Дискета

Дискета 8″

Конструктивно дискета 8″ (диск диаметром 8 дюймов) представляет собой диск из полимерных материалов с магнитным покрытием, заключённый в гибкий пластиковый футляр. В футляре имеются отверстия: большое круглое в центре — для шпинделя, маленькое круглое — окно индексного отверстия, позволяющего определить начало дорожки, и длинное с закруглёнными концами — для магнитных головок дисковода. Также внизу располагается выемка, сняв наклейку с которой, можно защитить диск от записи. Форматы дискеты различаются количеством секторов на дорожке. В зависимости от формата, 8-дюймовые дискеты вмещают 80, 256, 512, 800 и 1200 КБ.

Внешний вид дискеты 5¼″

Пластиковое кольцо на краях приводного отверстия дискеты 5¼″ для повышения износостойкости

Конструкция пятидюймовой (величина 5,25 дюйма примерно равна 13,34 см) дискеты мало отличается от восьмидюймовой: окно индексного отверстия располагается справа, а не сверху, прорезь для защиты от записи — тоже в правой части дискеты. Для лучшей сохранности диска его футляр сделан более жёстким, укреплённым по периметру. Для предотвращения преждевременного износа между футляром и диском размещается антифрикционная прокладка, а края приводного отверстия укреплены пластиковым или металлическим кольцом.

Существовали дискеты с жёсткой разбивкой на сектора: они отличались наличием нескольких индексных отверстий по количеству секторов. В дальнейшем от такой схемы отказались.

Как дискеты, так и дисководы пятидюймовых дисков существуют одно- и двусторонние. При использовании одностороннего дисковода считать вторую сторону, просто перевернув дискету, не удаётся из-за расположения окна индексного отверстия — для этого требуется наличие аналогичного окна, расположенного симметрично существующему. Механизм защиты данных также был пересмотрен — прорезь располагалась с правой стороны конверта; для активации защиты эту прорезь следовало перекрыть липкой наклейкой. Это было сделано для защиты от неправильной установки.

Форматы записи на пятидюймовые дискеты позволяет хранить на ней 110, 360, 720 или 1200 килобайт данных.

• Устройство дискеты 5¼″
• 
  Дискета 5,25 дюйма в разобранном виде (с раскрытым футляром): 1 — футляр; 2 — антифрикционные прокладки; 3 — окно для шпинделя привода; 4 — окно индексного отверстия; 5 — окно для магнитных головок; 6 — полимерный диск с магнитным покрытием; 7 — отверстие для шпинделя привода; 8 — индексное отверстие; 9 — выемка защиты от записи
• 
  Футляр в развёрнутом виде
• 
  Магнитный диск
• 
  Варианты закрепления клапанов футляра: термосвариванием (вверху) и склеиванием (внизу)

Информация о содержимом дискеты указывается на этикетке, обычно располагающейся на лицевой стороне в части, противоположной отверстию для магнитной головки дисковода.

Для хранения и транспортировки дискет обычно используются бумажные конверты. На конвертах размещается различная информация о производителе дискеты либо её наполнении. На оборотной стороне конверта иногда размещается информация по правильному использованию и хранению дискеты.

Информация по использованию дискеты на оборотной стороне конверта

Дискета 5¼″, помещённая в конверт

Дискета 3,5″ 1,44 МБ

Дискета 3,5" 2,88 МБ

Классический вид дискеты. Принципиальное отличие дискеты 3½ дюйма – жёсткий пластмассовый корпус. Вместо индексного отверстия в дискетах диаметром 3½ дюйма используется металлическая втулка с установочным отверстием, которая находится в центре дискеты. Механизм дисковода захватывает металлическую втулку, а отверстие в ней позволяет правильно позиционировать дискету, поэтому отпала необходимость делать для этого отверстие непосредственно в магнитном диске. В отличие от 8- и 5-дюймовых дискет, окно для головок дискеты 3½ дюйма закрыто шторкой из металла или пластмассы, которая сдвигается в сторону специальным рычагом во время установки дискеты в дисковод. Защита от записи производится небольшой сдвигающейся пластиковой шторкой в нижнем левом углу дискеты — открытое окошко соответствует активированной защите. В правом нижнем углу находятся окошки, позволяющие схеме дисковода определить плотность записи на дискету:

• нет окошка — 720 КБ,
• окошко расположено в один уровень с окошком защиты от записи — 1,44 МБ,
• окошко расположено выше уровня окошка защиты от записи — 2,88 МБ.

Несмотря на многие недостатки — чувствительность к магнитным полям и недостаточную уже к середине 90-х годов ёмкость — формат 3½ дюйма продержался на рынке треть века, начав сдавать позиции лишь после появления доступных по цене накопителей на основе флэш-памяти.

Устройство дискеты 3½″

1 — окошко, определяющее плотность записи (на противоположной стороне — шторка защиты от записи), 2 — основа диска с отверстиями для приводящего механизма, 3 — защитная шторка открытой области корпуса, 4 — пластиковый корпус дискеты, 5 — антифрикционная прокладка, 6 — магнитный диск, 7 — область записи (красным условно выделен один сектор одной дорожки).

Дискета 3,5" внутри дисковода. Видна верхняя магнитная головка

3-дюймовая дискета от Amsoft

Некоторое время имели распространение 3-дюймовые дискеты и дисководы для их чтения, производившиеся компанией Amstrad. К примеру, компьютер ZX Spectrum +3 имел встроенный дисковод такого стандарта, а для японской игровой консоли Famicom (с аксессуаром Disk System) выпускались игры на дискетах таких же габаритов, но не совместимых с ZX.

2-дюймовая дискета Canon

Существовали видеодискеты для аналоговой записи и хранения композитного видео.

Также находились в употреблении дискеты 4″, 3¼″, 2,8″, 2½″ и других размеров.[9][10][11]

Дискета Zip-250

К середине 1990-х годов ёмкости дискеты даже в 2,88 МБ уже было недостаточно. На смену дискете 3,5 дюйма претендовали несколько форматов, среди которых наибольшую популярность завоевали дискеты Iomega Zip. Так же, как и дискета 3,5 дюйма, носитель Iomega Zip представлял собой мягкий полимерный диск, покрытый ферромагнитным слоем и заключённый в жёсткий корпус с защитной шторкой. В отличие от 3,5-дюймовой дискеты, отверстие для магнитных головок располагалось в торце корпуса, а не на боковой поверхности. Существовали дискеты Zip на 100 и 250 МБ, а к концу существования формата — и на 750 МБ. Кроме бо́льшего объёма, диски Zip обеспечивали более надёжное хранение данных и более высокую скорость чтения и записи, чем 3,5-дюймовые. Однако они так и не смогли вытеснить трёхдюймовые дискеты из-за высокой цены как дисководов, так и дискет, а также из-за неприятной особенности приводов, когда дискета с механическим повреждением диска выводила из строя дисковод, который, в свою очередь, мог испортить вставленную в него после этого дискету (так называемые «щелчки смерти»).

Диск LS-120

Магнитные диски сверхвысокой плотности записи с лазерным позиционированием головок (название произошло от аббревиатуры Laser Servo и емкости 120 мегабайт). Также известны как SuperDisk. Накопители LS-120 поддерживают чтение и запись обычных 3,5-дюймовых дискет, с которыми LS-120 схожи по габаритам и основным частям. Стандарт разработан в 1990-е компаниями Imation, Compaq, Matsushita-Kotobuki (Panasonic) и OR Technology.

«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:

• SD (англ. Single Density, одинарная плотность, впервые появился в IBM System 3740),
• DD (англ. Double Density, двойная плотность, впервые появился в IBM System 34),
• QD (англ. Quadruple Density, четверная плотность, использовался в отечественных клонах Robotron-1910 — 5¼″ дискета 720 К, Amstrad PC, Нейрон И9.66 — 5¼″ дискета 640 К),
• HD (англ. High Density, высокая плотность, отличался от QD повышенным количеством секторов),
• ED (англ. Extra High Density, сверхвысокая плотность).

В дополнительных (нестандартных) дорожках и секторах иногда размещали данные защиты от копирования проприетарных дискет. Стандартные программы, такие, как diskcopy, не переносили эти сектора при копировании.

Первой (точнее, нулевой) является нижняя головка. В односторонних дисководах фактически используется только нижняя головка, а верхняя заменяется войлочной прокладкой. При этом на односторонних дисководах можно было использовать двухсторонние дискеты, отформатировав каждую сторону отдельно и переворачивая её при необходимости, но чтобы воспользоваться этой возможностью, в пластиковом конверте 8-дюймовой дискеты требовалось прорезать второе индексное окно симметрично первому.

Все дисководы гибких дисков имеют скорость вращения шпинделя 300 оборотов в минуту, за исключением дисковода для гибких дисков диаметром 5¼ дюйма высокой плотности, шпиндель которого вращается со скоростью 360 оборотов в минуту. Вращение шпинделя происходит по часовой стрелке.[14]

Дополнительную путаницу внесло то, что компания Apple использовала в своих компьютерах Macintosh дисководы с иным принципом 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.

В компьютерах Commodore Amiga используется свой собственный формат записи на дискету, в результате чего емкость в формате DD возросла с 720 до 880 килобайт, но стандартными средствами чтение-запись таких дискет на других платформах невозможно в принципе[15]. Ёмкость дискет высокой плотности составляет 1,76 МБ против 1,44 МБ на PC, но из-за особенностей реализации контроллера и скорого банкротства Commodore существует только одна модель дисковода (Chinon FZ-357A, штатно устанавливался в Amiga 4000)[16] с уменьшенной вдвое скоростью вращения дискеты, что позволяет работать с дискетами в формате HD.

Достаточно частая модификация формата дискет 3½ дюйма – их форматирование на 1,2 МБ (с пониженным числом секторов). Эта возможность обычно может быть включена в BIOS современных компьютеров. Такое использование 3½-дюймовых дискет характерно для Японии и ЮАР. В качестве побочного эффекта, активация этой настройки BIOS обычно даёт возможность читать дискеты, отформатированные с использованием драйверов типа 800.com.

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-килобайтные дискеты Искра-1030/Искра-1031 — фактически они представляли собой 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 (типа 800.com), а дисковод Искра-1030/Искра-1031, соответственно, не мог читать стандартные дискеты DS/DD от IBM PC;
• в компьютерах платформы ZX-Spectrum применялись дискеты 5,25 и 3,5 дюйма, но применялся свой собственный уникальный формат TR-DOS — 16 секторов на дорожке, каждый сектор по 256 байт (вместо 512 байт, стандартных для IBM PC). Поддерживались как двухсторонние, так и односторонние дискеты и дисководы. В результате объём данных составлял 640 и 320 Кбайт соответственно. Формат поддерживает только корневой каталог, который занимает только первые 8 секторов 0-й дорожки, в 9-м секторе располагается системная информация о дискете — тип (TR-DOS или нет), одно- или двухсторонний диск, общее количество файлов и количество свободных секторов (не байт, а именно секторов). Сектора с 10 по 16 на нулевой дорожке не используются. Все файлы располагаются только последовательно — формат TR-DOS понятия не имеет о фрагментации, а максимальный размер файла — 64 Кбайт. После удаления файла внутри занятого пространства появляются свободные сектора, которые занять уже нельзя до тех пор, пока не будет выполнена команда уплотнения диска «Move». На IBM PC-совместимых компьютерах такие дискеты можно прочитать и записать только с помощью специальных программ, например ZX Spectrum Navigator v.1.14 или ZXDStudio.

Кроме формата TR-DOS, в ZX-Spectrum-совместимых компьютерах часто применялись и произвольные форматы дисков. Некоторые электронные журналы и игры на всю дискету использовали свой собственный формат, вообще ни с чем не совместимый. Могли использовать сектора по 512 и даже по 1024 байт и нередко комбинировали разные размеры секторов на одной дорожке, например, по 256 и по 1024 байт, и просто для разных дорожек применялись разные форматы. Например, так делали в электронном журнале ZX-Format. Причём от номера к номеру данный журнал постоянно менял формат дорожек дискет. Делалось это с двумя целями: во-первых, для увеличения объёма данных на дискете, во-вторых, для защиты дискет от пиратского копирования. Такие дискеты на ZX-Spectrum-совместимых компьютерах пользователей можно было только прочитать, запустить с них журнал или игру, но нельзя было ничем скопировать. Чтобы скопировать такие дискеты, для каждого номера журнала ZX-Format или игры нужно было написать на ассемблере свой индивидуальный форматёр и копировщик, предварительно взломав остальные ступени защиты. Разумеется, такие дискеты нельзя прочитать и скопировать и на IBM PC-совместимых компьютерах. Порой встречались и вовсе уникальные форматы: например, где кроме нестандартного размера секторов на дорожке (5 секторов по 1024 байта), номера всех 5 секторов были одинаковыми. Для запуска ПО с такой дискеты использовался специальный загрузчик, размещённый на первой после каталога дорожке со стандартным для ZX-Spectrum форматом TR-DOS. В ZX-Spectrum-совместимых компьютерах одинаковым образом применялись как 5,25-, так и 3,5-дюймовые дискеты, формат при этом не зависит ни от размера дискеты, ни от поддерживаемой ею плотности. Но для использования 3,5-дюймовых дискет высокой плотности (HD) нужно было изолентой заклеить боковое окошко плотности. Дискеты 5,25 дюйма высокой плотности (HD) можно применять в ZX-Spectrum только при использовании дисковода, который также поддерживает плотность HD, но перемычками дисковод нужно предварительно перевести на формат SD (720 Кб).

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 индексным отверстием (5¼″) или за зоной прохождения над герконом или датчиком Холла магнитика, закреплённого на моторе (3½″), за время шага головки начало первого сектора успевает проскочить, поэтому дисководу приходится совершать лишний оборот.

Специальные драйверы-расширители BIOS (800, pu_1700, vformat и ряд других) позволяли форматировать дискеты с произвольным числом дорожек и секторов. Поскольку дисководы обычно поддерживали от одной до четырёх дополнительных дорожек, а также позволяли, в зависимости от конструкционных особенностей, отформатировать на 1—4 сектора на дорожке больше, чем положено по стандарту, эти драйверы 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 3½-дюймовых HD-дисководах, составляла 1700 КБ. Эта техника была впоследствии использована в форматах дискет Distribution Media Format (DMF) Майкрософт, расширившим ёмкость дискет до 1,68 МБ за счёт форматирования дискет на 80 дорожек и 21 сектор (например, в дистрибутивах Windows 95), аналогично формату Extended Density Format (XDF) фирмы IBM, который использовался в дистрибутивах OS/2.

По состоянию на 2016 год дискеты 3,5" 2HD 1,44 Мбайт выпускались фирмами Verbatim[19], TDK, EMTEC, Imation[20] на единственном тайваньском заводе[21].