и стал популярным в персональных компьютерах. Компания Shugart Associates также создала интерфейс Shugart Associates System Interface (SASI), который после формального одобрения комитетом ANSI в 1986 году был переименован в Small Computer System Interface (SCSI).

История дискеты 3,5’’

В 1981 году фирма Sony впервые представила публике накопитель и дискету диаметром 3,5 дюйма. Спустя три года фирма Hewlett-Packard впервые использовала в своем компьютере HP-150 этот накопитель. В этом же году фирма Apple стала использовать накопители 3,5’’ в компьютерах Macintosh, а в 1986 году этот накопитель уже появился в компьютерных системах фирмы IBM.

Широкое распространение данный вид носителя получил с появлением портативных персональных компьютеров типа Notebook (ноутбук). Этот формат дискет наиболее удобны для пользования, так как они легки, помещаются в карман рубашки и имеют защитный конверт из твердого пластика, повышающий их надежность.

Предельно дешевые дискеты долгое время оставались самыми популярными носителями. Только за один 1998 год было продано больше 2 миллиардов дискет. в 2006 году их продажи значительно упали, но все равно составили огромную цифру, которая равнялась 700 миллионам штук. Само изображение дискеты 3,5 дюйма стало символом команды «Сохранить» почти во всех существующих программах.

В 2007 году ряд крупнейших в мире компьютерных интернет-магазинов полностью отказались от продажи обычных 3,5-дюймовых дискет. Событие это назревало очень давно. Неуклонное снижение цен на альтернативные носители, а также постепенно растущие объемы информации не оставили дискетам никакого шанса.

Современные компьютеры уже не оснащаются встроенными дисководами для дискет. Если очень нужно прочитать дискету, то к вашим услугам внешний USB-дисковод. Но это на случай если очень нужно, ибо цена таких устройств ощутима, что переводит покупку в разряд слабого спроса – на те же денежные средства можно приобрести несколько «флешек», которые значительно надёжнее, быстрее, компактнее и объёмнее, чем дискета. Уход устаревшего носителя информации со сцены — знаменательная веха в истории компьютерной техники. Ведь обычная 3,5-дюймовая дискета присутствовала на рынке целых 25 лет.

Первым «отказником» от использования дискет стала компания Apple, известная своей любовью к внедрению различных новых технологий. Медленно, но верно за ней последовали и другие производители готовых компьютерных систем. На сегодняшний день дискетами пользуются лишь самые консервативные немногочисленные пользователи, да и то, лишь те из их, которым хватает объема в 1,4 Мб.

Где используются дискеты?

Дискеты были разработаны несколько десятилетий назад и уже давно неактуальны среди обычных пользователей компьютеров, однако по-прежнему применяются в некоторых сферах и по разным причинам никак не уступают место другим носителям информации.

Бывшая сотрудница Google, занимающая в Белом доме должность технологического директора Меган Смит, была удивлена, когда в 2015 году обнаружила, что в компьютерной системе администрации президента используются дискеты. Дело в том, что принятые однажды стандарты безопасности очень сложно изменить. В 2016 году Счётная палата США опубликовала доклад, где говорится, что Министерство обороны США использует на ядерных объектах компьютеры IBM Series 1, а они не поддерживают никакого другого способа хранения информации, кроме дискет. Эти системы помимо прочего контролируют состояние межконтинентальных баллистических ракет и ядерных бомбардировщиков. Ведомство планировало заменить устаревшие компьютеры и перейти на более современные хранилища к концу 2017 года, но неизвестно, произошло ли это.

Министерство обороны РФ тоже пользуется дискетами: с 2010 по 2016 год их было закуплено на 2,3 миллиона рублей. Часть дискет распределяется по военкоматам. Для чего российским военным нужны дискеты, неизвестно — это засекреченная информация. Можно предположить, что они используются для хранения архивов, которые можно быстро уничтожить в случае необходимости.

В России закупкой дискет также занимается МВД. Во многих отделениях полиции установлены старые компьютеры с флоппи-дисководами, а локальная сеть и тем более интернет не используются из соображения секретности. Полицейские записывают на дискеты уголовные дела и отдают на проверку начальству, а то проверяет, вносит правки и возвращает обратно.

Многие госструктуры взаимодействуют исключительно с текстовыми файлами или цифровыми копиями бумажных документов, поэтому работа с дискетами связана не столько с секретностью, сколько с экономией. Дискеты по-прежнему продаются в некоторых канцелярских магазинах и стоят примерно по 30 рублей за штуку, что гораздо выгоднее, чем покупать неперезаписываемые оптические диски, и дешевле флешек. Иногда сотрудники самостоятельно закупают необходимое количество дискет, а чек относят в бухгалтерию, где такая покупка списывается на текущие канцелярские расходы.

Помимо силовых ведомств закупками дискет занимают медицинские и учебные заведения. Они вынуждены использовать эти носители из-за того, что устаревшая техника несовместима ни с чем другим. Например, Российская академия наук до сих пор просит молодых учёных подавать заявки на гранты на дискетах (хотя это и не обязательное требование). Средний возраст академиков РАН — более 70 лет, а компьютеры в академии, вероятно, ненамного моложе их.

В лидеры по закупкам дискет входит Пенсионный фонд РФ, Федеральная налоговая служба, суды и администрации городов и посёлков. Причина та же — нехватка бюджетных средств на закупку современной компьютерной техники и более надёжных носителей. Дискеты есть в арсенале системных администраторов некоторых коммерческих компаний. Дело в том, что они нужны для установки SCSI-драйверов в процессе инсталляции операционных систем и подключения специфического оборудования.

Дискеты — верный помощник бухгалтеров, работающих на старых компьютерах с 1С и СБИС. На них можно записать ключ безопасности, необходимый для запуска бухгалтерских программ, кроме того, некоторые отделения налоговой службы всё ещё требуют подавать отчёты именно на этом носителе.

Производством дискет занимается очень мало компаний, и даже те, что ещё их выпускают, постепенно снижают объёмы отгружаемой продукции. Не исключено, что лет через пять в нашей стране возникнет дефицит этих накопителей, тем более, что они не особо надёжные — быстро ломаются, размагничиваются, теряются и слабо защищены от сбоев. Современному поколению дискета если и знакома, то вовсе не как носитель для хранения информации, а в качестве визуализации значка, нажатие на который сохраняет файл в программе. Почему эта кнопка выглядит именно так, молодые пользователи могут и не знать.

Конструкция дискеты (стр. 1 из 2)

Дискета , гибкий магнитный диск (ГМД ), флоппи-диск , жарг. флоп − переносной магнитный носитель информации. Представляет собой диск из пластика, покрытый магнитным материалом и помещённый в защитный конверт.

Чтение и запись информации на дискету производится посредством дисковода. Запись производится головкой дисковода, скользящей пращающемуся диску и намагничивающей поверхность.

История

· 1971 — Первая дискета диаметром в 200 мм (8″) с соответствующим дисководом была представлена фирмой IBM. Обычно само изобретение приписывается Алану Шугарту, работавшему в конце 1960-х годов в IBM.

· 1973 — Алан Шугерт основывает собственную фирму Shugart Associates.

· 1976 — Алан Шугерт разработал дискету диаметром 5,25″.

· 1981 — Sony выводит на рынок дискету диаметром 3,5″ (90 мм). В первой версии объём составляет 720 килобайт (9 секторов). Поздняя версия имеет объём 1440 килобайт или 1,40 мегабайт (18 секторов). Именно этот тип дискеты становится стандартом (после того, как IBM использует его в своём IBM PC).

Позже появились так называемые ED-дискеты (от англ. Extended Density — «расширенная плотность»), имевшие объём 2880 килобайт (36 секторов), которые так и не получили широкого распространения

Конструкция дискеты

Основными компонентами дискеты являются магнитный диск, хранящий информацию и конверт, выполняющий защитную функцию для диска.

Конверт 8- и 5,25-дюймовых дискет был сделан из материала, позволяющего достаточно легко его изгибать, что и стало поводом называть их «гибкими». 3,5-дюймовые дискеты уже производились в жёстком пластмассовом корпусе, но название за ними сохранилось.

В конверте сделано два основных отверстия: одно в центре для того, чтобы шпиндельный двигатель мог захватить и вращать магнитный диск, другое вытянуто от центра к краю, и служит для того, чтобы головки могли касаться поверхности диска. у двусторонних дискет для этого по отверстию с каждой стороны. У трёхдюймовых дискет отверстия для головок при транспортировке закрыты шторкой, которая открывается механикой дисковода при вставлении дискеты.

На конверте также располагается окошко или вырез для защиты от записи. На 8- и 5-дюймовых дискетах для защиты требуется заклеить вырез (для чего вместе с дискетой поставлялся кусочек бумаги с клеевым слоем). На 3-дюймовой дискете достаточно передвинуть ползунок в окошке, чтобы оно открылось.

Организация информации на дискете

Физически, информация на дискете представляет собой последовательность намагниченных в разных направлениях участков, последовательности намагничивания определяются ошибкоустойчивым кодированием.

Данные на дискету записываются концентрическими дорожками, вдоль направления вращения диска. Стандартно на стороне дискеты помещается 40 или 80 дорожек. Обычно есть возможность записать ещё 2-4 дорожки, но это уже определяется механическими ограничителями.

Каждая дорожка при этом разбита на несколько секторов. Посекторная запись обеспечивает произвольный доступ достаточно небольшими фрагментами. Некоторые системы производят чтение и запись дорожки целиком, и тогда разбитие на сектора может либо не производиться, либо быть чисто логическим. Обычно размер сектора составляет 512 Б, хотя некоторые системы используют значения от 128 до 1024 Б. 512-битных секторов обычно помещается на дискету 9 (двойная плотность записи), 15 (5-дюймовые дискеты высокой плотности) или 18 (3-дюймовые дискеты высокой плотности).

Хронология возникновения форматов дискет
Формат Год возникновения Объём в килобайтах
8″ 1971 80
8″ 1973 256
8″ 1974 800
8″ двойной плотности 1975 1000
5,25″ 1976 110
5,25″ двойной плотности 1978 360
5,25″ четырёхкратной плотности 1982 ? 720
5,25″ высокой плотности 1984 1200
3″ 1982 ? 360
3″ двойной плотности 1984 ? 720
3,5″ двойной плотности 1984 720
2″ 1985 ? 720?
3,5″ высокой плотности 1987 1440
3,5″ расширенной плотности 1991 2880

Следует отметить, что фактическая ёмкость дискет зависела от способа их форматирования. Поскольку кроме самых ранних моделей, практически все флоппи-диски не содержали жёстко сформированных дорожек, дорога для экспериментов в области более эффективного использования дискеты была открыта для системных программистов. Результатом стало появление множества не совместимых между собою форматов дискет даже под одними и теми же операционными системами. Например, для RT-11 и её адаптированных в СССР версий количество находящихся в обороте несовместимых форматов дискеты превышало десяток. (Наиболее известные — MX, MY применяемые в ДВК).

Дополнительную путаницу внёс тот факт, что компания Apple использовала в своих компьютерах Macintosh дисководы, применяющие иной принцип кодирования при магнитной записи, чем на IBM PC. В результате, несмотря на использование идентичных дискет, перенос информации между платформами на дискетах не был возможен до того момента, когда Apple внедрила дисководы высокой плотности SuperDrive, работавшие в обоих режимах.

«Стандартные» форматы дискет IBM PC различались размером диска, количеством секторов на дорожке, количеством используемых сторон (SS обозначает одностороннюю дискету, DS — двухстороннюю), а также типом (плотностью записи) дисковода. Тип дисковода маркировался как SD — одинарная плотность, DD — двойная плотность, QD — четверная плотность (использовался в клонах, таких как Robotron-1910 — 5,25″ дискета 720 К , Amstrad PC, ПК Нейрон — 5,25″ дискета 640 К, HD — высокая плотность (отличался от QD повышенным количеством секторов), ED — расширенная плотность.

Рабочие плотности дисководов и ёмкости дискет в килобайтах
ПлотностьДюймов 8 5,25 3,5
SD 160/180 160/180
DD 320/360 720
QD 640/720
HD 1200 1440
ED 2880

8-дюймовые дисководы долгое время были предусмотрены в BIOS и поддерживались MS-DOS, но точной информации о том, поставлялись ли они потребителям, нет (возможно, поставлялись предприятиям и организациям и не продавались физическим лицам).

Кроме вышеперечисленных вариаций форматов, существовал целый ряд усовершенствований и отклонений от стандартного формата дискет.

Наиболее известные — 320/360 Кб дискеты Искра-1030/Искра-1031 — фактически представляли из себя SS/QD дискеты, но бут-сектор их был отмаркирован как DS/DD. В результате стандартный дисковод IBM PC не мог прочесть их без использования специальных драйверов (800.com), а дисковод Искра-1030/Искра-1031, соответственно, не мог читать стандарные дискеты DS/DD от IBM PC.

Специальные драйверы-расширители BIOS 800, pu_1700 и ряд других позволяли форматировать дискеты с произвольным числом дорожек и секторов. Поскольку дисководы обычно поддерживали от одной до 4 дополнительных дорожек, а также позволяли, в зависимости от конструкционных особенностей, отформатировать на 1-4 сектора на дорожке больше, чем положено по стандарту, эти драйвера обеспечивали появление таких нестандартных форматов как 800 Кб (80 дорожек, 10 секторов) 840 Кб (84 дорожки, 10 секторов) и т. д. Максимальная ёмкость, устойчиво достигавшаяся таким методом на 3,5″ HD-дисководах, составляла 1700 Кб.

Эта техника была впоследствии использована в Windows 98, а также Майкрософтовском формате дискет DMF, расширившим ёмкость дискет до 1,68 Мб за счёт форматирования дискет на 21 сектор в аналогичном IBMовском формате XDF.

XDF использовался в дистрибутивах OS/2, а DMF — в дистрибутивах различных программных продуктов от Майкрософт.

Драйвер pu_1700 позволял также обеспечивать форматирование со сдвигом и интерливингом секторов — это ускоряло операции последовательного чтения-записи, но лишало совместимости даже при стандартном количестве секторов, сторон и дорожек.

Наконец, достаточно частой модификацией формата дискет 3,5″ является их форматирование на 1,2 Мб (с пониженным числом секторов). Эта возможность обычно может быть включена в BIOS современных компьютеров. Такое использование 3,5″ характерно для Японии и ЮАР. В качестве побочного эффекта, активация этой настройки BIOS обычно даёт возможность читать дискеты, отформатированные с использованием драйверов типа 800.

В дополнителных (нестандартных) дорожках и секторах иногда размещали данные защиты от копирования проприетарных дискет. Стандартные программы, такие как diskcopy , не переносили эти сектора при копировании.

Неформатированная ёмкость дискеты 3,5″, определяемая плотностью записи и площадью носителя, составляет 2 Мб.

Высота дисковода для 5,25″ дискет равна 1 U. Все дисководы компакт-дисков, включая Blu-ray, имеют ширину и высоту такую же, как у 5,25″ дисковода (это не относится к дисководам ноутбуков).

Ширина дисковода 5,25″ почти равна трём его высотам. Это иногда использовали производители корпусов ЭВМ, где три устройства, помещённые в квадратную «корзину», могли быть вместе с ней переориентированы с горизонтального на вертикальное расположение.

Исчезновение

Одной из главных проблем, связанных с использованием дискет, была их недолговечность. Наиболее уязвимым элементом конструкции дискеты был жестяной или пластиковый кожух, закрывающий собственно гибкий диск: его края могли отгибаться, что приводило к застреванию дискеты в дисководе, возвращавшая кожух в исходное положение пружина могла смещаться, в результате кожух дискеты отделялся от корпуса и больше не возвращался в исходное положение. Сам пластиковый корпус дискеты не служил достаточной защитой гибкого диска от механических повреждений (например, при падении дискеты на пол), которые выводили магнитный носитель из строя. В щели между корпусом дискеты и кожухом могла проникать пыль.

Ссылка на основную публикацию