История дискеты: от идеи до иконки | Rusbase

История дискеты: от идеи до иконки | Rusbase Компьютер

Анатомия дискеты

Как и любой другой магнитный
дисковый носитель, гибкий диск разбит на
концентрически расположенные дорожки.
Дорожки, в свою очередь, разбиты на секторы.
Перемещение головки для доступа к
различным дорожкам осуществляется при
помощи специального привода
позиционирования головки, который
перемещает в радиальном направлении блок
магнитных головок от одной дорожки к другой.

Принцип записи информации на
дискету — такой же, как и в магнитофоне:
происходит непосредственный механический
контакт головки с магнитным слоем,
нанесенным на искусственную пленку —
майлар. Этим обусловливается невысокая
скорость чтения/записи (носитель не может
быстро двигаться относительно головки),
невысокие надежность и долговечность (ведь
происходит механическое стирание, износ
носителя).

Как уже отмечалось,
первоначально разметка 8-дюймовой дискеты
на секторы была жесткой, то есть началу
каждого сектора соответствовало индексное
отверстие, прохождение которого через
оптопару вызывало электрический импульс.
Это упрощало конструкцию контроллера (не
надо отслеживать начало каждого сектора) и
накопителя (не требуется поддерживать
высокую стабильность скорости вращения), но
ограничивало увеличение емкости за счет
внутренних резервов и снижало прочность.

Впоследствии благодаря прогрессу
микроэлектроники количество индексных
отверстий сократилось до одного,
соответствующего заголовку дорожки, а
опознавание заголовков секторов
производилось контроллером. В дискетах
размером 3,5 дюйма индексное отверстие
отсутствует, синхронизация производится
исключительно за счет чтения заголовков.

Позиционирование головки первое
время чаще всего осуществлялось при помощи
механизма «шаговый двигатель—винт—гайка».
Блок головок крепился на каретке,
двигающейся по направляющим, параллельным
радиусу дискеты. В каретке же имелось
отверстие, через которое проходил винт, а на
отверстии имелся выступ, входящий в резьбу
на винте и исполнявший роль участка резьбы
гайки.

Шаговый двигатель вращал ходовой
винт, перемещая в радиальном направлении
блок головок посредством гайки за один шаг
на одну дорожку. На дискете размером 8
дюймов только такой механизм мог
обеспечить точное позиционирование
каретки при ее большом ходе (порядка 60 мм).

После появления гибких дисков меньших
размеров (5,25 и 3,5 дюйма) была разработана
другая, применяющаяся до сих пор
кинематическая схема привода головок. В ее
основе лежит гибкая упругая металлическая
полоска, одним концом укрепленная на
каретке, а другим — на барабане,
насаженном на вал шагового двигателя.

Общие принципы конструкции блока
головок классических дискет претерпели
мало изменений. Их особенность заключается
в наличии двух головок туннельного
стирания, расположенных по бокам позади от
головки записи/воспроизведения. Роль этих
головок заключается в исключении
взаимовлияния информации, записанной на
соседних дорожках.

В приводах, которые должны прийти
на смену классической дискете,
используются еще более сложные головки,
которые должны взаимодействовать с двумя
разными носителями, иногда даже
основанными на разных принципах работы.

Дискета еще успеет простудиться на
похоронах своих «убийц»

Итак, эволюционное развитие
дискеты закончилось в силу того, что
технология достигла предела. Наступил
период революций, причем, как и при
революции политической, каждый
революционер лучше всех знает, что нужно «революционизируемым»
пользователям, и действует в соответствии с
этим.

Результатом явилось множество
форматов, отличающихся друг от друга, так
что реально совместимость между всеми
этими устройствами обеспечивается только
благодаря тому, что они могут работать и с
дискетой емкостью 1,44 Мбайт. «Убийцы» флоппи-диска
выстраиваются в очередь: толкаются локтями
и мешают друг другу. Перечислим лишь самые «громкие»
имена этих горе-киллеров:

  • LS-120 (Laser Servo) является детищем
    Mitsubishi Electronics America и Winstation Systems, обладает
    емкостью 120 Мбайт и максимальной скоростью
    обмена 4 Мбайт/с (для интерфейса SCSI). Может
    также подсоединяться через интерфейс IDE.
    Как и в новом 200-мегабайтном HiFD-дисководе от
    Sony, в этом приводе используются различные
    головки для работы с дискетой емкостью 1,44
    Мбайт и с носителем увеличенной емкости.
    Для чтения/записи носителя емкостью 120
    Мбайт используется магнитная головка с «лазерным
    прицелом». То есть позиционирование
    головки осуществляется подобно тому, как
    это происходит в приводах CD-ROM, но только по
    специально нанесенным при изготовлении
    носителя служебным дорожкам, не подлежащим
    перезаписи. На поверхности дискеты LS-120
    умещается 2490 дорожек на дюйм против 135
    дорожек/дюйм у обычных 1,44-мегабайтных
    флоппи. Аналог LS-120 по принципу действия и
    объему, SuperDisk Drive появился в результате
    разработки фирмы Imation (ранее подразделение
    3M).
  • Дискета и привод формата HiFD (High
    Capacity Floppy Disk) разработаны совместно Sony, TEAC, Alps
    и Fuji. При скорости вращения шпинделя 3600 об/мин
    обеспечивается скорость передачи порядка
    600 Кбайт/с (по другим данным,
    производительность Sony HiFD достигает 3,6 Мбайт/с —
    тестирование нашей лаборатории покажет. —
    Прим. ред.). Емкость картриджа
    составляет 200 Мбайт.
  • Привод UHC-31130 придумали Mitsumi Electric
    и Swan Instruments.
  • Дисковод Ultra High Density (UHD) от Caleb
    Technology Corp имеет емкость 144 Мбайт. По
    информации разработчиков, данный
    накопитель с интерфейсом IDE обеспечивает
    семикратный прирост производительности по
    сравнению с традиционным флоппи-дисководом.
    Caleb UHD имеет заявленную скорость переноса
    данных 970 Кбайт/с, стоит порядка 70 долларов и
    в перспективе планируется нарастить
    емкость носителя до 540 Мбайт.
  • Pro-FD от Samsung имеет емкость 123
    Мбайт и скорость обмена 625 Кбайт/с. Для
    позиционирования используется
    исключительно магнитная технология с
    самосовмещением.

Диски

Начнем с небольшой предистории. Компакт-диски также называют CD-дисками. CD — сокращение от англ. Compact Disc.

CD-диски бывают двух типов: CD-R и CD-RW. Внешне эти диски очень похожи друг на друга, как близнецы. Отличить их можно только по надписи на коробке или на самом диске.

На диск CD-R можно записать что-нибудь один раз и навсегда. А на CD-RW можно перезаписывать много раз. Как говорится, разница небольшая, но существенная.

Чистые компакт-диски CD-R и CD-RW, на которые ничего не записано, еще называют «болванками».

Для работы с компакт-дисками использовали два типа дисководов: CD-ROM и CD-RW.  Дисковод CD-ROM внешне  похож на дисковод CD-RW.

CD-ROM (читается «сиди-ром») — сокращение от англ. Compact Disc Read-Only Memory, что переводится как «компакт-диск только для чтения». Соответственно дисковод CD-ROM предназначен только для чтения информации с диска CD-R.

CD-RW  — сокращение от англ. Compact Disc Rewritable, что переводится как «перезаписываемый компакт-диск». Для таких дисков нужен дисковод CD-RW, который может читать, записывать и стирать информацию с диска.

Переходим к современным реалиям. После CD-дисков появились DVD-диски и внешне они схожи. DVD (читается «ди-ви-ди») — сокращение от англ. Digital Versatile Disc, что переводится как «цифровой многоцелевой диск»; также англ. Digital Video Disc, что переводится как «цифровой видеодиск».

Все, что я писала выше о дисках CD-R и CD-ROM, распространяется и на диски DVD-R и DVD-ROM. Разница между ними состоит в  объеме информации, которую можно на них поместить. На один DVD-диск можно поместить столько же информации, сколько поместится на шести CD -дисках.

Отличие дисководов DVD-R и DVD-RW такое же, как описывалось выше для CD.  DVD-R только читают, DVD-RW могут еще записывать и стирать. Если Вы стоите перед выбором, то лучшее решение на сегодня — это воспользоваться дисководом DVD-RW, так как он может читать, записывать и стирать и CD, и DVD диски.

При нажатии на кнопку дисковод выдвигается из системного блока для получения компакт-диска, за что его в шутку иногда называют «подставкой для кофе». Конечно, для избежания поломки не надо ничего ставить и класть на дисковод, кроме диска.

Оперативная память

Оперативная память (RAM— RandomAccessMemory) — это массив кристалли­ческих ячеек, способных хранить данные. Существует много различных типов опе­ративной памяти, но с точки зрения физического принципа действия различают динамическую память (DRAM) и статическую память (SRAM).

Ячейки динамической памяти (DRAM) можно представить в виде микроконденса­торов, способных накапливать заряд на своих обкладках. Это наиболее распрост­раненный и экономически доступный тип памяти. Недостатки этого типа связаны, во-первых, с тем, что как при заряде, так и при разряде конденсаторов неизбежны переходные процессы, то есть запись данных происходит сравнительно медленно.

Второй важный недостаток связан с тем, что заряды ячеек имеют свойство рассеи­ваться в пространстве, причем весьма быстро. Если оперативную память постоянно не «подзаряжать», утрата данных происходит через несколько сотых долей секунды. Для борьбы с этим явлением в компьютере происходит постоянная регенерация (освежение, подзарядка) ячеек оперативной памяти.

Ячейки статической памяти (SRAM) можно представить как электронные микро­элементы — триггеры, состоящие из нескольких транзисторов. В триггере хранится не заряд, а состояние (включен/выключен), поэтому этот тип памяти обеспечивает более высокое быстродействие, хотя технологически он сложнее и, соответственно, дороже.

Микросхемы динамической памяти используют в качестве основной оперативной памяти компьютера. Микросхемы статической памяти используют в качестве вспо­могательной памяти (так называемой кэш-памяти), предназначенной для оптими­зации работы процессора.

Каждая ячейка памяти имеет свой адрес, который выражается числом. В большинстве современных процессоров предельный размер адреса обычно составляет 32 разряда, а это означает, что всего независимых адресов может быть 232 . Одна адресуемая ячейка содержит восемь двоичных ячеек, в которых можно сохранить 8 бит, то есть один байт данных.

Таким образом, в современных компьютерах возможна непосредственная адресация к полю памяти размером 232 байт = 4 Гбайт. Однако это отнюдь не означает, что именно столько оперативной памяти непременно должно быть в компьютере. Предель­ный размер поля оперативной памяти, установленной в компьютере, определяется микропроцессорным комплектом (чипсетом) материнской платы и обычно не может превосходить нескольких Гбайт.

Представление о том, сколько оперативной памяти должно быть в типовом компью­тере, непрерывно меняется. В середине 80-х годов поле памяти размером 1 Мбайт казалось огромным, в начале 90-х годов достаточным считался объем 4 Мбайт, к середине 90-х годов он увеличился до 8 Мбайт, а затем и до 16 Мбайт. Сегодня типичным считается размер оперативной памяти в 256 Мбайт, но тенденция к росту сохраняется.

Оперативная память в компьютере размещается на стандартных панельках, называ­емых модулями. Модули оперативной памяти вставляют в соответствующие разъемы на материнской плате. Если к разъемам есть удобный доступ, то операцию можно выполнять своими руками.

Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются объем памяти и скорость передачи данных. Сегодня наиболее распространены модули объемом 128-512 Мбайт. Скорость передачи данных определяет максимальную пропуск­ную способность памяти (в Мбайт/с или Гбайт/с) в оптимальном режиме доступа.

Иногда в качестве определяющей характеристики памяти используют время доступа. Оно измеряется в миллиардных долях секунды {наносекундах, не). Для современных модулей памяти это значение может составлять 5 не, а для особо быстрой памяти, используемой в основном в видеокартах, — снижаться до 2-3 не.

Процессор

Процессор — основная микросхема компьютера, в которой и производятся все вычисления. Конструктивно процессор состоит из ячеек, похожих на ячейки опера­тивной памяти, но в этих ячейках данные могут не только храниться, но и изменяться. Внутренние ячейки процессора называют регистрами.

Важно также отметить, что данные, попавшие в некоторые регистры, рассматриваются не как данные, а как команды, управляющие обработкой данных в других регистрах. Среди регистров процессора есть и такие, которые в зависимости от своего содержания способны модифицировать исполнение команд.

С остальными устройствами компьютера, и в первую очередь с оперативной памятью, процессор связан несколькими группами проводников, называемых шинами. Основ­ных шин три: шина данных, адресная шина и командная шина.

Адресная шина. У процессоров семейства Pentium (а именно они наиболее распро­странены в персональных компьютерах) адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32 параллельных проводников. В зависимости от того, есть напряжение на какой-то из линий или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль.

Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно. В современных персональных компью­терах шина данных, как правило, 64-разрядная, то есть состоит из 64 линий, по которым за один раз на обработку поступают сразу 8 байтов.

Шина команд. Для того чтобы процессор мог обрабатывать данные, ему нужны команды. Он должен знать, что следует сделать с теми байтами, которые хранятся в его регистрах. Эти команды поступают в процессор тоже из оперативной памяти, но не из тех областей, где хранятся массивы данных, а оттуда, где хранятся про­граммы.

Команды тоже представлены в виде байтов. Самые простые команды укла­дываются в один байт, однако есть и такие, для которых нужно два, три и более байтов. В большинстве современных процессоров шина команд 32-разрядная, хотя существуют 64-разрядные процессоры и даже 128-разрядные.

Система команд процессора. В процессе работы процессор обслуживает данные, находящиеся в его регистрах, в поле оперативной памяти, а также данные, находя­щиеся во внешних портах процессора. Часть данных он интерпретирует непосред­ственно как данные, часть данных — как адресные данные, а часть — как команды.

Совокупность всех возможных команд, которые может выполнить процессор над данными, образует так называемую систему команд процессора. Процессоры, отно­сящиеся к одному семейству, имеют одинаковые или близкие системы команд. Процессоры, относящиеся к разным семействам, различаются по системе команд и невзаимозаменяемы.

Процессоры с расширенной и сокращенной системой команд. Чем шире набор системных команд процессора, тем сложнее его архитектура, тем длиннее формальная запись команды (в байтах), тем выше средняя продолжительность исполнения одной команды, измеренная в тактах работы процессора.

Так, например, система команд процессоров семейства Pentium в настоящее время насчитывает более тысячи различных команд. Такие процессоры называют процессорами с расширенной систе­мой команд — CISC-процессорами (CISC— ComplexInstructionSetComputing).

В противоположность C/SC-процессорам в середине 80-х годов появились процес­соры архитектуры RISC с сокращенной системой команд (RISC— ReducedInstructionSetComputing).

При такой архитектуре количество команд в системе намного меньше и каждая из них выполняется намного быстрее. Таким образом, программы, состоя­щие из простейших команд, выполняются этими процессорами много быстрее. Оборотная сторона сокращенного набора команд состоит в том, что сложные опера­ции приходится эмулировать далеко не эффективной последовательностью прос­тейших команд сокращенного набора.

В результате конкуренции между двумя подходами к архитектуре процессоров сложилось следующее распределение их сфер применения:

• CISC-процессоры используют в универсальных вычислительных системах;

• RISC-процессоры используют в специализированных вычислительных системахили устройствах, ориентированных на выполнение единообразных операций.

Персональные компьютеры платформы IBMPC ориентированы на использование CISC-процессоров.

Совместимость процессоров. Если два процессора имеют одинаковую систему команд, то они полностью совместимы на программном уровне. Это означает, что программа, написанная для одного процессора, может исполняться и другим про­цессором. Процессоры, имеющие разные системы команд, как правило, несовмес­тимы или ограниченно совместимы на программном уровне.

Группы процессоров, имеющих ограниченную совместимость, рассматривают как семейства процессоров. Так, например, все процессоры IntelPentium относятся к так называемому семейству х86. Родоначальником этого семейства был 16-разряд­ный процессор Intel8086, на базе которого собиралась первая модель компьютера IBM PC.

Впоследствии выпускались процессоры Intel 80286, Intel 80386, Intel 80486, несколько моделей Intel Pentium] несколько моделей Intel Pentium MMX, модели Intel Pentium Pro, Intel Pentium II, Intel Celeron, IntelXeon, Intel Pentium III, Intel Pentium 4 и другие.

Принцип совместимости «сверху вниз» — это пример неполной совместимости когда каждый новый процессор «понимает» все команды своих предшественников но не наоборот. Это естественно, поскольку двадцать лет назад разработчики процессоров не могли предусмотреть систему команд, нужную для современных про грамм.

Основные параметры процессоров. Основными параметрами процессоров явля­ются: рабочее напряжение, разрядность, рабочая тактовая частота, коэффициент внутреннего умножения тактовой частоты и размер кэш-памяти.

В основе работы процессора лежит тот же тактовый принцип, что и в обычных часах. Исполнение каждой команды занимает определенное количество тактов. В настенных часах такты колебаний задает маятник; в ручных механических часах их задает пружинный маятник; в электронных часах для этого есть колебательный контур, задающий такты строго определенной частоты.

В персональном компью­тере тактовые импульсы задает одна из микросхем, входящая в микропроцессор­ный комплект (чипсет), расположенный на материнской плате. Чем выше частота тактов, поступающих на процессор, тем больше команд он может исполнить в еди­ницу времени, тем выше его производительность. Первые процессоры х86 могли

работать с частотой не выше 4,77 МГц, а сего дня рабочие частоты некоторых про­цессоров уже превосходят 3 миллиарда тактов в секунду (3 ГГц).

Устройство пк :: системный блок :: дисковод

ДисководДисководы гибких магнитных
дисков хранят данные примерно так же, как и жесткие диски
— путем изменения магнитной полярности металлических частичек на их поверхности.
Здесь сходство заканчивается. Первое отличие состоит в том, что дискеты можно
вынимать из дисководов, то есть теоретически они предлагают неограниченное
хранилище данных любому желающему. Но ограниченная емкость дискет (1, 44 МВ в
отличие тысяч мегабайтов жестких дисков) уменьшает их полезность.


Накопители на гибких магнитных дисках



Дисководы (накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), англ.
FDD) бывают двух основных
типов — для больших дискет (размером 5,25 дюйма, иногда пишут — 5,25″), и для
маленьких (3,5 дюйма, 3,5«). Пятидюймовая дискета может вмещать в зависимости от ее
типа от 360 информации (360 тысяч символов) до 1,2 Мбайт. Трехдюймовки хоть и
меньше, но вмещают информации больше (720 КБ — 1,44 МБ). К тому же трехдюймовки
заключены в пластмассовый корпус, и потому их труднее сломать или помять.
Стандартным дисководом для современных компьютеров является дисковод для
маленьких (3,5 дюйма) дискет. Отсюда и его название в компьютерной системе — диск 3,5 А.

5-дюймовый дисковод расположен
на системном блоке компьютера спереди и выглядит как прорезь с
рычажком-защелкой, в которую дискету вставляют и защелкивают. 3-дюймовый
дисковод имеет прорезь поменьше (на 2 дюйма), а вместо защелки у него кнопочка.


3-дюймовый дисковод (слева) и 5-дюймовый дисковод (справа)

Рис.3-дюймовый дисковод (слева)
и 5-дюймовый дисковод (справа)


Дисковод для гибких дисков
больше похож на накопитель магнитной ленты, чем на жесткий диск. Его головка
физически контактирует с гибким диском и таким образом намагничивает
поверхность, защищенную от пыли двигающейся заслонкой, которая автоматически
убирается, когда диск вставляется в дисковод.

Дисководы для гибких дисков
поставляют данные в систему через кабель, подключенный к разъему на материнской
плате. Он отличается от IDE контролера, используемого для жестких дисков, и
скорость передачи данных намного меньше.

Дисководы для гибких магнитных
дисков становятся малоиспользуемыми, но все же необходимыми. Они используются только для переноса небольшого
количества данных с одного компьютера на другой, а также для аварийного запуска
компьютера. Дисководы для компакт-дисков — это основной способ распространения
нового программного обеспечения, но при этом они не нужны компьютеру для
выполнения функций обработки данных.


Гибкие магнитные диски. Два основных вида


Гибкий диск (англ. floppy disk)
или дискета, — носитель небольшого объема информации, представляющий собой
гибкий пластиковый диск в защитной (пластмассовой) оболочке. Используется для переноса данных с
одного компьютера на другой и для распространения программного обеспечения.

Различные виды дискет и накопителейВ центре дискеты имеется приспособление для
захвата и обеспечения вращения диска внутри пластмассового корпуса. Дискета
вставляется в дисковод, который вращает диск с постоянной угловой скоростью.

При этом магнитная головка
дисковода устанавливается на определенную концентрическую дорожку диска, на
которую и производится запись или с которой производится считывание информации.
Информационная емкость современной дискеты невелика и составляет всего 1,44 Мбайт. Скорость
записи и считывания информации также мала (составляет всего около 50 Кбайт/с)
из-за медленного вращения диска (360 об./мин).

В целях сохранения информации
гибкие магнитные диски необходимо предохранять от воздействия сильных магнитных
полей (например, не ложить рядом с дискетой мобильный телефон) и нагревания, так
как такие физические воздействия могут привести к размагничиванию носителя и
потере информации.

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 (Дискеты же с диаметром 5,25» сейчас
используются очень редко, так их емкость не превышает 1,2 Мбайт, да и к тому же,
выполнены они из менее прочного материала). 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 в минуту. В накопителе вращается
сама дискета, магнитные головки остаются неподвижными. Дискета вращается только
при обращении к ней. Накопитель
связан с процессором через контроллер гибких дисков.

В последнее время появились
трехдюймовые дискеты, которые могут хранить до 3 Гбайт информации. Они
изготавливаются по новой технологии Nano2 и требуют специального оборудования
для чтения и записи, которое пока не входит в стандартный пакет при покупке ПК.


Устройство дискеты


Дискеты различаются размерами и емкостью. По
размерам разделение производится на дискеты диаметром 5,25” (, “ — знак дюйма) и
дискеты диаметром 3,5”. По емкости — на дискеты двойной плотности записи
(по-английски double density, сокращение — DD) и высокой плотности (high density,
сокращение — HD).

Дискета 5,25” состоит из
защитного пластмассового конверта, внутри которого находится пластиковый диск с
магнитным покрытием. Этот диск тонкий и легко сгибается — поэтому дискеты и
называются гибкими дисками. Сгибать дискету, конечно, нельзя, и этому
препятствует защитный конверт. В дискете имеется два отверстия — большое в
центре и маленькое рядом с ним. Большое отверстие предназначено для вращения
диска с магнитным покрытием внутри конверта. Это делается двигателем внутри
дисковода. Защитный конверт изнутри покрыт
Современная дискета диаметром 3,5 дюймаворсом, собирающим пыль с магнитного
диска при его вращении. Маленькое отверстие служит для подсчета оборотов диска
внутри дисковода. В конверте с двух сторон имеется продольная прорезь, через
которую виден диск с магнитным покрытием. Через эту прорезь магнитная головка
внутри дисковода касается диска и записывает или считывает данные с него. Данные
записываются на обе стороны диска. Ни в коем случае не касайтесь пальцами
поверхности магнитного диска! Этим вы можете испортить его, поцарапав или
засалив. Если вы повернете дискету прорезью к себе, этикеткой вверх, то сверху
на правой стороне конверта увидите маленький прямоугольный вырез. Если заклеить
его кусочков липкой бумаги (обычно она продается вместе с дискетами), то диск
будет защищен от записи. Обычно этот вырез должен быть свободен, заклеивать его
стоит только на дискетах с важными данными.

Устройство дискеты 3,5” немного
иное. Защитный конверт у нее из жесткого пластика, поэтому такую дискету сложнее
согнуть или сломать. Магнитный диск не виден, поскольку открытых отверстий нет.
Прорезь для доступа магнитной головки к поверхности диска есть, но она прикрыта
защелкой. Защелка пружиной удерживается в закрытом состоянии. Открывать ее
руками не надо во избежание повреждений магнитного диска. Внутри дисковода
защелка открывается автоматически. Для защиты от записи на дискете есть
маленькая защелка. Вы увидите ее слева наверху конверта дискеты, если будете
держать дискету большой защелкой к себе, этикеткой вниз. Положение вниз для
защелки  от записи — обычное, в таком состоянии дискета от записи не защищена.
Чтобы запретить запись данных на дискету, сдвиньте эту защелку вверх, при этом в
дискете откроется маленькое квадратное отверстие.


Способ записи на гибкий диск


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.


Дисковод


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.

Шинные интерфейсы материнской платы

Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют ее шины и логические устройства, размещенные в микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета). От архитектуры этих элементов во мно­гом зависит производительность компьютера.

ISA. Историческим достижением компьютеров платформы IBMPC стало внедре­ние почти двадцать лет назад архитектуры, получившей статус промышленного стандарта ISA(IndustryStandardArchitecture).

Она не только позволила связать все устройства системного блока между собой, но и обеспечила простое подключение новых устройств через стандартные разъемы (слоты). Пропускная способность шины, выполненной по такой архитектуре, составляет до 5,5 Мбайт/с, но, несмотря на низкую пропускную способность, эта шина еще может использоваться в некото­рых компьютерах для подключения сравнительно «медленных» внешних устройств, например звуковых карт и модемов.

EISA. Расширением стандарта ISA стал стандарт EISA(ExtendedISA), отличаю­щийся увеличенным разъемом и увеличенной производительностью (до 32 Мбайт/с). Как и ISA, в настоящее время данный стандарт считается устаревшим.

VLB. Название интерфейса переводится как локальная шина стандарта VESA(VESALocalBus). Понятие «локальной шины» впервые появилось в конце 80-х годов. Оно связано тем, что при внедрении процессоров третьего и четвертого поко­лений (Intel80386 и Intel80486) частоты основной шины (в качестве основной использовалась шина ISA/EISA) стало недостаточно для обмена между процессором и оперативной памятью.

Локальная шина, имеющая повышенную частоту, связала между собой процессор и память в обход основной шины. Впоследствии в эту шину «врезали» интерфейс для подключения видеоадаптера, который тоже требует повы­шенной пропускной способности, — так появился стандарт VLB, который позволил поднять тактовую частоту локальной шины до 50 МГц и обеспечил пиковую про­пускную способность до 130 Мбайт/с.

Основным недостатком интерфейса VLB стало то, что предельная частота локаль­ной шины и, соответственно, ее пропускная способность зависят от числа устройств, подключенных к шине. Так, например, при частоте 50 МГц к шине может быть подключено только одно устройство (видеокарта).

PCI. Интерфейс PCI(PeripheralComponentInterconnect— стандарт подключения внешних компонентов) был введен в персональных компьютерах во времена про­цессора 80486 и первых версий Pentium.

По своей сути это тоже интерфейс локаль­ной шины, связывающей процессор с оперативной памятью, в которую врезаны разъемы для подключения внешних устройств. Для связи с основной шиной ком­пьютера (ISA/EISA) используются специальные интерфейсные преобразователи -мосты PCI(PCIBridge).

Данный интерфейс поддерживает частоту шины 33 МГц и обеспечивает пропуск­ную способность 132 Мбайт/с. Последние версии интерфейса поддерживают час­тоту до 66 МГц и обеспечивают производительность 264 Мбайт/с для 32-разряд­ных данных и 528 Мбайт/с для 64-разрядных данных.

Важным нововведением, реализованным этим стандартом, стала поддержка так называемого режима plug-and-play, впоследствии оформившегося в промышлен­ный стандарт на самоустанавливающиеся устройства.

Его суть состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PCI про­исходит обмен данными между устройством и материнской платой, в результате которого устройство автоматически получает номер используемого прерывания, адрес порта подключения и номер канала прямого доступа к памяти.

Конфликты между устройствами за обладание одними и теми же ресурсами (номе­рами прерываний, адресами портов и каналами прямого доступа к памяти) вызы­вают массу проблем у пользователей при установке устройств, подключаемых к шине ISA.

С появлением интерфейса PCI и с оформлением стандарта plug-and-play появилась возможность выполнять установку новых устройств с помощью автоматических программных средств — эти функции во многом были возложены на операционную систему.

FSB. Шина PC/, появившаяся в компьютерах на базе процессоров IntelPentium как локальная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памя­тью, недолго оставалась в этом качестве. Сегодня она используется только как шина для подключения внешних устройств, а для связи процессора и памяти, начиная с процессора IntelPentiumPro, используется специальная шина, получившая назва­ние FrontSideBus(FSB).

Эта шина работает на частоте 100-200 МГц. Частота шины FSB является одним из основных потребительских параметров — именно он и ука­зывается в спецификации материнской платы. Современные типы памяти (DDRSDRAM, RDRAM) способны передавать несколько сигналов за один такт шины FSB, что повышает скорость обмена данными с оперативной памятью.

AGP. Видеоадаптер — устройство, требующее особенно высокой скорости передачи данных. Как при внедрении локальной шины VLB, так и при внедрении локальной шины PCI видеоадаптер всегда был первым устройством, «врезаемым» в новую шину.

Когда параметры шины PCI перестали соответствовать требованиям видео­адаптеров, для них была разработана отдельная шина, получившая название AGP(AdvancedGraphicPort— усовершенствованный графический порт).

Частота этой шины соответствует частоте шины PC/(33 МГц или 66 МГц), но она имеет много более высокую пропускную способность за счет передачи нескольких сигналов за один такт. Число сигналов, передаваемых за один такт, указывается в виде множи­теля, например A GP4x (в этом режиме скорость передачи достигает 1066 Мбайт/с). Последняя версия шины AGP имеет кратность 8х.

PCMCIA(PersonalComputerMemoryCardInternationalAssociation— стандарт меж­дународной ассоциации производителей плат памяти для персональных компью­теров).

USB(UniversalSerialBus— универсальная последовательная магистраль). Этоодно из последних нововведений в архитектурах материнских плат. Этот стандарт опре­деляет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием.

Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устройства могут включаться цепочками (каждое следующее устрой­ство подключается к предыдущему). Производительность шины USB относительно невелика, но вполне достаточна для таких устройств, как клавиатура, мышь, модем, джойстик, принтер и т. п.

Удобство шины состоит в том, что она практически исклю­чает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отклю­чать устройства в «горячем режиме» (не выключая компьютер) и позволяет объеди­нять несколько компьютеров в простейшую локальную сеть без применения специального оборудования и программного обеспечения.

PCI-E (PeripheralComponentInterconnect-Express- стандарт подключения внешних компонентов ) – появился совершенно недавно, его основная роль заменить AGP как уже не справляющуюся с потоком видео данных. скорость передачи превышает 2100 Мбайт/с

Эволюция современного флоппи-диска

Большинство технологий,
применяемых в персональных компьютерах,
разработано или после появления ПК, или
специально для них. Одним из немногих
исключений является флоппи-диск, он же
гибкий диск, он же дискета. Во многом
благодаря гибкому диску стало возможным
появление персональных компьютеров, но
именно благодаря персональным компьютерам
дискета получила столь широкое
распространение.

Все сказанное ниже о
емкостях и форматах относится к IBM-совместимым
персональным компьютерам, если не
оговорено иное. Это объясняется
значительно более широким их
распространением, особенно в России.
Поэтому ниже вы не встретите описаний
экзотических форматов разметки дискет —
да не обидятся на меня поклонники платформ
Macintosh или Amiga.

Первый образец флоппи-диска был
разработан IBM в 1967 году. Тридцать два года —
для компьютерной технологии возраст очень
почтенный, но, судя по всему, «жива еще моя
старушка». Попробуем проследить ее жизнь в
развитии.

Время рождения нашей героини
относится к начальному периоду развития
мини- и микрокомпьютеров. Для них
требовался носитель информации, отличный
от применявшихся тогда громоздких
накопителей на магнитных и перфолентах,
жестких дисках и перфокартах (картонных
карточках с рядами цифр и сложным узором
пробитых машиной отверстий — что-то типа
латунных дисков для механического пианино.


Прим. ред.). Период младенчества и
детства, то есть отработки технологий,
занял четыре года, так что первые
коммерческие накопители были предложены IBM
в 1971 году — в том же году, когда Intel
представила процессор 4004. Можно сказать,
что два события случайно совпали по времени,
так как предварительного намерения
использовать флоппи-дисковод именно на
будущем «Intel-совместимом» персональном
компьютере не было.

Развитие нашей героини дискеты в
чем-то соответствует этапам взросления homo
sapiens, а в чем-то ему совершенно
противоположно. Человек с возрастом
набирается ума, его возможности
увеличиваются; это же можно сказать о
флоппи-дисках, емкость которых возрастает
по мере совершенствования технологии. Зато
«рост» дискет имеет совершенно
противоположную тенденцию — с возрастом
он уменьшается.

Наша героиня родилась размером (точнее, диаметром) 8 дюймов
(203,2 мм), что для человека маловато, но для носителя емкостью немногим более
100 Кбайт по тем временам было в самый раз. Нареченная при рождении гибким
диском (Flexible Disk), она быстро получила несколько жаргонных названий.

Например,
«псевдоним» флоппи-диск произошел от английского слова flop («хлопать крыльями»).
Действительно, звук, производимый при помахивании конвертом 20×20 см похож на
шум, производимый взлетающей птицей соответствующих размеров. Дискетой (diskette)
подобный носитель стали называть несколько позже, после первого уменьшения размеров.
Это, пожалуй, рекорд по количеству названий для одной и той же технологии.

Первоначально дискета состояла
из двух частей: носителя и конверта.
Носитель представлял собой круглую
пластину с центральным усиленным по краям
отверстием и одним или несколькими
индексными отверстиями, высеченными из
широкой и толстой двухсторонней магнитной
ленты.

В самом начале разбивка флоппи-дисков
на секторы была жесткой, то есть для каждого
сектора пробивалось свое индексное
отверстие. В дальнейшем количество
индексных отверстий сократили до одного,
соответствующего началу дорожки. Поэтому
некоторое время сосуществовали флоппи-диски
типа Hard Sectored (жесткая разбивка на секторы)

и
Soft Sectored (одно индексное отверстие). За счет
внутренних резервов объем носителя был
доведен со 100 до 256 Кбайт, что и осталось
физическим пределом для стандартных 8-дюймовых
дискет. До конца 70-х годов приводы флоппи-дисков
устанавливались в основном в мини-, а потом
и в микроЭВМ (привычный нам ПК относится
именно к классу микроЭВМ. — Прим. ред.).

Оцените статью
OverComp.ru