Накопители на гибких магнитных дисках
Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД, флоппи-дисководы, Floppy Disk Drive, FDD) — устройства, предназначенные для записи и чтения информации с гибких магнитных дисков (ГМД, дискет). Дискеты позволяют переносить документы и программы с одного компьютера на другой, а также хранить данные, не используемые постоянно на компьютере.
На гибком магнитном диске магнитный слой наносится на гибкую основу. Используемые в ПК ГМД имеют форм-фактор 5,25 дюйма (133 мм) и 3,5 дюйма (89 мм). Емкость ГМД колеблется в пределах от 180 Кбайт до 2,88 Мбайт.
ГМД диаметром 5,25 дюйма помещается в плотный гибкий конверт, а 3,5-дюймовый — в пластмассовую кассету для защиты от пыли и механических повреждений.
Конструктивно ГМД диаметром 133 мм изготавливается из гибкого пластика (лавсана), покрытого износоустойчивым ферролаком, и помещается в футляр-конверт. Дискета имеет две прорези: центральное отверстие для соединения с дисководом и смещенное от центра небольшое отверстие (обычно скрытое футляром), определяющее радиус-вектор начала всех дорожек на ГМД. Футляр также имеет несколько прорезей: центральное, чуть больше отверстия на дискете; широкое окно для считывающих и записывающих магнитных головок и боковой вырез в виде прямоугольника, закрытие которого липкой лентой, например, защищает диск от записи и стирания информации. Дисководы, поддерживающие 5,25-дюймовые диски, считаются устаревшими, на новые компьютеры не устанавливаются и сейчас встречаются крайне редко.
ГМД диаметром 89 мм имеет более жесткую конструкцию, тщательнее защищен от внешних воздействий (для предохранения поверхности магнитного слоя от повреждения окно для считывания-записи информации в нерабочем состоянии закрыто пружинящей шторкой), но, в принципе, имеет примерно те же конструктивные элементы. Режим запрета записи на этих дисках устанавливается специальным переключателем, расположенным в одном из углов дискеты.
Основные характеристики некоторых типов НГМД приведены в табл. 11.6.
В последние годы применяются дискеты с тефлоновым покрытием (например Verbatim Data Life Plus), которое предохраняет магнитный слой и записанную на нем информацию от грязи, пыли, воды, жира, отпечатков пальцев и даже от растворителей типа ацетона. Возможная емкость 3,5-дюймового диска Data Life Plus — 2,88 Мбайт. Следует упомянуть и ГМД «Go anywhere», распространяемые у нас в стране под названием «Вездеход», — они также обладают стойкостью к различным внешним воздействиям: температуре, влажности, запыленности.
Таблица 11.6. Основные характеристики НГМД
| Параметр | Тип ГМД | ||||
| 133 мм (5,25 дюйма) | 89 мм (3,5 дюйма) | ||||
| Полная емкость, Кбайт | |||||
| Рабочая емкость после форматирования, Кбайт | |||||
| Плотность записи, бит/мм | |||||
| Плотность дорожек, дорожек/мм | 1,9 | 3,8 | 3,8 | 5,3 | 5,3 |
| Число дорожек на одной стороне диска | |||||
| Число поверхностей, сторон | |||||
| Среднее время доступа, мс | |||||
| Скорость передачи, Кбайт/с | |||||
| Скорость вращения, оборотов/мин | |||||
| Число секторов | |||||
| Емкость сектора дорожки, байт |
Основными компонентами наиболее распространенного 3,5-дюймового флоппи-дисковода являются: дискетная рама, внутрь которой вставляется диск; шпиндельный двигатель, обеспечивающий вращение диска с постоянной скоростью 300 оборотов/мин; блок головок с приводом и плата электроники.
Основные функции управления дисководом реализуются встроенным в материнскую плату контроллером FDD. Он осуществляет кодирование информации, поиск дорожек и секторов, синхронизацию, коррекцию ошибок.
Интерфейс дисковода формирует сигналы выбора устройства (интерфейс IDE для IBM PC позволяет подключать к контроллеру до двух устройств FDD), запуска двигателя (двигатель FDD включается только при обращении к диску, в отличие от двигателя HDD, который вращает диск постоянно), перемещения головок на один шаг и т. д.
Запись информации на диск осуществляется методом MFM (Modified Frequency Modulation — модифицированная частотная модуляция).
Стандартный формат ГМД типа HD (High Density — высокая плотность) — 80 дорожек на каждой из сторон, 18 секторов по 512 байт на дорожке. Уплотненный формат — 82 или 84 дорожки, до 20 секторов по 512 байт или до 11 секторов по 1024 байт. Структура записи данных вдоль дорожки диска показана на рис. 11.9.
Рис. 11.9. Структура записи на дорожке гибкого диска
Данные содержат служебную и рабочую (данные пользователя) информацию. Служебная информация необходима для синхронизации работы НГМД. Она идентифицирует:
□ дорожку и включает домаркерный промежуток (ДМП), маркер начала дорожки (МНД), послемаркерный промежуток (ПМП);
□ сектор и включает маркер сектора (МС), доинформационный промежуток (ДИП), маркер данных (МД), данные, контрольные коды (КК), послеинфор-мационный промежуток (ПИП);
□ маркер сектора, который содержит адресный маркер (AM), адрес дорожки (АД), номер стороны дискеты (НС), адрес сектора на дорожке (АС) и контрольные коды (КК).
Все промежутки заполняются нулевыми байтами и используются для создания временных интервалов при чтении-записи, необходимых системе управления. Маркер, или метка, — это определенный для каждого признака идентифицирующий код. Контрольные коды вводятся для проверки достоверности информации на дорожке.
В ПК используются также диски с высокой плотностью записи, для более точного позиционирования магнитной головки на поверхности которых применяется лазерный луч. По внешнему виду эти диски напоминают 3,5-дюймовые (реже 5,25-дюймовые) диски, но имеют более жесткую конструкцию.
Среди накопителей, использующих такие диски, следует назвать:
□ накопители на флоптических дисках;
□ накопители сверхвысокой плотности записи;
□ дисководы Zip.