Гибкий магнитный диск 3,5 дюйма ( 3½″ ) — формат накопителя на магнитных дисках , представленный компанией Sony в 1981 году как альтернатива более распространённым в те годы дискам и . Этот формат записи получил широкое распространение и использовался до конца XX века, а также имел ограниченное распространение в начале XXI-го.

Дискета имеет метрический размер (90 мм в ширину и 94 в длину), но запомнилась именно как «трёхдюймовая» (3,5″ — это чуть меньше, 88,9 мм).

История

В 1971 году компания IBM представила 8″-диск как альтернативу дорогой постоянной памяти на магнитных сердечниках . Этот диск прозвали «floppy» из-за того, что он достаточно легко гнулся.

В конце 1976 года в Wang Laboratories представили уменьшенную версию флоппи-диска, известную как 5¼″-диск, и этот формат записи имел большое распространение в зарождавшихся тогда микрокомпьютерах и текстовых процессорах . Однако оба этих формата имели существенные недостатки, которые в компании Sony решили исправить.

Прежде всего, ни 5¼″, ни тем более 8″ диски не помещались в карман рубашки . Хранить и переносить оба этих диска нужно было в специальном конверте, в противном случае можно было легко повредить магнитный слой. Также диск можно было повредить, случайно согнув или смяв его. Эти проблемы были решены за счёт твёрдой оболочки диска и створки, закрывающей магнитный слой, когда диск не вставлен в дисковод .

Компания Sony разработала новый привод к 1981 году и сразу нацелилась на продажу приводов сторонним компаниям: кроме собственного текстового процессора и персональных компьютеров стандарта MSX , среди первых новый привод получил а также переносной компьютер Courier от Jonos Computers. Но Sony не была первой, кто разрабатывал диск уменьшенного размера в жёсткой оболочке. Похожие стандарты дисков — 3½″, 3¼″, 3″ и даже 2″ — представили многие другие компании . Однако именно стандарт Sony в конечном счёте завоевал бо́льшую долю рынка. Также в 1982 году был собран Промышленный Комитет по микрофлоппидискам ( англ. Microfloppy Industry Commitee ), который предложил сделать 3½″ от Sony индустриальным стандартом после некоторой доработки — в частности, добавить механизм автоматического открытия шторки, сделать переключатель защиты от записи в виде защёлки, а не съёмной заглушки, а также увеличить количество дорожек на диске . Первые версии 3½″-дисков имели ёмкость 218,8 КБайт, от которой после форматирования оставалось всего 161,2. Однако благодаря совершенствованию технологий записи к 1987 году удалось довести ёмкость до 1,4 МБайт, а позже — и до 2,8 МБайт, хотя последний вариант так и не получил распространения.

Считается, что популярностью 3½″ диск во много обязан вышедшему в 1984 году компьютеру Apple Macintosh . Стив Джобс изначально планировал использовать диски « » собственной разработки, известные также как «twiggy-дискеты» , но и убедили его в бесперспективности twiggy-дисковода, втайне от него заключили контракт с Sony и поставили Джобса перед фактом, что это — единственный доступный на тот момент вариант . В следующем году 3½″-дисковод стали устанавливать на Atari ST и Commodore Amiga , а в 1987 — на IBM PS/2 .

Несмотря на то, что уже к началу 1990-х ПО и игры превзошли объём дискеты, она продолжала использоваться благодаря простоте обращения и дешевизне по сравнению с компакт-диском и другими форматами записи. Дискету можно спокойно оставить в госструктуре или редакции. BIOS ’ы начала 2000-х обновлялись именно с дискет, пока не реализовали обновление через Windows-утилиту или флеш-накопитель. По большей части дискета вышла из употребления лишь с распространением недорогих флеш-накопителей около 2005. В 2011 году компания Sony объявила о прекращении выпуска дискет и за ней последовали и другие производители.

Устройство

Дискета

Устройство дискеты 3½″

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

Так же, как и в предшественниках, в новом формате запись производилась на тонкий полимерный диск, покрытый магнитным слоем, только уменьшенный до ⌀85,8 мм. Принципиальное отличие дискеты 3½″ — жёсткий пластмассовый корпус 90×94×3,3 мм . Для соединения с двигателем используется металлическая втулка с установочным отверстием, которая находится в центре дискеты . Механизм дисковода захватывает металлическую втулку, удерживая её с помощью постоянного магнита, а установочное отверстие в ней позволяет правильно позиционировать дискету, поэтому отпала необходимость делать для этого индексное отверстие непосредственно в магнитном диске. В отличие от 8″ и 5¼″ дискет, окно для головок закрыто подпружиненной шторкой из металла или пластмассы . 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 на одном уровне с окошком защиты от записи — 1,44 МБ,
• окошко расположено выше уровня окошка защиты от записи — 2,88 МБ.

Кроме того, на дискете имеется несколько выемок, необходимых для правильного позиционирования дискеты в приводе , а также выемка для контроля и фиксации открытия шторки. Дополнительно, один из углов дискеты срезан — также чтобы было невозможно вставить её не той стороной .

Дисковод

• Дисковод Sony MPF520
• 
  Вид со снятой верхней крышкой. Видны два упора — прямой (снизу) и скошенный (сверху), в которые должна упереться дискета. Сверху также проглядывает через прорезь рычаг открытия створки. Слева также видны шаговый двигатель с червячным механизмом и магнитные головки .
• 
  Вид без платы управления, двигателя и верхней части загрузочной рамки, но с шаговым двигателем и головками. Рычаг открытия створки виден полностью, также видны два контрольных штифта, не дающие вставить дискету не той стороной.
• 
  Плата управления и двигатель. На шпинделе двигателя имеется два штифта: центральный и подпружиненный боковой. Двигатель — синхронный, трёхфазный. Также в него встроен датчик положения — вместо индексного отверстия в самом диске, как это сделано в 5¼″ и 8″ дисках.

Жёсткий корпус дискеты позволил применить более совершенный механизм заправки. Если 8″ и 5¼″ — приводы позволяли установить диск неправильно и повредить тем самым как привод, так и дискету, в новом формате заправка дискеты была максимально упрощена и практически исключена установка её не той стороной. На нижней поверхности дискеты имеются прорези, к тому же один из углов со стороны шторки обрезан. При вставке дискеты в загрузочную щель она попадает в загрузочную рамку, имеющую выступы, которые входят в прорези на дискете, если она вставлена правильной стороной . Также на загрузочной рамке имеется собачка, которая отодвигает шторку дискеты . После того, как шторка открылась и дискета упёрлась в край заправочной рамки, последняя переходит вместе с дискетой в нижнее положение, опустив дискету на шпиндель и нижнюю головку , при этом контрольные штифты будут препятствовать этому, если дискета вставлена неправильно. Верхняя головка, благодаря рычажному механизму, также опускается на поверхность диска. Шпиндель двигателя вращения диска имеет подпружиненный штифт — если отверстие во втулке дискеты не сразу точно спозиционировалось напротив штифта, последний при запуске двигателя скользит по поверхности втулки до тех пор, пока не провалится в отверстие, тем самым захватив диск. Чтобы извлечь диск, достаточно нажать кнопку на передней панели и рамка переходит в верхнее положение, а дискету из загрузочного отверстия выталкивает специальная пружина.

Интерфейс

Хотя первые модели дисководов от Sony оснащались собственным интерфейсом, усилиями MIC был утверждён тот же интерфейс, что использовался в 5¼″ и 8″ дисководах — так называемая « ». Различие только в форме разъёма — если в 5¼″ дисководе используется ленточный разъём, то 3½″ оснащаются штыревым. Кроме того, вместо полноразмерного разъёма Molex в 3½″ используется разъём питания меньшего размера, при этом сам дисковод может не требовать наличия питания +12В — большинству моделей достаточно только +5В . Компьютеры Macintosh оснащались дисководами с доработанным интерфейсом, который позволял выбрасывать дискету по команде от компьютера, а также менять скорость вращения диска в зависимости от положения головки — с целью повышения плотности записи .

Методы записи

Первые версии 3½″ дисков поддерживали те же стандарты записи, что и 5¼″ — 40 или 80 дорожек, одна или две стороны, одинарная (при использовании обычной частотной модуляции ) или двойная (при использовании MFM ) плотность. За счёт легирования магнитного слоя кобальтом , дающего увеличение коэрцитивной силы , удалось увеличить плотность записи до 18432 байта на одну дорожку, в сумме 1474560 байт (1440 КиБ ), что однако требовало увеличения уровня сигнала записи, поэтому дискета обзавелась отверстием, сигнализирующей о том, что дискета поддерживает запись в режиме высокой плотности (HD). Дальнейшее увеличение плотности записи за счёт использования в качестве магнитного слоя феррита бария слишком сильно удорожало дискету, из-за чего дискеты сверхвысокой плотности (Extra-high density, ED) не получили распространения.

Нестандартные форматы

Стандартный формат дискеты 3½″ ёмкость 1,44 МБ подразумевал 80 дорожек по 18 секторов на каждой. Однако из-за того, что данная структура была не жёстко заданной на заводе по технологическим нормам, а логической и формировалась при форматировании дискеты были утилиты, позволявшие форматировать дискеты с нестандартными параметрами, из-за чего ёмкость дискеты может доходить вплоть до 1,7 МБ. Однако чтение дискет с таким нестандартным форматом возможно только при использовании специального драйвера (сами эти утилиты могли выступать в качестве такой резидентной программы) .

Примечания

Литература

• Кузнецов В. Гибкие магнитные диски // Радио : журнал. — 1992. — № 5. — С. 25—27.
• Кузнецов В. Гибкие магнитные диски // Радио : журнал. — 1992. — № 6. — С. 28—29.
• Jarrett, Thomas (September 1983). . Byte Magazine . pp. 166—176 . Дата обращения: 24 декабря 2023 .
• Gregg Williams. : [ англ. ] // Byte. — 1984. — № 2. — P. 30—54.

Стандарты и нормативные документы

• : Data interchange on 90 mm flexible disk cartriges using MFM recording at 15 916 ftprad on 80 tracks on each side [pdf] : [ англ. ]. — Ecma International , 1987.
• : Data interchange on 90 mm flexible disk cartriges using MFM recording at 7958 ftprad on 80 tracks on each side [pdf] : [ англ. ]. — Ecma International , 1988.
• : Data interchange on 90 mm flexible disk cartriges using MFM recording at 31831 ftprad on 80 tracks on each side [pdf] : [ англ. ]. — Ecma International , 1990.
• ANSI X3.137 : Information Technology — One- and Two-Sided, Unformatted, 90-mm (3.5-in) 5,3-tpmm (135-tpi), Flexible Disk Cartridge for 7958 bpr Use — General, Physical and Magnetic Requirements : [ англ. ]. — ANSI , 1988, 29 January .

Ссылки

• Andy Hertzfeld . (англ.) . Дата обращения: 24 декабря 2023.