Гибкий.ру Floppy disk (флоппи-диск) — что это такое?
Floppy disk (флоппи-диск) — это небольшая дискета для переноса информации. А фактически это был небольшой гибкий намагниченный пластиковый диск, который сверху защищался твердым пластиковым корпусом. В этом корпусе была «открытая область», через которую у компьютера был доступ к гибкому диску; эта «открытая область» прикрывалась специальной металлической «шторкой».
«Шторка» защищала гибкий диск от повреждений. Ну а информация, как вы поняли, записывалась на сам гибкий диск. Вся эта совместная конструкция и называлась «флопиком». И в свое время все компьютеры были оснащены специальным слотом для считывания «флопиков».
Сам по себе слот имел специальный «моторчик», который «сцеплялся» с центром дискеты и «раскручивал» гибкий диск до 300-360 оборотов в минуту. В момент раскрутки в работу подключалась магнитная головка (а иногда даже 2, чтобы обрабатывать обе стороны гибкого диска) и помогала взаимодействовать с «флопиком».
На сегодняшний день «флопика» можно встретить во многих приложениях только в качестве иконки к кнопке «Сохранить».
Внешняя память компьютера: что это такое
В отличие от внутренней, энергонезависимая, постоянная или внешняя память служит для долговременного хранения цифровой информации. Данные из неё не удаляются даже после отключения электропитания, могут находиться на накопителе продолжительное время (годами).
Внешняя память (ВП) ещё называется внешними запоминающими устройствами (ВЗУ) или накопителями.
Flash накопители.
Flash-память (англ. Flash-Memory) – разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Flash-память может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (обычно около 10 тысяч раз).
Flash память наиболее известна применением в USB Flash Drive. USB Flash Drive (на компьютерном сленге флэшка или карандаш) — носитель информации, использующий Flash — память для хранения данных и подключаемый к компьютеру или иному считывающему устройству через стандартный разъём USB. USB Flash Drive называют также USB Flash-картой.
Flash-карты получили большую популярность в 2000-е годы из-за компактности, лёгкости перезаписывания файлов и большого объёма памяти (от 32 Мб до 64 Гб). Основное назначение : хранение, перенос и обмен данными, резервное копирование, загрузка операционных систем (LiveUSB) и др.
Флэш-память широко используется в портативных устройствах, работающих на батарейках и аккумуляторах – цифровых фотокамерах и видеокамерах, цифровых диктофонах, MP3-плеерах, КПК, мобильных телефонах, а также смартфонах и коммуникаторах. Кроме того, она используется для хранения встроенного программного обеспечения в различных устройствах — контроллерах.
Аппаратное обеспечение
Основной/подчиненный/выбор кабеля (Master/slave/cable select). Обычно один кабель соединяет один или два дисковода жестких дисков с материнской платой. Дисковод, на дисках которого записана операционная система (например, Windows XP), называется основным (master), а другой — подчиненными (stave).
Устанавливая маленькую перемычку в определенном положении на группе контактов, которые имеются на каждом дисководе, вы определяете, какой из них является основным, а какой или какие — подчиненными, В некоторых случаях дисковод может определять свой статус в зависимости от того, к какому разъему он подключен на кабеле, который сам указывает на основной дисковод.
(При этом перемычки всех дисководов устанавливаются в положение «выбор кабеля».)Чтобы обозначить положения перемычки, при которой диск становится основным, подчиненным или определяет свой статус с помощью кабеля, используются аббревиатуры, наподобие MA, SL, CS или еще более замысловатые.Как правило, первой буквы достаточно, чтобы понять, какое положение какому статусу соответствует.
Кэш. Чипы памяти, встроенные в дисководы жестких дисков. Поскольку чипы имеют большее быстродействие, чем сами диски, они временно сохраняют информацию, которая запрашивалась последней. Если компьютеру потребуется получить эту же информацию еще раз, она будет извлечена непосредственно из кэша, в результате чего будет сэкономлено время, необходимое для повторного поиска этих данных на диске. Чем больший объем кэша, тем быстрее работает дисковод,
Разбиение. Когда вы устанавливаете новый жесткий диск, он похож на огромное складское помещение. Перед тем как приступить к его использованию, он должен быть разбит на части (разделы). В процессе выполнения этой операции вы определяете границы, внутри которых должна сохраняться информация.
Формат. Структура диска, используемая при организации сохраняемых данных. После того как будет произведено разбиение диска, каждому его разделу необходимо придать форму виртуальных полок, на которые компьютер сможет складывать информацию.
Операция форматирования подготавливает разбитый на части диск для приема и размещения данных. Каждый раздел, перед тем как приступить к его использованию, нужно отформатировать.(Windows XP наилучшим образом работает с файловой системой NTFS, по этому при форматировании жесткого диска выберите именно ее.)
Двойная загрузка (dual boot). Система, которая позволяет устанавливать на вашем ПК сразу две операционные системы. Некоторый пользователи имеют острую потребность в такой возможности. Например, они хотят часть времени работать с Windows XP, а другую часть — с Windows 98.
Внешний/внутренний. Внутренние дисководы устанавливаются внутри компьютера, скрываются под его корпусом. Внешние дисководы (называемые также портативными) располагаются на рабочем столе и подключаются к одному из внешних портов компьютера.
FireWire (также IEEE 1394). Необязательный порт, который позволяет с высокой скоростью осуществлять процесс передачи данных. Многие модели внешних дисководов подключаются к портам FireWire, благодаря чему они достигают такого быстродействия, которое сравнимо с быстродействием внутренних жестких дисков.
USB. Стандартный порт, используемый многими ПК. Большинство компьютеров поставляются со встроенными портами USB 1.0, которые обеспечивают слишком медленную скорость передачи данных (при подключении через них внешних дисководов). Новые порты USB 2.
Микродисковод. Разработанный компанией IBM дисковод, который используется для сохранения информации на картах Compact Flash. Микродисководы установлены на некоторых моделях МРЗ-плейеров и цифровых камер.
Варианты модернизации жесткого диска
Вы всегда сможете определить, что назрела необходимость в приобретении нового жесткого диска. Например, Windows начнет постоянно скулить о необходимости дополнительного свободного пространства. Программы откажутся устанавливаться, ссьшаясь на недостаток все того же свободного места на диске. Или, возможно, диск С доработается до того, что просто внезапно откажется отвечать на ваши запросы,
Если диск С выйдет из стоя и из-за этого не будет загружаться установленная на нем операционная система, вы можете утешить себя только тем, что вам подходит простейший вариант модернизации дисковода жестких дисков. Вам понадобится заменить отказавший дисковод новым, более быстрым и имеющим больший объем.
Другого выбора у вас не остается, поэтому на вас не будет давить ответственность за принятие какого-либо решения. С другой стороны, разумеется, замена вышедшего из строя жесткого диска — это наихудший вариант модернизации, поскольку при этом вы теряете все записанные на нем данные.
Если же вам просто необходимо увеличить объем свободного пространства, то можете выбрать один из трех возможных вариантов.
- Добавить внешний жесткий диск.
- Добавить второй внутренний жесткий диск и использовать его для хранения данных.
- Добавить второй внутренний жесткий диск и установить на нем операционную систему (например, Windows XP), а старый жесткий диск использовать для хранения данных.
Выбор одного из первых двух вариантов оставит нерешенными несколько серьезных проблем.
Во-первых, ваш диск С, на который записана Windows, no-прежнему останется переполненным. Каким образом можно его немного разгрузить? Если на нем хранятся какие-либо обычные файлы данных (МРЗ, текстовый документы, электронные таблицы, видео и т.п.), переместите их с диска С на новый только что установленный жесткий диск.
Вторая проблема заключается в следующем: новые дисководы имеют больший объем и большее быстродействие, чем старые. Если Windows будет установлена на новом дисководе, компьютер станет работать намного быстрее и четче. Вот почему многие отдают предпочтение третьему варианту: установке операционной системы на новом жестком диске и использованию старого исключительно для хранения информации.
Если у вас есть какие-либо сомнения относительно выполнения инсталляции и вы боитесь, что можете потерять какую-то важную информацию, при покупке нового дисковода приобретите также систему резервного копирования (backup system). Перед тем как приступить к установке нового оборудования, сделайте резервную копию всех имеющих для вас значение файлов.
Внешняя память компьютера, внешние запоминающие устройства.
Внешняя память компьютера или ВЗУ — важная составная часть электронно вычислительной машины, обеспечивающая долговременное хранение программ и данных на различных носителях информации. Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) — можно классифицировать по целому ряду признаков : по виду носителя, по типу конструкции, по принципу записи и считывания информации, по методу доступа и т.д. При этом под носителем понимается материальный объект, способный хранить информацию.
Свойства внешней памяти :
- ВЗУ энергонезависима, целостность её содержимого не зависит от того, включен или выключен компьютер .
- В отличие от оперативной памяти, внешняя память не имеет прямой связи с процессором.
В состав внешней памяти включаются :
- НЖМД – накопители на жёстких магнитных дисках.
- НГМД – накопители на гибких магнитных дисках.
- НОД – накопители на оптических дисках (компакт-дисках CD-R, CD-RW, DVD).
- НМЛ – накопители на магнитной ленте (стримеры).
- Flash накопители.
Накопители – это запоминающие устройства, предназначенные для длительного (то есть не зависящего от электропитания) хранения больших объемов информации.
Кроме основной своей характеристики – информационной емкости – дисковые накопителихарактеризуются и двумя другими показателями : временем доступа и скоростью считывания последовательно расположенных байтов.
Гибкие диски
Дискета – носитель цифровой информации объемом до 2,8 МБ. Представлена подложкой, покрытой окислом с магнитными свойствами и помещённой в полимерный корпус. Данные записываются на дорожки – концентрические ячейки памяти, разделённые на секторы.
Ныне гибкие диски вытеснены другими типами памяти. Накопители на магнитных лентах применяются крайне редко в узкоспециализированных сферах, например, железнодорожные перевозки.
Достоинства и недостатки floppy disk
Как и у многих устройств, у «флопиков» есть свои достоинства и недостатки.
К достоинствам можно отнести следующие:
простая технология и алгоритм записи;
очень дешевые;
доступные и универсальные, как современные «флешки»;
для того времени это был оптимальный объем переносимой информации;
многоразовое использование.
К недостаткам можно отнести следующие:
даже для того времени иногда не хватало объема для переноса программного обеспечения или изображений;
очень шумная работа дисковода;
невысокая скорость записи;
низкая надежность: повреждение приводило к тому, что он не читался; было опасно «размагничивание», при котором терялась записанная информация;
небольшой срок эксплуатации.
Емкость и быстродействие
Емкость (capacity). Объем данных, которые можно сохранить на диске. Чем больше этот показатель, тем лучше. Покупая новый диск, выбирайте тот, который имеет емкость 50 Гбайт или больше. Вообще же, всегда из имеющихся в наличии жестких дисков выбирайте тот, емкость которого максимальна.
Время доступа (access time). Определяет, сколько времени требуется диску, чтобы найти нужные файлы. Измеряется в миллисекундах. Чем меньше этот показатель, тем лучше.
Скорость передачи данных (data transfer rate). Определяет, как быстро компьютер может получать данные из файлов после их нахождения. Чем больше число, тем лучше, но не стоит особенно полагаться на этот показатель. Он носит статистический характер и разбивается на два других показателя — скорость передачи пакета и скорость непрерывной передачи данных, — которые описаны ниже.
Скорость передачи пакета/скорость непрерывной передачи данных (burst/sustained). Эти показатели определяют, как быстро компьютер может извлекать данные, сохраненные на жестком диске, и доставлять их по месту назначения. Скорость передачи пакета — это та скорость, с которой компьютер может извлечь единичный фрагмент информации, сохраненной на жестком диске.
Скорость непрерывной передачи данных — это скорость, с которой передаются большие объемы информации (например, воспроизводится музыкальный трек или записывается большой по размерам файл). Естественно, что скорость передачи пакета всегда будет выше, чем скорость непрерывной передачи данных.
5000/7200/10000 RPM. Это скорость, с которой дисковод вращает диски. Измеряется в оборотах за минуту. Чем больше этот показатель, тем большее быстродействие имеет дисковод и тем выше его стоимость.Если вы приобретаете дисковод, который будете использовать в своей повседневной работе или, например, при обработке аудио- и видеоинформации, остановите свой выбор на том, который имеет максимальную скорость вращения дисков.
Жёсткие диски (hdd)
Наиболее распространённая внешняя память. Работает по принципу магнитной записи. Информация записывается на дорожки отполированных металлических либо стеклянных пластин с магнитными свойствами благодаря покрытию ферромагнетику.
Состоят из одной или нескольких пластин, на которых хранятся данные, устройства позиционирования головки, самих считывающих головок и сложного блока электроники. Различаются:
Диск(-и) быстро вращается, считывающая головка парит над ним, при подаче напряжения она изменяет вектор намагниченности домена ферромагнетика. Для считывания меняется магнитный поток головки, приводящий к изменению электрического сигнала из-за возникновения индукции. По скорости опережают оптические накопители минимум на порядок: чтение – до 150 – 200 МБ/с, запись до 100 МБ/с.
По сравнению с предыдущими накопителями, HDD более быстрые, многократно перезаписываемые, надёжные, дешевые.
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).
Позже появились так называемые
ED-дискеты (от англ. ExtendedDensity — «расширенная плотность»), имевшие объём 2880
килобайт (36 секторов), которые так и не получили широкого распространения.
Исчезновение
Одной из главных проблем, связанных
с использованием дискет, была их недолговечность. Наиболее уязвимым элементом конструкции
дискеты был жестяной или пластиковый кожух, закрывающий собственно гибкий диск:
его края могли отгибаться, что приводило к застреванию
дискеты в дисководе, возвращавшая кожух в исходное положение пружина могла
смещаться, в результате кожух дискеты отделялся от корпуса и больше не
возвращался в исходное положение.
Сам пластиковый корпус дискеты не служил достаточной
защитой гибкого диска от механических повреждений (например, при падении
дискеты на пол), которые выводили магнитный носитель из строя. В щели между
корпусом дискеты и кожухом могла проникать пыль.
А сам гибкий диск мог
относительно легко размагнититься от воздействия металлических намагниченных
поверхностей, природных магнитов, электромагнитных полей вблизи высокочастотных
приборов, что делало хранение информации на дискетах крайне ненадежным.
Массовое вытеснение дискет из
обихода началось с появлением перезаписываемых компакт-дисков, и особенно,
носителей на основе флэш-памяти, обладающих гораздо меньшей удельной стоимостью,
на порядки большей емкостью, большим фактическим числом циклов перезаписи и
долговечностью и большей скоростью обмена данными.
Промежуточным вариантом между ними
и традиционным дискетами являются магнитооптические носители, Iomega Zip, IomegaJaz
и другие. Такие сменные носители иногда также называют дискетами.
Однако, даже в 2009, дискета
(обычно 3,5″) и соответствующий дисковод необходимы (при невозможности
сделать это через интернет непосредственно из операционной системы), чтобы
«перепрошить» флэш-память BIOS многих
материнских плат, например, Gigabyte.
Так же их ещё
используют для работы с небольшими файлами (как правило
с текстовыми), для переноски этих файлов с одного компьютера на другой. Так что
с полной уверенностью можно сказать, что дискеты будут использоваться ещё
несколько лет, по крайней мере до того момента, когда цена на самые дешёвые
flash-накопители не будет сопоставимы с ценами на дискеты (сейчас их разница
~10 раз, но неуклонно уменьшается).
Какой объем в кб, мб, гб более удобен для хранения секретной информации
В семидесятых годах по объему пятидюймовые устройства делились на три типа по емкости:
- 80 кбайт
- 256 КБ
- 800 килобайт, встречались реже
Дискеты со временем усовершенствовали, в 80-х годах популярной стала серия на 3,5 дюйма.
Когда появились первые дискеты
В 1971 году появилась первая дискета. Дискета понадобилась для переноса программ и текстовых документов. Первая была восьмидюймовой и вмещала очень мало информации.
Более современные модели в 80-х годах использовала фирма APPLE в компьютерах марки Макинтош. Предшественниками дискеты являются магнитные ленты.
Кому нужны дискеты сегодня
Дискеты объемом в 3.5 дюйма и сейчас используются в администрации США. Американское Министерство обороны всю информацию, связанную с ядерными испытаниями хранит именно на этих носителях. Такие меры предосторожности нужны, чтобы не было утечки информации в интернет. Подходят компьютеры старого типа.
В России с 2022 по 2022 годы дискет закуплено на более чем 2 миллиона рублей. Если считать по оптовой цене, получится огромное количество экземпляров. Их используют по нескольким причинам.Во-первых, это дешевоПреимущество привлекает многие структуры:
- Частные фирмы, где в работе используют только текстовые документы или таблицы.
- Больницы.
- Педагогические учреждения.
Даже в Российскую Академию наук работы на Гранты сдают на дискетах.Во-вторых, это безопасно.В этих целях дискеты используют в следующих сферах:
- Создание документации в Военных комиссариатах.
- Фиксация материалов по уголовным делам в МВД.
- Ведение учета в ПФР.
- Налоговая документация.
- Судебные протоколы в маленьких поселках.
- Бухгалтера записывают ключи для запуска.
Еще 10 лет назад дискеты активно использовалась для учебы в школе, колледже, ВУЗе. Такое средство передачи текстовой информации дешевле флешки, удобнее диска. Отдельную подборку документов удобно было хранить на разных дискетах.
Накопители на гибких магнитных дисках
Общие сведения. Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД, или FDD — Floppy Disk Drive) предназначен для хранения информации объемом порядка нескольких мегабайт. Его изучение позволит более глубоко понять принципы организации дисковых магнитных накопителей. В состав подсистемы памяти на НГМД входят:
=> дискета (Floppy Disk) — непосредственный накопитель информации. Одной из ее составных частей является гибкий магнитный диск. Название гибкий связано с тем, что сам диск, выполненный из тонкой пластиковой пластины с нанесенным магнитным слоем, является гибким. Гибкий диск помещается в специальный конверт-футляр;
=> дисковод (Disk Drive) — механическое устройство для записи информации на дискету и считывания с нее;
=> контроллер (Controller) — устройство управления дисководом в режимах записи/считывания;
=> многожильный кабель для подключения дисковода к контроллеру.
Высокий уровень стандартизации аппаратных и программных средств позволяет использовать НГМД в качестве универсальных средств для обмена информацией между различными компьютерами.
Дискеты. Известно два формата дискет: 3-дюймовые дискеты с диаметром диска 3,5″ и 5-дюймовые — с диаметром 5,25″, где » — дюйм, при этом 1″ = 25,4 мм.
Конструктивное оформление д и с ке т. Дискета любого формата представляет собой конверт-футляр квадратной формы, в котором размещается пластмассовый диск с нанесенным на его поверхность магнитным слоем. Внутренняя поверхность конверта покрыта мягким материалом для защиты магнитного слоя от пыли и повреждений при вращении диска. В конверте имеется вырез, через который магнитные головки соприкасаются с магнитным слоем в процессе записи/чтения. В конструкции диска предусмотрены элементы для механической связи с электроприводом. Дискета располагает средствами защиты от записи.
На рис. 11.7,ц показан вид 3-дюймовой дискеты с тыльной стороны. Конверт-футляр дискеты выполнен из пластмассы и надежно защищает магнитный диск от механических воздействий. Чтобы вставить дискету в дисковод с требуемой ориентацией сторон, один угол конверта имеет срез.
Рис. 11.7. Вид 3-дюймовой дискеты с тыльной стороны (а) и логическая структура диска (б)
В верхней части дискеты расположена скользящая крышка с окном для записи/чтения, которая предназначена для защиты магнитного слоя диска от пыли и повреждений. После установки дискеты в дисковод скользящая крышка сдвигается вправо, открывая через окно и вырез в конверте доступ магнитным головкам к магнитному слою диска для записи/чтения.
В правой нижней части дискеты имеется окно защиты от записи. Если задвижка окна находится в нижнем положении, как показано на рис. 11.7,0, окно открыто и дискета защищена от записи. Запись разрешена в верхнем положении задвижки, когда окно закрыто. В левой нижней части дискеты имеется окно идентификации дискет емкостью 1,44 Мбайт. В дискетах емкостью 720 и 2880 Кбайт такое окно отсутствует.
Для механического сопряжения дискеты с приводом в конверте- футляре имеется вырез круглой формы, через который осуществляется связь диска с механизмом привода. Вырез прямоугольной формы в центральной части диска выполняет функции фиксатора.
Логическая организация дискет. Информация хранится в магнитных слоях, расположенных на обеих сторонах диска. Для упорядочения записи и чтения информации поверхность диска разбивается на отдельные участки, совокупность которых образует логическую структуру дискеты. Процесс создания логической структуры дискеты называется форматированием. Форматирование выполняется программным способом с помощью специальной команды. Например, для DOS используется команда FORMAT. В процессе форматирования поверхность диска разбивается на дорожки (Tracks) и секторы (Sectors). Количество дорожек и секторов определяется качеством материала магнитного слоя. На рис. 11.1,6 приведена логическая структура диска, имеющего 80 дорожек и 18 секторов. Дорожки, секторы и стороны диска нумеруются, начиная с нуля. Минимальной физической единицей, отводимой на диске для хранения информации, является сектор одной дорожки, или абсолютный сектор. Общее количество абсолютных секторов дискеты определяется произведением числа сторон /V, числа дорожек D на стороне, числа секторов S на дорожке и для приведенной логической структуры (рис. 11.7,6) составляет:
Каждый сектор имеет собственный адрес, указанный в его заголовке. Секторы отделены друг от друга пробелами. Количество байт, которое можно записать в сектор, зависит от операционной системы. Для DOS размер сектора составляет 512 байт. Емкость V дискеты определяется произведением общего числа секторов ,5^ на число байт в секторе В:
Известно три стандарта 3-дюймовых дискет:
=> стандарт двойной плотности (DD — Double Density). Такие дискеты имеют 80 дорожек и 9 секторов. Их емкость составляет 720 Кбайт; => стандарт высокой плотности (HD — High Density). Такие дискеты имеют 80 дорожек и 18 секторов. Их емкость равна 1440 Кбайт. Основу магнитного слоя дискет составляет феррит кобальта, толщина слоя — 1 мкм;
=> стандарт сверхвысокой плотности (ED — Extra-high Density). Такие дискеты имеют 80 дорожек и 36 секторов. Их емкость равна 2880 Кбайт. Основу магнитного слоя дискет составляет феррит бария, толщина слоя — 2,5 мкм. Толстый магнитный слой позволяет использовать способ вертикальной записи, при котором домены ориентированы перпендикулярно поверхности диска и располагаются более компактно, чем при горизонтальной записи, что повышает плотность записи данных.
Все 3-дюймовые дискеты имеют магнитный слой с обеих сторон диска (стандарт DS —Double Sided).
При форматировании на диске выделяются две области: системная область и область данных.
Системная область. Эта область находится в самом начале обеих сторон диска, занимая несколько килобайт. В системной области располагаются:
=> загрузочная запись, содержащая информацию о физических характеристиках диска (размер сектора в байтах, число секторов на дорожку, число абсолютных секторов, число головок и т.д.) для драйверов различных устройств и программу начальной загрузки, которая используется для пуска компьютера после включения питания или системного сброса. Эта программа проверяет наличие на диске системных файлов. При их наличии (диск является системным) инициируется загрузка операционной системы в память компьютера, после чего управление компьютером передается операционной системе. При отсутствии системных файлов компьютер выдает сообщение об ошибке. В этом случае необходимо удалить дискету из дисковода либо установить системную дискету;
=> таблица размещения файлов (File Allocation Table — FAT), предназначенная для идентификации информации на диске. В таблице содержится опись размещения всех данных (файлов и каталогов, или папок), хранящихся на диске. Единицей измерения данных служит кластер, который в зависимости от типа дискеты занимает один или два соседних сектора. Следует иметь в виду, что кластеры файла могут находиться в разных местах диска. Файл с таким размещением кластеров называется фрагментированным. Таблица содержит две колонки. В одной из них размещается список номеров (начиная со второго) кластеров из области данных, в другой — список чисел, дающий информацию о кластерах. Для каждой записи в FAT отводится 12 двоичных разрядов или 3 шестнадцатеричных разряда. Строка второй колонки может содержать одну из следующих записей, которые представим 16-разрядным кодом:
000Н — кластер свободен;
ХХХН — номер следующего кластера в файле;
FF8 -s- FFFH — последний кластер файла;
FF7H — дефектный кластер;
FF0 -5- FF6H — зарезервированный кластер.
В табл. 11.1 приведен пример, иллюстрирующий особенности записей файлов Ап В в FAT. Файл А располагается в кластерах 2, 5, 9, 10, 11, файл В — в кластерах 3, 4, 7, 8. Об этом свидетельствуют записи во второй колонке. Кластер 6 является дефектным, а кластеры 12, 13 — свободными.
Номер кластера | Запись в FAT | Пояснения к записи в FAT |
2 | 5 | Номер следующего кластера файла А |
3 | 4 | Номер следующего кластера файла В |
4 | 7 | Номер следующего кластера файла В |
5 | 9 | Номер следующего кластера файла А |
6 | FF7H | Дефектный кластер |
7 | 8 | Номер следующего кластера файла В |
8 | FF8 — FFFH | Последний кластер файла В |
9 | 10 | Номер следующего кластера файла А |
10 | 11 | Номер следующего кластера файла А |
11 | FF8 — FFFH | Последний кластер файла А |
12 | ОООН | Свободный кластер |
13 | ОООН | Свободный кластер |
Таблица размещения файлов настолько важна, что операционная система дополнительно создает ее копию, которая применяется для восстановления поврежденных дисков. Любое изменение данных на диске отражается в обеих таблицах FAT;
=> корневой каталог, представляющий собой сводку записей, каждая из которых имеет длину 32 байта и содержит информацию о файле или (под)каталоге. Для системного диска первые два файла в корневом каталоге содержат интерфейсные программы BIOS и ядро операционной системы. Как указывалось выше, они используются программой начальной загрузки. Для каждого типа диска размер корневого каталога фиксирован. Например, на диске формата 3,5″ емкостью 1,4 Мбайт размер корневого каталога составляет 14 секторов (512 х 14 = 7168 байт). Поэтому максимальное число записей в корневом каталоге равно 7168 : 32 = 224. Для размещения на диске большего числа файлов необходимо создавать (под)каталоги. В отличие от корневого каталога подкаталоги могут иметь любой размер и размещаться в любой области данных.
Каждая запись корневого (и любого другого) каталога содержит поля, под каждое поле отведено определенное количество байтов. В табл. 11.2 показано распределение 32-байтового слова по отдельным полям и приведено краткое их описание.
Байты | Назначение |
11 | Имя файла в кодах ASCII. Имя файла разделено на 8-байтное основное имя и 3-байтное расширение. Между основным именем и расширением ставится точка. Если первый байт имени файла состоит из нулей, то этот файл не используется и фиксирует конец записей каталога. Если первый байт имени файла содержит код Е5Н = 22910, то это является признаком удаления файла. При удалении файла в корневом каталоге остается номер начального кластера файла, его длина и сами данные в кластерах. Поэтому случайно удаленный файл можно восстановить, если в кластеры не записаны новые данные |
1 | Байт атрибутов файла. Единичное значение каждого из шести младших битов Ву..В{) байта отражает один атрибут файла. Ниже приведены двоичные коды атрибутов:
Файл может иметь несколько атрибутов одновременно |
10 | Резервные байты. Байты предназначены для будущего использования |
2 | Время создания или последней модификации файла. Отдельные биты B^…Bf) 2-байтового слова используются следующим образом: В5#|4?|з^12^1 i — число часов: 00, 01, 02,…, 23; #ю#9#8#7#6#5 — число минут: 00, 01,02,…, 59; #4#з#2Я|#о— число секунд: 00, 02, 04,…, 58 |
2 | Дата создания или последней модификации файла. Отдельные биты В[5…В{) 2-байтового слова используются следующим образом: #15#14#13#12#ц — день месяца: 01,02, 03,…, 31; #ю#9#8#7 — месяц: 01,02, 03,…, 12; #6#5#4#з#25|#о — год: 00,01, 02,…, 99 |
2 | Номер кластера, с которого начинается файл на диске |
4 | Фактическая длина файла в байтах |
Область данных. Эта область предназначена для хранения данных, содержащихся в файлах и подкаталогах. Необходимо иметь в виду, что файл на диске всегда занимает целое число кластеров. Например, если файл длиной 1024 байта занимает на диске один кластер
(1024 байта), то файл длиной 1025 байт будет занимать два кластера (2048 байт). Кроме того, данные файла могут располагаться в виде отдельных фрагментов в несмежных кластерах. Такие фрагментированные файлы увеличивают время доступа к данным. Для устранения указанного недостатка следует регулярно выполнять операцию дефрагментации файлов с помощью соответствующих программ (утилит).
Для более наглядного представления логической структуры дискеты на рис. 11.8 приведен пример размещения системной области и области данных на 720К-дискете. Следует отметить, что:
=> системная область занимает 12 секторов, причем в первом секторе размещается загрузочная запись, во втором и третьем — FAT1, в четвертом и пятом — FAT2, а остальные 7 секторов — корневой каталог, размер которого составляет 512 х 7 = 3584 байта. Поэтому максимальное число записей в корневом каталоге равно 3584 : 32 = 112; => область данных занимает остальную часть диска. Данные хранятся в кластерах. Кластер является логическим элементом и включает в себя два сектора. Нумерация кластеров начинается с числа 2 и осуществляется с последовательным чередованием нулевой (0) и первой (1) сторон диска;
=> цилиндр представляет собой совокупность двух дорожек, расположенных с разных сторон диска и имеющих одинаковые номера. Нумерация цилиндров, как и дорожек, начинается с 0. Дисководы. Основными компонентами дисковода НГМД являются:
=> привод с механизмом фиксации дискеты. В качестве привода используется шпиндельный двигатель. Скорость вращения двигателя для 3-дюймовых дискет составляет 300 об/мин. Среднее время запуска двигателя составляет 400 мс;
=> блок магнитных головок с механизмами прижима головок к диску. Блок головок содержит каретку с закрепленными на ней головка-
Рис. 11.8. Размещение системной области и области данных на 720К-дискете ми записи/чтения и стирающими головками. Головки расположены с каждой стороны диска. Стирающие головки предназначены для уменьшения ширины дорожки при записи. Благодаря этому между записанными дорожками создаются размагниченные участки, что повышает качество считывания данных. В процессе позиционирования, записи/чтения магнитные головки соприкасаются с поверхностью диска, в паузах между записью и считыванием головки приподнимаются над поверхностью;
=> шаговый двигатель, вращательное движение которого преобразуется в поступательное движение каретки. С помощью шагового двигателя каретка с магнитными головками перемещается по поверхности диска в радиальном направлении фиксированными шагами. Величина шага зависит от плотности записи дорожек. В частности, при записи с плотностью 96 дорожек на дюйм (track per inch — tpi) величина шага соответствует повороту ротора шагового двигателя на 1,8°. Перемещение блока головок из одного положения в другое называется позиционированием. Максимальное время позиционирования при перемещении головок из одного крайнего положения в другое имеет значение порядка 100 мс, а между двумя соседними дорожками — порядка 3 мс;
=> узлы управления дисководом:
- •логические схемы позиционирования головок, контроля, управления шпиндельным двигателем;
- • источники тока записи и стирания;
- • усилители;
- • датчики индекса, используемые для определения начала дорожки при форматировании дискеты;
- • формирователи индексной метки и выходного сигнала;
- • коммутатор головок и т.д.;
=> корпус, в котором размещаются перечисленные выше компоненты:
- • на лицевой стороне корпуса имеется окно-щель, в которое вставляется дискета, и индикатор, светящийся при вращении шпиндельного двигателя. Окно-щель 3-дюймовых дисководов закрыто шторкой. Для удаления дискеты из дисковода используется кнопка. Для блокирования 5-дюймовых дискет после установки в дисковод и разблокирования при удалении из дисковода предусмотрена защелка;
- • на тыльной стороне корпуса установлены 4-штырьковый разъем для подключения питания и 34-штырьковый разъем для соединения с контроллером.
В качестве примера на рис. 11.9,а приведена лицевая сторона корпуса 3-дюймового дисковода, на рис. 11.9,6 — тыльная сторона.
Рис. 11.9. Лицевая (а) и тыльная (б) сторона корпуса 3-дюймового дисковода
Контроллеры. Контроллер выполняет функции сопряжения НГМД с процессором, при этом на процессор возлагается общее управление контроллером с помощью команд и слов состояния процессора, а на контроллер — непосредственное управление НГМД.
Основными составными частями контроллера являются: => буфер шины данных, предназначенный для трансляции данных при записи/чтении;
=> регистры, выполняющие функции временного хранения данных; => логическое устройство, на которое возлагаются функции центрального процессора контроллера. Оно обеспечивает режим обмена контроллера.
Контроллеры НГМД интегрированы в чипсеты системных плат. Дисководы подключаются к разъему на системной плате с помощью 34-жильного плоского кабеля (рис. 11.10). Перекрученные жилы кабеля позволяют присваивать разные имена приводам 3-дюймовых и 5-дюймовых дискет (А: или В:).
Рис. 11.10.Подсоединение 34-жильного плоского кабеля к дисководам 3,5″
и 5,25″
Накопители на оптических дисках.
Накопители на оптических дисках разделяют на :
- CD-ROM — Compact Disk Read Only Memory, неперезаписываемые лазерно-оптические диски или компакт-диски ПЗУ.
- CD-R — Compact Disk Recordable, компакт-диски с однократной записью (их иногда называют также CD-WORM – CD Write Once, Read Many и CD-WO — CD Write Once).
- CD-RW — CD Rewritable, компакт-диски перезаписываемые, с многократной записью (их раньше называли CD-E – CD Erasable – стираемые).
- DVD-ROM — Digital Versatile Disk Read Only Memory, неперезаписываемые цифровые универсальные диски.
- DVD-R — DVD Recordable, цифровые универсальные диски с однократной записью.
- DVD-RW — DVD Rewritable или DVD-RAM — DVD Read Access Memory, цифровые перезаписываемые универсальные диски.
Оптические диски
К устаревшей внешней памяти относятся компакт-диски – полимерные накопители 120 мм в диаметре и толщиной 1,2 мм с одним либо несколькими светоотражающими слоями. Для записи и считывания информации применяется дисковод или оптический привод. В зависимости от типа накопителя, может вмещать до 50 ГБ (трёхслойные) или 100 ГБ (четырёхслойные).
Различаются неперезаписываемые носители – обозначаются буквой R (ROM – от read) и перезаписываемые – RW (rewritable). Информация на первые записывается один раз и не меняется. Вторые можно одно- или многократно очищать от данных, дописывать их. Также оптические накопители разделяют по типу носителя: CD, DVD, Blu-ray.
Отличия обновленной версии
- Есть жесткая корпусная коробка.
- Металлический центр позволял не допускать ошибок при помещении дискеты в дисковод.
- Объем памяти значительно увеличился.
Обычная карта вмещала в себя почти полтора мегабайта памяти. Но встречались устройства в 700 с небольшим КБ или почти на 3 МБ. Узнать, сколько весила дискета, можно было, прочитав описание на корпусе.Такие носители отлично подходят для хранения текстовой информации. Больше 2,88 МБ вместить в устройство невозможно. Гигабайты свободной памяти появились позднее, на дисках и флешках.
Примечание
Цифровые видеодиски впервые появились в 1996 году. DVD имеют габариты обычных CD-ROM, но значительно большей емкости, которая у них достигает десятков Гбайт…
DVD – Digital Versatile Disk, цифровой универсальный диск (иногда его называют Digital Video Disk, цифровой видеодиск). Физически DVD-диск – это тот же привычный диск диаметром 4,72 дюйма (существует стандарт также на 3,5 дюйма) и толщиной 0,05 дюйма. Так же как и компакт-диск, он почти не изнашивается со временем, не чувствителен к магнитному и инфракрасному излучениям.
Но в DVD используются однослойная и двухслойная, односторонняя и двухсторонняя уплотненная запись. Уплотнение записи данных на DVD было достигнуто путем уменьшения диаметра пишущего-читающего луча (зелено-голубой лазер) в два раза, при этом уменьшаются сами точки (питы), сокращается расстояние между соседними точками на дорожке и увеличивается количество дорожек. Только за счет повышения плотности записи удалось достичь более чем четырехкратного роста емкости.
Самый простой тип записываемого DVD – это DVD-R, который предусматривает однократную запись информации на носитель с последующим многократным чтением. Перезаписываемыми форматами DVD являются DVD-RAM и DVD-RW. Существуют и другие форматы перезаписываемых DVD-дисков: ASMO, MMVF и др.
Характеристики некоторых видов DVD-дисков приведены в таблице ниже :
Стоит ли возвращаться к дискетам в наше время
Они удобны, но производить дискеты для массового пользования перестали с 2022 года. На смену пришли удобные флешки разной формы и цвета. Без сети в наше время можно передавать не только документы, программы, а еще и фильмы, аудио файлы, игры.
Дискеты больше подходят для работы в офисе, в случае нехватки материальных средств на нормальные носители или необходимости сохранить секретную информацию в пределах конторы. Использование дискет исключено при наличии современного компьютера. Обязательно работать на старой модели, где есть дисковод соответствующего формата.
Типы жестких дисков
IDE/ATA (Intelligent Drive Electronics — Интеллектуальная электроника дисковода). Этот быстрый и дешевый стандарт жестких дисков быстро вытеснил старые типы приводов. В большинстве жестких дисков и сегодня используются некоторые концепции технологии IDE, на что часто указывает аббревиатура ATA (AT Attachment — Относящиеся к AT).
UDMA, UIDE, АТ-6, Fast ATA, Ultra ATA и др. Последующие разновидности технологии IDE/ATA, каждая из которых несла с собой какие-то свои новшества. Результат? Большее быстродействие, больший объем памяти и большая дезориентация покупателей.
SATA (Serial ATA). Новейшая вариация дисководов IDE/ATA, обладающих еще большими возможностями. Предшествующие им дисководы передавали информацию компьютеру через неуклюжие толстые ленточные кабели. Дисководы SATA передают хранящиеся в них данные через гладенькие тонкие кабели, которые имеют более высокую пропускную способность.
SCSI (Small Computer Systems Interface— Интерфейс малых вычислительных систем, Fast Wide SCSI, Ultra SCSI, Wide Ultra2 SCSI и др.). Второй тип самых популярных жестких дисков. Такие диски одобрены серьезными пользователями и сетевыми администраторами. (Однако они дороги и несколько сложны в использовании, что ограничивает их применение в мелком бизнесе и дома.)
Флеш-память
Самая новая внешняя память для компьютеров и ноутбуков. Работа основана на функционировании транзисторов – информация записывается и считывается с микросхем памяти посредством подачи положительного либо отрицательного напряжения на управляющий затвор соответственно. На основе транзисторных ячеек работают:
Преимущества флеш-памяти над HDD:
Из недостатков на данный момент отметим:
Компактность большой роли не играет. Ограниченный срок службы ячейки ранее относился к недостаткам, с развитием технологий количество циклов перезаписи перестало быть проблемой.
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.
Характеристики флоппи-дисков
Floppy disc зародились еще в 1967 и просуществовали до 10-х годов нашего тысячелетия, хотя фактически от них стали отказываться еще в конце 90-х. В процессе своей «жизни» «флопики» были разных размеров и конфигураций.
Приведем несколько интересных характеристик и свойств:
первые диски были размером 8 дюймов, что примерно равняется 20 сантиметрам, они были разных форматов, от этого и «плясал» их объем: 80, 256, 800 Кб;
следующее поколение «флопиков» было поменьше в размерах, их размер составлял 5.25 дюймов, они тоже были разных форматов, поэтому их объем также «плясал»: 110, 360, 720, 1200 Кб; помимо форматов, они были еще одно- и двухсторонними;
третье поколение «флопиков» имело 3.5 дюймов, именно эти дискеты оказались самыми популярными и дожили до времен своего исчезновения, они были самыми «объемными» среди своих предшественников: 720 Кб, 1.44 Мб и максимальный 2.88 Мб.
Но время шло, и технологии развивались, поэтому 2.88 Мб памяти просто не справлялись с поставленными задачами. А новые оптические CD-диски предлагали куда больший объем, что и переманило пользователей на свою сторону. Так постепенно эпоха «флопиков» начала угасать.
Итак, в период с 2022 и до 2022 года все производители «флопиков» отказались от их производства и приводов к ним. При этом использовались «флопики» вплоть до 2022 года, именно в том году американский Пентагон перешел на новые технологии и отказался от применения 8-ми дюймовых дискет.
Заключение
Эпоха floppy disk прошла, поэтому осталось только вспоминать, что и как это было. «Флопики» стали вроде старого советского сервиза в бабушкином серванте. Но при этом некоторые пользователи решили «вдохнуть» в них новую жизнь. Как вам такое: привод гибких дисков — это устройство для воспроизведения музыки?
Первое такое музыкально устройство было создано в 2022 году польским инженером-энтузиастом. Он взял 2 дисковода, подключил к ним миникомпьютер, который запрограммировал на определенную мелодию, и вот что у него получилось.
Уже в 2022-м году этот же инженер создал новую версию своего музыкального устройства, при этом он использовал уже 64 дисковода для «флопиков».
