|
|
|
23 января 2011
Оглавление:
1. Дискета
2. История
3. Конструкция
4. Форматы
5. Сохранность информации
6. Современное положение
7. Символичность
Хронология возникновения форматов дискет
| Формат |
Год возникновения |
Объём в килобайтах |
| 8″ |
1971 |
80 |
| 8″ |
1973 |
256 |
| 8″ |
1974 |
800 |
| 8″ двойной плотности |
1975 |
1000 |
| 5¼″ |
1976 |
110 |
| 5¼″ двойной плотности |
1978 |
360 |
| 5¼″ четырёхкратной плотности |
1982? |
720 |
| 5¼″ высокой плотности |
1984 |
1200 |
| 3″ |
1982? |
360 |
| 3″ двойной плотности |
1984? |
720 |
| 3½″ двойной плотности |
1984 |
720 |
| 2″ |
1985? |
720? |
| 3½″ высокой плотности |
1987 |
1440 |
| 3½″ 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.
Форматы дискет в оборудовании IBM
«Стандартные» форматы дискет IBM PC различались размером диска, количеством секторов на дорожке, количеством используемых сторон, а также типом дисковода — тип дисковода маркировался:
В дополнительных дорожках и секторах иногда размещали данные защиты от копирования проприетарных дискет. Стандартные программы, такие, как diskcopy, не переносили эти сектора при копировании.
Рабочие плотности дисководов и ёмкости дискет в килобайтах
| Параметр магнитного покрытия |
5¼″ |
3½″ |
| Двойная плотность |
Четверная плотность |
Высокая плотность |
Двойная плотность |
Высокая плотность |
Сверхвысокая плотность |
| Основа магнитного слоя |
Fe |
Fe |
Co |
Co |
Co |
Ba |
| Коэрцитивная сила, Э |
300 |
300 |
600 |
600 |
720 |
750 |
| Толщина слоя магнитного слоя, микродюйм |
100 |
100 |
50 |
70 |
40 |
100 |
| Ширина дорожки, мм |
0,300 |
|
0,155 |
0,115 |
0,115 |
0,115 |
| Плотность дорожек |
48 |
96 |
96 |
135 |
135 |
135 |
| Линейная плотность |
5876 |
5876 |
9646 |
8717 |
17434 |
34868 |
Ёмкость
|
360 |
720 |
1200
|
720 |
1440
|
2880 |
Сводная таблица форматов дискет, используемых в IBM PC и совместимых ПК
| Диаметр диска, ″ |
5¼″ |
3½″ |
| Емкость диска, Кбайт |
1200 |
360 |
320 |
180 |
160 |
2 880 |
1 440 |
720 |
| Байт описания носителя в MS-DOS |
F916 |
FD16 |
FF16 |
FC16 |
FE16 |
F016 |
F016 |
F916 |
| Количество сторон |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
| Количество дорожек на каждой стороне |
80 |
40 |
40 |
40 |
40 |
80 |
80 |
80 |
| Количество секторов на дорожке |
15 |
9 |
8 |
9 |
8 |
36 |
18 |
9 |
| Размер сектора, байт |
512 |
| Количество секторов в кластере |
1 |
2 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
| Длина FAT |
2 |
2 |
1 |
2 |
1 |
9 |
9 |
3 |
| Количество FAT |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
| Длина корневого каталога в секторах |
14 |
7 |
7 |
4 |
4 |
15 |
14 |
7 |
| Максимальное количество элементов в корневом каталоге |
224 |
112 |
112 |
64 |
64 |
240 |
224 |
112 |
| Общее количество секторов на диске |
2400 |
720 |
640 |
360 |
320 |
5 760 |
2 880 |
1 440 |
| Количество доступных секторов |
2371 |
708 |
630 |
351 |
313 |
5 726 |
2 847 |
1 426 |
| Количество доступных кластеров |
2371 |
354 |
315 |
351 |
313 |
2 863 |
2 847 |
713 |
Программирование контроллера
Контроллер гибких дисков, со стороны современного программирования, выглядит достаточно примитивно — регистры, имеющие байтовую организацию, сведены в блок из восьми последовательно расположенных ячеек.
| Адрес |
Обозначение |
Чтение/Запись |
Назначение |
| 3F016 |
- |
- |
Не используется |
| 3F116 |
- |
- |
Не используется |
| 3F216 |
DOR |
Чтение/Запись |
Регистр цифрового вывода |
| 3F316 |
TSR |
Чтение/Запись |
Регистр привода ленточного накопителя |
| 3F416 |
MSR |
Чтение |
Основной регистр статуса |
| 3F416 |
DSR |
Запись |
Регистр выбора скорости передачи данных |
| 3F516 |
FIFO |
Чтение/Запись |
Регистр буфера данных |
| 3F616 |
- |
- |
Не используется |
| 3F716 |
DIR |
Чтение |
Регистр цифрового ввода |
| 3F716 |
CCR |
Запись |
Регистр управления конфигурацией |
- Регистр цифрового вывода
- биты 0 и 1 — двоичное кодирование выбираемого дисковода,
- бит 2 — разрешение работы контроллера / сброс контроллера,
- бит 3 — управление работой схемы регенерации сигналов прерывания и прямого доступа к памяти,
- бит 4, 5, 6 и 7, — управление мотором вращения диска дисковода 0, 1, 2 и 3 соответственно.
- Регистр привода ленточного накопителя
Предназначен для обслуживания ленточного накопителя, поэтому использует свободные разряды, но не имеет единого стандарта.
- Основной регистр статуса
Доступен только для записи. В «1» соответствующий бит устанавливается в случае следующего состояния:
- бит 0 — дисковод 0 находится в состоянии поиска,
- бит 1 — дисковод 1 находится в состоянии поиска,
- бит 2 — дисковод 2 находится в состоянии поиска,
- бит 3 — дисковод 3 находится в состоянии поиска,
- бит 4 — контроллер занят выполнением команды,
- бит 5 — выполняемая контроллером операция не использует ПДП,
- бит 6 — текущее направление передачи данных от процессора к контроллеру или от контроллера к процессору,
- бит 7 — регистр данных FIFO готов к обмену с процессором.
- Регистр выбора скорости передачи данных
- биты 0 и 1 — кодируют скорость передачи данных:
| Значение разрядов DRATE |
Скорость передачи данных |
| Бит 1 |
Бит 0 |
Режим FM |
Режим MFM |
| 0 |
0 |
250 кб/с |
500 кб/с |
| 0 |
1 |
150 кб/с |
300 кб/с |
| 1 |
0 |
125 кб/с |
250 кб/с |
| 1 |
1 |
- |
1 Мб/с |
- биты 2, 3 и 4 — кодируют параметр задержки предкомпенсации:
| Значение разрядов PRECOMP |
Задержка предкомпенсации, нс |
| Бит 4 |
Бит 3 |
Бит 2 |
| 0 |
0 |
0 |
«По умолчанию» |
| 0 |
0 |
1 |
41,67 |
| 0 |
1 |
0 |
83,34 |
| 0 |
1 |
1 |
125,00 |
| 1 |
0 |
0 |
166,67 |
| 1 |
0 |
1 |
208,33 |
| 1 |
1 |
0 |
250,00 |
| 1 |
1 |
1 |
0 |
- бит 5 не используется, должен содержать «1»,
- бит 6 — если «1», то контроллер переходит в режим пониженного электропитания, для выхода используется программный или аппаратный сброс,
- бит 7 — установка в «1» этого разряда вызовет сброс контроллера. По окончанию операции сбрасывается автоматически.
- Регистр буфера данных
Участвует во всех дисковых операциях чтения и записи. Ёмкость — 16 байт.
- Регистр цифрового ввода
Доступен только для считывания. Старший разряд отображает сигнал смены диска, остальные зарезервированные.
- Регистр управления конфигурацией
Доступен только для записи. Два младших разряда дублируют функции регистра DSR в аспекте задачи скорости передачи данных, остальные разряды зарезервированные.
- Сведения о состоянии контроллера хранятся в не имеющих собственных адресов, и поэтому недоступных, регистрах ST0—ST3.
Форматы дискет в прочем зарубежном оборудовании
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.
Достаточно частой модификацией формата дискет 3½″ является их форматирование на 1,2 Мб. Эта возможность обычно может быть включена в BIOS современных компьютеров. Такое использование 3½″ характерно для Японии и ЮАР. В качестве побочного эффекта, активация этой настройки BIOS обычно даёт возможность читать дискеты, отформатированные с использованием драйверов типа 800.
Особенности использования дискет в отечественной технике
Кроме вышеперечисленных вариаций форматов, существовал целый ряд усовершенствований и отклонений от стандартного формата дискет:
- например, для RT-11 и её адаптированных в СССР версий количество находящихся в обороте несовместимых форматов дискеты превышало десяток. Наиболее известные — применяемые в ДВК MX, MY;
- также известны 320/360 Кб дискеты Искра-1030/Искра-1031 — фактически представляли из себя SS/QD дискеты, но их загрузочный сектор был отмаркирован как DS/DD. В результате стандартный дисковод IBM PC не мог прочесть их без использования специальных драйверов, а дисковод Искра-1030/Искра-1031, соответственно, не мог читать стандартные дискеты DS/DD от IBM PC.
Драйвер pu_1700 позволял также обеспечивать форматирование со сдвигом и интерливингом секторов — это ускоряло операции последовательного чтения-записи, так как головка при переходе на следующий цилиндр, оказывалась перед первым сектором. При использовании обычного форматирования, когда первый сектор всегда находится за индесным отверстием или за зоной прохождения над герконом или датчиком Холла магнитика, закреплённого на моторе, за время шага головки начало первого сектора успевает проскочить, поэтому дисководу приходится накидывать лишний оборот.
Специальные драйверы-расширители BIOS 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 840 Кб и т. д. Максимальная ёмкость, устойчиво достигавшаяся таким методом на 3½″ HD-дисководах, составляла 1700 Кб. Эта техника была впоследствии использована в форматах дискет DMF Майкрософт, расширившим ёмкость дискет до 1,68 Мб за счёт форматирования дискет на 21 сектор, аналогично формату XDF фирмы IBM, который использовался в дистрибутивах OS/2.
Просмотров: 11804
|