История накопителей. История «мягких» (гибких) накопителей

Видимо, 2007 год станет последним для некогда популярнейших 3,5-дюймовых флоппи-дисков. Если, согласно официальной статистике, в 1988 году ежегодно в мире продавалось 2 млрд. дискет, то в 2006 году это число упало до 700 млн.

"Далёкий 1967 год. Специалисты лаборатории IBM из Сан-Хосе, занимающиеся разработкой носителей информации, пытаются создать недорогое устройство, способное хранить и передавать микропрограммы для процессоров, мэйнфреймов и управляющих модулей. Цена устройства не должна превышать 5 USD (иначе, его нельзя будет считать заменяемым). Поставка же, не должна вызывать никаких сложностей, а надежность — сомнений".

Сейчас на дворе 2005 год — прошло 38 лет после появления первого прообраза , но FDD продолжает жить! В чём же секрет такой живучести этого "пережитка" прошлого, такого же, как матричный принтер или COM порт? Нам сейчас тяжело понять какой переворот в своё время вызвала обычная дискета. В миг стали не нужны тонны перфокарт, километры магнитной ленты. Один пластиковый конверт и никаких проблем и ошибок! То о чём сегодня будет рассказано, должно раскрыть читателю в полной мере гениальность такого невзрачного, на первый взгляд, изобретения, как обычная дискета.

Считается, что floppy drive disks были изобретены в 1971 году для решения задачи, с которой корпорация IBM столкнулась при создании компьютера System 370. Проблема состояла в том, что программы, хранившиеся в ее памяти на полупроводниках, стирались всякий раз, когда отключалось питание компьютера. "Для перезагрузки машины приходилось снова записывать в память управляющую программу", — вспоминал Эл Шугарт, бывший тогда менеджером по запоминающим устройствам прямого доступа в IBM. Впоследствии основатель компании Shugart Associates и производитель устройств хранения информации — Seagate Technology.

Хотя Шугарта нередко называют отцом дискеты, сам он считает настоящим ее создателем Дэвида Нобла. Нобл, был старшим инженером лаборатории в Сан-Хосе и стойко выносил на своих плечах тяготы работы в качестве единственного подчиненного Шугарта. Прежде всего Нобл опробовал существовавшие тогда технологии. Но вскоре понял, что надо искать принципиально новые пути. Именно тогда и была предложена первая дискета. В течение года Нобл (группа которого уже значительно пополнилась) завершил работу над устройством, получившим в IBM название "диск памяти". Это фактически и была дискета. Она представляла собой 8-дюймовый пластмассовый диск, покрытый закисью железа, обеспечивающий доступ только по чтению. Весил этот диск около 2 унций, емкость его составляла 80 Кбайт. Поворотным моментом в создании дискеты было изобретение защитного футляра. "Мы добились того, что наш диск работал, но никак не могли предложить для него хорошей защитной оболочки", — вспоминал Шугарт. — "Любая пылинка начисто уничтожала данные. Процент ошибок был очень велик". И вот разработчикам пришла идея поместить устройство в футляр из нетканого материала, который обеспечивал бы постоянную протирку поверхности дискеты в процессе ее вращения. Таким образом, поверхность всегда оставалась чистой. "Эта идея в конечном счете решила все дело", — считает Шугарт.

После всеобъемлющих испытаний дискета была встроена в System 370; это произошло в 1971 году. Кроме того, она использовалась для загрузки микропрограмм в контроллер дискового пакета Merlin 3330 компании IBM.

И все же конструкция дискеты, появившейся в 1971 году, не стала стандартом для отрасли, считает Джим Портер, ныне президент аналитической компании Disk/Trend. В те времена, о которых идет речь, Портер работал в MEMOREX — независимой компании, занимавшейся производством дискет. В 1973 году IBM представила новую версию дискеты, на этот раз для системы 3704 Data Entry System. "Формат записи был совершенно иным, к тому же дискета вращалась в другую сторону", — пояснил Портер. Она обеспечивала возможность чтения и записи и позволяла хранить до 256 Кбайт данных. У пользователей появилась возможность вводить данные с дискет, а не с перфокарт. Принципиальное отличие изобретения от всех предыдущих заключалась в приводе флоппи-диска (гибкого диска, или просто дискеты), где имелось два двигателя: один обеспечивал стабильную скорость вращения вставленной в накопитель дискеты, а второй перемещал головку записи-чтения. Скорость вращения первого двигателя зависела от типа дискеты и составляла от 300 до 360 об/мин. Двигатель для перемещения головок в этих приводах всегда был шаговым. С его помощью головки перемещались по радиусу от края диска к его центру дискретными интервалами. В отличии от привода винчестера головки в данном устройстве не "парили" над поверхностью, а касались её.

Представители IBM утверждали, что новое устройство позволяет вместить такой же объем информации, как 3 тыс. перфокарт. Выпуск новой дискеты стал своего рода выстрелом стартового пистолета для производителей этих устройств. Даже сейчас некоторые компании используют восьмидюймовые дискеты!!! Преимущественно при работе с компьютеризованными станками. Но в 1976 году, примерно тогда же, когда появились первые персональные компьютеры, была разработана дискета размером 5,25 дюйма.

По словам Портера (компания Wang Laboratories) — работавшего над настольным компьютером, который мог бы выполнять функции текстового процессора: — "Восьмидюймовая дискета для него была, очевидно, слишком велика". Компания в сотрудничестве с Shugart Associates приступила к работе над устройством меньшего размера". "Размер дискеты мы обсуждали очень горячо — целую ночь просидели в одном из баров Бостона. Ответ нам подсказал случай — кто-то обратил внимание на салфетку, подложенную под стакан с коктейлем, ее размер был как раз 5,25 дюйма, — вспоминал Портер. — Мы похитили ее, привезли в Бостон и сказали нашим инженерам: "Раз подобный пустячок пользуется спросом, пусть наша дискета будет такого же размера". Совершенствование дискет не остановилось на размере салфетки, последствии появилась столь популярная сейчас трехдюймовая дискета, разработанная корпорацией Sony более 30 лет назад. Этот накопитель прожил богатую жизнь и живёт по сей день, хотя надо отметить, что большинство компаний уже отказались от собственного производства трёхдюймовых дискет. Одной из первых фирм, закрывшей свои заводы по производству флоппи-дисков, стала в 1996 KAO, ее примеру последовали IBM, 3M/Imation. Большинство этих компаний перевели производство к третьим компаниям или перешли к новомодной на сегодняшний день практике аутсорсинга. Уже в середине 90-х годов все специалисты заговорили о том, что скорость, а главное — емкость флоппи-дисков, уже не удовлетворяет потребностям сегодняшнего дня. Потребление стандартных дискет стабилизировалось, и к концу 2000 года началось падение продаж по всему миру.

http://midnight.nnm.ru/

Статьи на тему:

• 
  Не секрет, что достижения науки и техники все больше проникают в жизнь современных женщин, причем новейшие технологии пробрались уже не только на кухню, но и в постель. Согласно результатам недавнег...
• 
  Священники из Объединенной Церкви Христа Пилигримов Kонгрегационистов (PCUCC) в штате Огайо протестуют против закона, который не признает однополые браки, и не подписывают сертификаты традиционных б...
• 
  Крупные, четко выраженные скулы, которые, по современным меркам, являются признаком женской красоты, свидетельствуют о непостоянстве женщины в силу ее чрезмерной сексуальной активности, выяснили уче...
• 
  О елочных игрушках мы вспоминаем только раз в году, в преддверии новогодних праздников. Проходит пара недель - и елочные украшения отправляются в дальний угол. Между тем, история игрушек очень...
• 
  Начиная с древних времен люди используют уголь для отопления. Пожалуй, первыми до этого додумались китайцы. Если верить хроникам и летописям, уже три тысячи лет тому назад жители Китая умели варить...
• 
  В продажах бутилированной питьевой воды в России лидируют те же компании, что и в производстве сладкой газировки: Coca-Cola и PepsiCo. И все же транснациональные корпорации пока не могут задавить ло...
• 
  В онлайн-бизнесе, как, впрочем, и в обычном, многое зависит от бизнес-идеи. Некоторые задумки рубятся на корню, потому что кажутся сумасшедшими и неприбыльными. Ниже 10 идей, которые казались беспер...
• 
  «Лайфхак» стал повальным увлечением во всем мире. Люди делятся друг с другом практическими советами, как выходить из разных жизненных ситуаций и извлекать пользу там, где ее никто не жде...
• 
  Жидкокристаллические и плазменные телевизоры завоевывают рынок, вытесняя традиционные кинескопы. Цена плоских панелей становится все доступнее широкому потребителю: более или менее качественный плазме...
• 
  Япония ввела новые правила авиаперевозок, согласно которым во время полёта запрещается пользоваться устройствами с беспроводными интерфейсами. В первую очередь запрет касается игровых консолей с...

История носителя данных, который мы называем "дискетой", насчитывает почти четыре десятилетия. Правда, современная 3,5-дюймовая дискета немножко моложе - ей "всего" 29 лет.

В конце апреля корпорация Sony объявила о решении прекратить выпуск 3,5-дюймовых компьютерных дискет на территории Японии с марта 2011 года. Многие, наверное, давно забыли о существовании такого носителя, но сообщение прозвучало символично: компания, когда-то давным-давно разработавшая эту модификацию магнитного диска, торжественно прощается с ним.

История носителя данных, который мы называем "дискетой", насчитывает почти четыре десятилетия. Правда, современная 3,5-дюймовая дискета немножко моложе - ей "всего" 29 лет. Но каких! За эти десятилетия мир изменился до неузнаваемости: с карты исчезли одни страны и появились другие... Да что там страны, компьютеры стали в миллионы раз мощнее и миниатюрнее! Благодаря открытиям в области информационных технологий и электроники появились и прочно вошли в жизнь устройства, даже о назначении которых мало кто догадался бы сорок лет назад. Сменилось несколько поколений вычислительной техники, а дискета осталась почти такой же, как и сразу после рождения.

Считается, что первый "диск памяти", который впоследствии получил название "гибкий диск" (floppy disk), был выпущен американской компанией IBM в 1971 году. Работа над гибким магнитным дискам началась ещё в 1967 году: перед группой инженеров под руководством Алана Шугарта была поставлена задача разработать недорогой (не дороже 5$) и надёжный сменный носитель для хранения и переноса компьютерных микропрограмм. Сегодня это звучит смешно, но проблема заключалась в том, что микропрограммы для процессоров и прочей электроники тогда хранились в полупроводниковой памяти, которая просто стиралась всякий раз, когда отключалось питание.

Старший инженер Дэвид Нобл предложил решение вполне в духе времени: 8-дюймовый диск из пластмассы, на который был нанесён слой из магнитной окиси железа Fe3O4. Для защиты диска от пыли был придуман мягкий футляр из нетканого материала, который заодно и протирал носитель во время вращения. Ёмкость этой первой в мире дискеты составляла целых 80 Кбайт и, пройдя испытания, устройство для работы с этими накопителями получило прописку в машине IBM System 370.

С появлением первых персональных компьютеров возникла необходимость в более компактном сменном носителе. Поскольку в подавляющем большинстве таких машин не было жёсткого диска - это было слишком уж дорого - операционная система загружалась с одной дискеты, которая затем извлекалась и заменялась дискетой с нужным приложением и данными. Два накопителя существенно упрощали работу, а для их установки в один компьютер они должны были быть не слишком большими по размерам.

Легенда гласит, что однажды в баре инженеры Джим Эдкиссон и Дон Массаро обсуждали с главой компании Wang Laboratories Эном Воном оптимальные размеры такого носителя. Внимание собеседников привлекла обыкновенная салфетка, размеры которой и были приняты за основу - так в 1976 году появились дискеты диаметром 5,25 дюйма.

Первоначальная их ёмкость составила уже 98,5 Кбайт, а чуть позже - 110 Кбайт. Дискеты могли иметь одну (SS) или две рабочих поверхности (DS), что, естественно, удваивало их ёмкость, а в 1978 году начался выпуск дискет "двойной плотности" (DD) - на 360 Кбайт. На защитном чехле появились специальные отверстия, позволяющие дисководу определять их ёмкость, а также квадратный вырез, предотвращающий случайное стирание данных: для осуществления записи его надо было заклеить.

Шли годы, компьютеры становились всё меньше и меньше, а дискеты оставались такими же. К тому же, у них был существенный недостаток - они легко гнулись и становились бесполезными. Множество компаний предлагало свои варианты более миниатюрных носителей диаметром от 3 до 3,5 дюймов - в частности, 3-дюймовые Mitsumi QuickDisk даже стали стандартом для электронных клавишных инструментов середины восьмидесятых.

Но Sony повезло больше других: в 1982 году консорциум Microfloppy Industry Committee, объединивший 23 производителя магнитных дисков, принял в качестве основы для нового стандарта конструкцию, разработанную в 1981 году японскими инженерами. Первые 3,5-дюймовые дискеты, точно такие же на вид, как продающиеся сегодня, появились на рынке в 1983 году.

В отличие от прежних "гибких дисков", новые были помещены в жёсткий пластиковый корпус и теперь согнуть их можно было, только сломав. Однако английское название осталось прежним, "floppy disk" - чтобы отличать от всё более распространённых "жёстких дисков".

Ёмкость 3,5-дюймовых дискет тоже постоянно росла: сначала на такой носитель можно было записать 360 (на ПК) или 400 (на Macintosh) Кбайт данных, затем появились "двусторонние" диски на 720 (ПК) или 800 (Macintosh) Кбайт, а в 1987 году был представлен формат HD, позволяющий сохранить на одном магнитном диске 1,44 Мбайт данных. Так что, строго говоря, современной дискете всего 23 года - самый творческий возраст по человеческим меркам: уже не юность, но ещё не зрелость.

А попытки похоронить 3,5-дюймовую дискету начались, можно сказать, с самого её детства: в 1998 году компания Apple демонстративно отказалась встраивать в свой новый настольный компьютер iMac G3 флоппи-дисковод - и это при том, что все "Макинтоши" до этого момента обязательно оснащались таким приводом! Компьютер был выполнен в виде моноблока, и прямо под экраном красовался слот для загрузки самого современного для тех лет носителя - компакт-диска. Уже тогда, по мнению маркетологов компании, распространение пишущих CD-приводов, офисных локальных сетей и появление общедоступного интернета делает дискеты с их крохотным объёмом попросту ненужными.

Как показало время, Apple поторопилась, но ненамного: в 2003 году крупнейший в США производитель компьютеров компания Dell прекратила устанавливать флоппи-дисководы в настольные компьютеры в качестве стандартного оборудования. Чуть раньше "флоппоглоты" исчезли из ноутбуков. Эра дискет закончилась.

Тем не менее, полностью прощаться с "гибкими дисками" ещё рано. Вы удивитесь, но дискеты до сих пор используются во вполне современных отраслях: в авиации - для обновления навигационных баз данных, в тестовом телекоммуникационном оборудовании - для записи логов, в станках для металлообработки и формовки пластиковых деталей - для загрузки программ. Дискеты во всех странах обожают всевозможные государственные органы и, особенно, налоговые инспекции. Наконец, дискеты до сих пор применяются для программирования клавишных синтезаторов и даже банкоматов!

Так что 3,5-дюймовые дискеты пока рановато списывать со счетов. К тому же, ещё один из крупнейших производителей "гибких дисков", компания Verbatim, со всей ответственностью заверяет , что мы ещё долго будем лицезреть эти замечательные коробочки на полках магазинов электроники.

Сегодня для хранения информации мы используем HDD, SSD, SD-карты, USB-флэшки. Уже намного реже мы вставляем в ноутбуки лазерные диски. У меня лично дома ни одного устройства, поддерживающего этот носитель, нет.

Многие из нас давно не видели аудио и видеокассет, бобин с магнитными плёнками, дискет, и тем более перфокарт и перфолент. Эти носители, некоторые из которых известны ещё с XVIII века, почти исчезли.

Но только почти. Сегодня мы поговорим о временах, когда в ходу были «мягкие» носители данных, и о том, что все они до сих пор живы благодаря прочному укоренению в государственных и военных учреждениях и исследовательских центрах.

Перфокарты и перфоленты

Базиль Бушон, сын сборщика орга́нов, адаптировал используемую для автоматического проигрывания музыки систему («развернул» цилиндр с штырьками/калками) под нужды ткацкого дела.
Он использовал перфорированную бумагу в рулоне, чтобы станок воспроизводил рисунок на ткани. Коллега Бушона, Жан-Баптист Фалькон, заменил бумажную ленту на скреплённые между собой перфорированные карты.

Ткацкий станок Базиля Бушона

Механизм усовершенствовал Жозеф Мари Жаккар. Свой ткацкий станок для крупноузорчатых тканей он создал в 1804 году. Перфорировнные карты позволяли в автоматическом режиме, практически без участия мастера, осуществлять определённое чередование подъёмов и опускания нитей основы, чтобы отобразить на ткани заданный узор.

Перфорированные карты в ткацком станке Жаккара

Результат работы Жаккардова станка

В ткацком деле до сих пор используются Жаккардовы станки, улучшенные, автоматизированные. Но перфокарты работают до сих пор. Ниже вы видите пример перфокарты с сайта по домоводству для станка Brother - с мотоциклистом для детского свитера.

Перфокарта для современной вязальной машины Brother

Чарльз Бэббидж в 1822 году построил первую модель своей разностной машины, которая состояла из валиков и шестерней, вращаемых при помощи специального рычага. Тогда же он попросил правительство Великобритании профинансировать его дальнейшую работу. В процессе он столкнулся со множеством проблем, так что через девять лет работа встала. Хотя частично машина функционировала и производила вычисления. Позже он возвращался к работе в 1847-1849 годах. Для этого огромного калькулятора Бэббидж даже разработал принтер, который в 2000 году запустили в лондонском Музее науки.

80-колонная перфокарта советского производства для табулятора IBM, 1980 год

В 1938 году немецкий инженер Конрад Цузе построил один из первых программируемых компьютеров в мире - Z1 . Машина имела устройство ввода в виде клавиатуры, сделанной из пишущей машинки, электрический привод и была способна вычислять данные в десятичной системе в виде чисел с плавающей запятой. Данные выводились с помощью панели на лампах.

Машина выполняла умножение за 5 секунд. Тактовая частота составляла 1 Гц. Система работала за счёт двигателя пылесоса мощностью в 1 киловатт.

Z1 была оснащена устройством чтения перфоленты, которое предоставляло код операции для каждой инструкции.

Конрад Цузе и воссозданная после Второй мировой вычислительная машина Z1

Перфолента для вычислительной машины Z1

В 1940 годы американские артиллеристы использовали таблицы стрельбы, содержащие информацию о поправках прицела в соответствии с дистанциями до цели. Расчёты траекторий одним человеком для одного типа орудия и одного снаряда занимали более двух недель. Нужно было посчитать около трёх тысяч траекторий для множества комбинаций параметров - температуры воздуха, плотности почвы, скорости ветра и так далее. Учёный из Пенсильванского университета Джон Уильям Мокли задумал использовать вакуумные лампы в качестве элементной базы для электронной дифференцирующей машины. С этого начинается история ENIAC, а затем его улучшенной версии - EDVAC.

ENIAC собрали в 1945 году. Первой задачей было математическое моделирование термоядерного взрыва супер-бомбы по гипотезе Улама-Теллера. Задача была настолько сложной, что даже при игнорировании многих физических эффектов и максимальном упрощении уравнения для ввода программы в компьютер понадобился миллион перфокарт.

Для чтения перфокарт использовали табулятор IBM. Одной из проблем этого носителя информации была невысокая скорость работы: слишком много времени уходило на перфорацию на картах выведенных в процессе расчётов данных и их ввод в машину для дальнейших вычислений. Для решения этой проблемы изобретатели начали работать над новыми способами ввода и хранения данных - над магнитными лентами.

Первые программисты ENIAC: на корточках - Рут Лихтерман, стоит - Мэрлин Уэскофф. 1946 год.

Бобины чистых перфолент советского производства.

Магнитная лента

В 1927 году немецкий инженер Фриц Пфлеймер с помощью клея нанёс напыление порошка оксида железа на тонкую бумагу, и годом позже получил патент на применение магнитного порошка на бумаге или киноплёнке. Но патент отменили из-за того, что такое применение порошка было изложено в патенте Поульсена.

Идеи Поульсена и Пфлеймера использовала компания AEG, разработавшая прибор для магнитной записи «Магнетофон-К1». Магнитную ленту для «магнетофона» изготавливал химический концерн BASF. Устройство представили на радиовыставке в Берлине в 1935 году.

Патент США на записывающее устройство на магнитной проволоке.

«Магнетофон-К1»

В 1951 году изобретатели компьютера ENIAC Джон Экерт и Джон Мокли работали над новой машиной. Ей стал первый условно коммерческий компьютер в США - UNIVAC I. Компьютер строили для нужд Военно-воздушных сил и топографической службы Армии США, а заказ был размещён от лица Бюро переписи населения. Всего были выпущены сорок шесть экземпляров UNIVAC I для установки в правительственных учреждениях, частных корпорациях и университетах. Второй экземпляр был установлен в Пентагоне. Последние экземпляры выключили в 1970 году после 13 лет службы в коммерческой страховой компании.

Стоимость машины начиналась со 159 000 долларов. Со временем цена составила от 1 250 000 до 1 500 000 долларов. В переводе на деньги 2016 года максимальная цена UNIVAC I составляла 12 480 000 долларов.

В качестве носителя данных в этом компьютере впервые использовали магнитную ленту. Одновременно можно было подключить до десяти ленточных накопителей UNISERVO.

UNISERVO стал первым ленточным накопителем для коммерческого компьютера и имел успех. Ленты UNIVAC из никелированной бронзы были шириной в половину дюйма и длиной до 450 метров. Данные записывались на восьми дорожках, где шесть были собственно для данных, одна - для контроля чётности, и ещё одна - для синхронизации. Одна лента вмещала 1 440 000 шестибитных символов.

Ленточные накопители UNISERVO для UNIVAC

В 1960 году в IBM разработали первую пластиковую карту с магнитной полосой. Штрих-коды и перфорация не отличались надёжностью, и для банковских карт было необходимо придумать новый способ хранения данных. Выбор пал на магнитную ленту. Сегодня все банковские карты имеют магнитную ленту, хотя всё чаще начинают использовать чипы и NFC.

Первые прототипы карт с магнитной полосой

В персональных компьютерах 1970-1980-х годов для хранения информации часто использовались аудиокассеты. Воспроизведение и запись программ осуществляли либо с помощью специальных накопителей, либо с помощью обычных бытовых аудиомагнитофонов. Попробуйте сказать вслух «аудиомагнитофон» - как-то необычно звучит, верно?

Sinclair ZX Spectrum+2

Магнитофон Atari XC12 для компьютеров Atari 65XE и 130XE.

Многие уже забыли, как выглядят аудиокассеты и видеокассеты. Кто-то их никогда не видел и не держал в руках. Но для бизнеса и исследовательских центров магнитные ленты до сих пор имеют огромное значение.

Дискета - портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-х - конце 1990-х годов. Вместо термина «дискета» иногда используется аббревиатура ГМД - «гибкий магнитный диск» (соответственно, устройство для работы с дискетами называется НГМД - «накопитель на гибких магнитных дисках»).
Обычно дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем, отсюда английское название «floppy disk» («гибкий диск»). Эта пластинка помещается в пластмассовый корпус, защищающий магнитный слой от физических повреждений. Оболочка бывает гибкой или жёсткой. Запись и считывание дискет осуществляется с помощью специального устройства - дисковода гибких дисков (флоппи-дисковода).
Дискеты обычно имеют функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения.

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.

Форматы

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.

«Далёкий 1967 год. Специалисты лаборатории IBM из Сан-Хосе, занимающиеся разработкой носителей информации, пытаются создать недорогое устройство, способное хранить и передавать микропрограммы для процессоров, мэйнфреймов и управляющих модулей. Цена устройства не должна превышать 5 USD (иначе, его нельзя будет считать заменяемым). Поставка же, не должна вызывать никаких сложностей, а надежность — сомнений».
Сейчас на дворе 2008 год — прошло 41 года после появления первого прообраза дискеты, но FDD продолжает жить! В чём же секрет такой живучести этого «пережитка» прошлого, такого же, как матричный принтер или COM порт? Это наверное, в соотношении цена/надёжность/ качество. Нам сейчас тяжело понять какой переворот в своё время вызвала обычная дискета. А жаль! В миг стали не нужны тонны перфокарт, километры магнитной ленты. Один пластиковый конверт и никаких проблем и ошибок! То о чём сегодня будет рассказано, должно раскрыть читателю в полной мере гениальность такого невзрачного, на первый взгляд, изобретения, как обычная дискета.
Считается, что floppy drive disks были изобретены в 1971 году для решения задачи, с которой корпорация IBM столкнулась при создании компьютера System 370. Проблема состояла в том, что программы, хранившиеся в ее памяти на полупроводниках, стирались всякий раз, когда отключалось питание компьютера. «Для перезагрузки машины приходилось снова записывать в память управляющую программу», — вспоминал Эл Шугарт, бывший тогда менеджером по запоминающим устройствам прямого доступа в IBM. Впоследствии основатель компании Shugart Associates и производитель устройств хранения информации — Seagate Technology.
Хотя Шугарта нередко называют отцом дискеты, сам он считает настоящим ее создателем Дэвида Нобла. Нобл, был старшим инженером лаборатории в Сан-Хосе и стойко выносил на своих плечах тяготы работы в качестве единственного подчиненного Шугарта. Прежде всего Нобл опробовал существовавшие тогда технологии. Но вскоре понял, что надо искать принципиально новые пути. Именно тогда и была предложена первая дискета. В течение года Нобл (группа которого уже значительно пополнилась) завершил работу над устройством, получившим в IBM название «диск памяти». Это фактически и была дискета. Она представляла собой 8-дюймовый пластмассовый диск, покрытый закисью железа, обеспечивающий доступ только по чтению. Весил этот диск около 2 унций, емкость его составляла 80 Кбайт. Поворотным моментом в создании дискеты было изобретение защитного футляра. «Мы добились того, что наш диск работал, но никак не могли предложить для него хорошей защитной оболочки», — вспоминал Шугарт. — «Любая пылинка начисто уничтожала данные. Процент ошибок был очень велик». И вот разработчикам пришла идея поместить устройство в футляр из нетканого материала, который обеспечивал бы постоянную протирку поверхности дискеты в процессе ее вращения. Таким образом, поверхность всегда оставалась чистой. «Эта идея в конечном счете решила все дело», — считает Шугарт.
После всеобъемлющих испытаний дискета была встроена в System 370; это произошло в 1971 году. Кроме того, она использовалась для загрузки микропрограмм в контроллер дискового пакета Merlin 3330 компании IBM.
И все же конструкция дискеты, появившейся в 1971 году, не стала стандартом для отрасли, считает Джим Портер, ныне президент аналитической компании Disk/Trend. В те времена, о которых идет речь, Портер работал в MEMOREX — независимой компании, занимавшейся производством дискет. В 1973 году IBM представила новую версию дискеты, на этот раз для системы 3704 Data Entry System. «Формат записи был совершенно иным, к тому же дискета вращалась в другую сторону», — пояснил Портер. Она обеспечивала возможность чтения и записи и позволяла хранить до 256 Кбайт данных. У пользователей появилась возможность вводить данные с дискет, а не с перфокарт. Принципиальное отличие изобретения от всех предыдущих заключалась в приводе флоппи-диска (гибкого диска, или просто дискеты), где имелось два двигателя: один обеспечивал стабильную скорость вращения вставленной в накопитель дискеты, а второй перемещал головку записи-чтения. Скорость вращения первого двигателя зависела от типа дискеты и составляла от 300 до 360 об/мин. Двигатель для перемещения головок в этих приводах всегда был шаговым. С его помощью головки перемещались по радиусу от края диска к его центру дискретными интервалами. В отличии от привода винчестера головки в данном устройстве не «парили» над поверхностью, а касались её.
Представители IBM утверждали, что новое устройство позволяет вместить такой же объем информации, как 3 тыс. перфокарт. Выпуск новой дискеты стал своего рода выстрелом стартового пистолета для производителей этих устройств. Даже сейчас некоторые компании используют восьмидюймовые дискеты!!! Преимущественно при работе с компьютеризованными станками. Но в 1976 году, примерно тогда же, когда появились первые персональные компьютеры, была разработана дискета размером 5,25 дюйма.
По словам Портера (компания Wang Laboratories) — работавшего над настольным компьютером, который мог бы выполнять функции текстового процессора: — «Восьмидюймовая дискета для него была, очевидно, слишком велика». Компания в сотрудничестве с Shugart Associates приступила к работе над устройством меньшего размера». «Размер дискеты мы обсуждали очень горячо — целую ночь просидели в одном из баров Бостона. Ответ нам подсказал случай — кто-то обратил внимание на салфетку, подложенную под стакан с коктейлем, ее размер был как раз 5,25 дюйма, — вспоминал Портер. — Мы похитили ее, привезли в Бостон и сказали нашим инженерам: «Раз подобный пустячок пользуется спросом, пусть наша дискета будет такого же размера». Совершенствование дискет не остановилось на размере салфетки, последствии появилась столь популярная сейчас трехдюймовая дискета, разработанная корпорацией Sony более 30 лет назад. Этот накопитель прожил богатую жизнь и живёт по сей день, хотя надо отметить, что большинство компаний уже отказались от собственного производства трёхдюймовых дискет. Одной из первых фирм, закрывшей свои заводы по производству флоппи-дисков, стала в 1996 KAO, ее примеру последовали IBM, 3M/Imation. Большинство этих компаний перевели производство к третьим компаниям или перешли к новомодной на сегодняшний день практике аутсорсинга. Уже в середине 90-х годов все специалисты заговорили о том, что скорость, а главное — емкость флоппи-дисков, уже не удовлетворяет потребностям сегодняшнего дня. Потребление стандартных дискет стабилизировалось, и к концу 2000 года началось падение продаж по всему миру.
Продажи дискет 3,5″ в Европе (млн.шт.)
ГОД 1998 1999 2000 2001 2002
Продажи 565 560 572 505 450
Ситуация в России оказалась несколько иной. Здесь рост рынка флоппи-дискет в количественном выражении продолжался вплоть до 2002 года. Теперь же стоит обратиться и к технической стороне вопроса. Известно, что для каждого из типоразмеров дискет (5,25 или 3,5 дюйма) были разработаны свои специальные приводы соответствующего форм-фактора. Дискеты каждого типоразмера (5,25 и 3,5 дюйма) стали двусторонними (Double Sided, DS), а односторонние постепенно перестали производиться.
Плотность записи могла быть различной:
одинарной (Single Density, SD);
двойной (Double Density, DD);
высокой (High Density, HD).
Поскольку об одинарной плотности уже мало кто вспоминает, такую классификацию я пропущу, и расскажу только о двусторонних дискетах двойной плотности (DS/DD, емкость 360 или 720 Кбайт) и двусторонних дискетах высокой плотности (DS/HD, емкость 1,2, 1,44 или 2,88 Мбайта). Плотность записи дискеты определяется величиной зазора между диском и магнитной головкой, а от стабильности зазора зависит качество самой записи (считывания). Для повышения плотности было жизненно необходимо уменьшить зазор. Однако, при этом значительно повышались требования к качеству рабочей поверхности дискеты. В качестве материала для изготовления магнитных дисков стали применять алюминиевый сплав Д16МП (МП — магнитная память).
Сама же дискета представляла собой слой магнито — мягкого материала, нанесенного на специальную подложку, выполненную из полимерного немагнитного пластического вещества, степень жесткости которого могла быть различной в зависимости от реализации. Сам же носитель помещался в бумажный, пластмассовый или другой кожух-корпус. В кожухе дискета свободно вращалась приводом дисковода через окно центрального захвата. Это обеспечивало прохождение площади дорожки под устройством чтения/записи — головкой чтения/записи. На кожухе дискеты располагались отверстия:
центрального захвата;
отверстие позиционирования головки;
отверстие физической защиты от записи;
направляющие отверстия и пазы;
отверстия авто определения типа магнитного покрытия;
отверстие определения полного оборота носителя;
отверстие для позиционирования магнитных головок чтения/ записи у 3.14 дюймовых носителей закрыто металлической задвижкой.
отверстие для центрального захвата и вращения на шпинделе привода вращения диска (в отличие от носителя диаметром 5.25 дюймов, находится только с нижней стороны дискеты).
Ещё одним принципиальным новшеством, для своего времени, стала такая операция, как форматирование. Изначально форматирование дискет производилось при помощи специального программного обеспечения — довольно необычного, для сегодняшнего обывателя. Как правило, производителями дискет указывался параметр называемый числом точек на дюйм носителя — TRACK PER INCH (TPI). Данный параметр говорил, какую максимальную плотность размещения областей независимой намагниченности может иметь носитель.
Первые дисководы были огромными! Они не располагались внутри системного блока, а находились снаружи. Дисковод представлял собой универсальное устройство чтения/записи. Каждый тип носителя, как правило, требовал собственного устройства — для чтения 8″, 5″ и 3″ дюймовых дискет. Такой дисковод состоял из двигателя, системы управления вращением носителя, двигателя, системы управления позиционированием головок чтения/записи, схем формирования и преобразования сигналов и др. электронных устройств.
Остаётся из вышеописанного сделать вывод о том, что разработка обычной дискеты стала одной из важнейших составляющих успеха персональных компьютеров.