Конструкция дискеты

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Конструкция дискеты

Конструкция дискеты

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.

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

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.

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).

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.

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.

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.

Массовое вытеснение дискет из обихода началось с появлением перезаписываемых компакт-дисков, и особенно, носителей на основе флэш-памяти, обладающих гораздо меньшей удельной стоимостью, на порядки большей емкостью, большим фактическим числом циклов перезаписи и долговечностью и большей скоростью обмена данными.

Промежуточным вариантом между ними и традиционным дискетами являются магнитооптические носители, Iomega Zip, Iomega Jaz и другие. Такие сменные носители иногда также называют дискетами.

Однако, даже в 2009, дискета (обычно 3,5") и соответствующий дисковод необходимы (при невозможности сделать это через интернет непосредственно из операционной системы), чтобы "перепрошить" флэш-память BIOS многих материнских плат, например, Gigabyte[1]. Так же их ещё используют для работы с небольшими файлами (как правило с текстовыми), для переноски этих файлов с одного компьютера на другой. Так что с полной уверенностью можно сказать, что дискеты будут использоваться ещё несколько лет, по крайней мере до того момента, когда цена на самые дешёвые flash-накопители не будет сопоставимы с ценами на дискеты (сейчас их разница ~10 раз, но неуклонно уменьшается).

Системную дискету можно создать и стандартными средствами Windows. Но в этом случае при запуске компьютера с такой дискеты, на экране вы увидите только большое черное поле с командной строкой, в которой необходимо будет по памяти правильно набирать DOS-овские команды и самому прописывать пути для открытия нужных вам файлов. А вы сумеете это сделать без посторонней помощи?

Системная дискета, создаваемая по предлагаемой мной технологии позволит вам управлять директориями и файлами компьютерной мышкой с помощью файлового менеджера Pie Commander.

Итак, начинаем (желательно на компьютере с ОС Windows 95-98, но можно и с любым другим):

Запустив "Проводник Windows" (файл Explorer.exe в директории C:\Windows), в дисковод вставляем дискету без сбойных секторов (желательно новую).

В левом окне Проводника кликнуть правой кнопкой мыши на значке "Диск 3,5(А)" и в контекстном меню выбрать "Форматировать".

В открывшемся окне "Форматирование: Диск 3,5(А)" в разделе "Способ форматирования" отметить "Быстрое", в разделе "Прочие параметры" поставить "птичку" на "Скопировать на диск системные файлы". (Если вы уверены, что дискета уже отформатирована, можно в разделе "Способ форматирования" отметить "Только копирование системных файлов")

По окончании форматирования закрыть это окно. На дискете будут находиться 4 файла: Command.com, Drvspace.bin, Io.sys, Msdos.sys, расположенные соответствующим образом, позволяющим компьютеру запуститься с этой дискеты. (Простое копирование этих файлов на дискету не делает её системной)

После этого распаковать на дискету (или скопировать предварительно распакованное) содержимое архива "sistdisk.zip" (объем архива 620 Kb., скачать sistdisk.zip с зеркала). При появлении вопросов, заменить ли имеющиеся на дискете "такие-то" файлы файлами, копируемыми из архива, соглашайтесь на замену.

В результате на дискете окажется 23 файла (среди которых находятся Format.com, используемый для форматирования дисков объёмом до 40Гб., и Fdisk.exe, с помощью которого можно разбить жесткий диск на несколько разделов - C, D, E. коротко об этой программе), и три директории: Cc (в которой находится файловый менеджер Pie Commander), Mouse (с драйверами для мыши) и Smartudm с утилитой чтения S.M.A.R.T. информации винчестеров, Smartudm.exe (описание работы с ней см. в файле Smartudm.txt).

Не вытаскивая дискету из дисковода, через кнопку "Пуск" - "Завершение работы" выберите "Перезагрузить компьютер". При перезагрузке компьютер должен будет загрузиться с созданной вами системной дискеты, в результате чего запустится программа PIE Commander (файловый менеджер типа Нортон Коммандер-а, надеюсь, умеете с ним обращаться) и мышь также будет работать.

интерфейс программы PIE Commander

Если компьютер загрузился с дискеты, то все в порядке. На всякий случай запускаем файл Setup.exe дистрибутива Windows. Должен запуститься мастер установки Windows. Отменяем установку, вытаскиваем дискету из дисковода и перезагружаем компьютер.

Но если при перезагрузке компьютера не происходило обращения к дискете, а как обычно компьютер вошел в рабочий режим Windows, значит, вам необходимо будет войти в Setup (куда можно войти по нажатии клавиши "Delete" или "F2" в начальный момент включения компьютера) где вам необходимо будет изменить настройки BIOS-а таким образом, чтобы запуск компьютера происходил именно так как нужно: вначале происходило обращение к дискете (в качестве "First Boot Device" выберите FDD), а затем к диску С ("Second Boot Device")