Формат дискеты

дискеты Формат и плотность относятся к логическому и физическому расположению данных, хранящихся на дискете . С момента их появления в компьютерах использовалось множество популярных и редких типов, плотностей и форматов гибких дисков, что привело к большой путанице в их различиях. В начале 2000-х годов большинство типов и форматов гибких дисков устарели, в результате чего 3 + 1 ⁄ 2 Диск размером дюйма с использованием формата 1440 КБ, совместимого с IBM PC , как единственного оставшегося популярного формата.

Различные типы дискет имели разные характеристики записи, с различной магнитной коэрцитивностью (измеренной в эрстедах или в современных единицах СИ в амперах на метр), размером ферритного зерна и количеством дорожек на дюйм (TPI). TPI не был частью физического производственного процесса; это был сертификат того, насколько близко дорожки данных могут быть безопасно размещены на носителе.

Термин плотность имеет двойное значение для дискет. Первоначально одинарная плотность и двойная плотность обозначали разницу в логическом кодировании на одном и том же типе физического носителя: FM для одинарного и MFM для двойного. Последующее использование термина «плотность» относилось к физическим характеристикам носителя, при этом в качестве логического формата предполагалось использовать MFM. GCR также использовался на некоторых платформах, но обычно в форме «двойной» плотности.

8- и 5 + 1 / 4 Дискеты размером дюйма были доступны как с мягкой, так и с жесткой разметкой . Из-за сходства магнитных характеристик некоторых типов дисков в накопителе с мягкими секторами можно было использовать неправильно сертифицированный диск. Четырехкратная плотность Диски размером 5 + 1 ⁄ 4 дюйма были редкостью, поэтому нередко в таких накопителях, как Commodore 8050, использовались диски более высокого качества с двойной плотностью, которые обычно были способны поддерживать форматирование 96 TPI с четырехкратной плотностью .

Диски были доступны как в одностороннем, так и в двустороннем исполнении, причем двусторонние форматы обеспечивали вдвое большую емкость. Как и TPI, «двусторонний» в основном был показателем сертификации, поскольку на магнитный носитель обычно можно было записывать с обеих сторон. Многие (но не все) сертифицированные «двусторонние» 8- и 5 + 1/4 Дискеты размером дюйма имели индексные отверстия с обеих сторон втулки диска, что позволяло использовать их в качестве флиппи-дисков .

Существует комбинация дискеты и оптического диска , известная как флоптический диск. Размер Диски 3 + 1 ⁄ 2 дюйма (90 мм), они способны вместить около 20,8 МБ, но нужен специальный привод.

Секторирование

Емкость отформатированного диска всегда меньше «сырой» неформатированной емкости, указанной производителем диска, поскольку некоторая часть каждой дорожки используется для идентификации секторов и для промежутков (пустых мест) между секторами и в конце дорожки.

В жесткосекторных 8-дюймовых и В форматах 5 + 1 / 4 дюйма каждая дорожка разделена на определенное количество секторов, определяемое при изготовлении диска. В магнитном носителе пробиваются отверстия, указывающие, где должен начинаться каждый сектор (в области ближе к центру диска, чем используется для магнитной записи). Рядом с одним из секторных отверстий пробивается дополнительное отверстие для обозначения начала дорожки. Датчик в приводе обнаруживает отверстия в магнитном носителе, когда они совпадают с отверстием в оболочке диска.

Данные обычно записываются с фиксированным количеством бит в секунду, с очень небольшим процентом отклонений из-за допусков компонентов, поэтому, учитывая номинальную скорость вращения диска, можно вычислить количество градусов, на которое будет двигаться заданное количество байтов. занимать, когда написано. На практике скорость двигателя варьируется, особенно от одного привода к другому, в результате чего эти байты занимают больше градусов дорожки при высоких скоростях двигателя или меньше градусов при низких скоростях двигателя.

Когда диск с мягкими секторами «отформатирован» на низком уровне, каждая дорожка записывается с количеством байтов, рассчитанным так, чтобы уместиться в пределах 360 градусов при максимальной ожидаемой скорости двигателя. Специальные битовые комбинации записываются непосредственно перед местом, где должен начинаться сектор, и служат идентификаторами, подобно перфорированным отверстиям, используемым на дисках с жесткими секторами. Таким образом, полное сочетание перфорированных отверстий не требуется, а сохраняется только одно отверстие, обозначающее начало дорожки ( В дисках размером 3 + 1 ⁄ 2 дюйма используется центрирующий штифт, а не отверстие). Если двигатель вращается медленнее, чем максимально допустимая скорость, что обычно и происходит, данные будут умещаться менее чем на 360 градусов, что приведет к появлению разрыва в конце дорожки. Кроме того, если сектор нужно было перезаписать на диске, работающем быстрее, чем диск работал при форматировании дорожки, новые данные будут больше (занимают больше градусов вращения), чем исходный сектор. Поэтому во время форматирования между секторами необходимо оставлять зазор, чтобы перезаписываемый сектор был больше, не перезаписывая следующий сектор.

от Commodore Amiga использовала необычный формат, который приблизился к исходной (неформатированной) емкости диска за счет устранения промежутков между секторами и упрощения идентификационных данных. Это означало, что отдельные сектора нельзя было переписать; Амига просто переписала бы всю дорожку.

Односторонняя, двойная плотность

Форматированные числа емкости основаны на результирующем количестве логических секторов и байтовой полезной нагрузке, которую они могут нести, то есть они зависят от физических параметров и модуляции, но не зависят от конкретной файловой системы. Иногда дискеты суперформатируются, чтобы использовать больше дорожек или секторов на дорожке, чтобы вместить немного больше данных. Некоторые дистрибутивы Linux на дискетах используют такие методы. В целях сравнения форматированные емкости, указанные в этом разделе, предполагают стандартную геометрию дисков, поскольку они поддерживаются распространенными операционными системами в конфигурации по умолчанию.

Максимальная полезная емкость зависит от файловой системы и конфигурации и всегда ниже форматированной емкости, поскольку файловая система также занимает ряд доступных секторов для управляющих структур.

Большинство дискет, используемых на ПК, используют формат файловой системы FAT12 , который накладывает определенные практические настройки по умолчанию на логическую геометрию, чтобы их можно было распознавать всеми операционными системами. Иногда диски могут использовать более экзотическую файловую систему.

Первоначально SSDD назывался односторонним, двойной плотности, форматом (обычно 5 + 1 / 4 -дюймовые) дискеты , которые обычно могут содержать 35-40 дорожек по девять секторов по 512 байт (или 18 секторов по 256 байт каждая). Использовалась только одна сторона диска, хотя некоторые пользователи обнаружили, что пробивка дополнительных отверстий в оболочке диска позволяет создать «гибкий» диск, который можно вручную переворачивать для хранения дополнительных данных на обратной стороне.

Односторонние диски начали устаревать после появления в 1982 году IBM PC DOS 1.1, которая добавила в IBM 5150 PC поддержку двусторонних дисководов емкостью 320 КБ . В 1983 году PC DOS 2.0 увеличила емкость форматирования до 180 КБ в одностороннем режиме или до 360 КБ в двустороннем формате за счет использования 9 вместо 8 секторов на дорожку.

Известные логические форматы дисков

Основная статья: Список форматов гибких дисков

На протяжении 1970-х и 1980-х годов в зависимости от аппаратной платформы использовалось множество различных форматов дисков. Переменные включали размер носителя (номинальный 8 дюймов, 5 + 1/4 ​ дюйма , 3 + 1⁄2 - дюйма и другие), кодировка данных на носителе (FM, MFM, M²FM, GCR), количество дорожек диска, одной или двух сторон, количество секторов на каждой дорожке и жестко- или мягкая секторность. Даже носители, которые были физически взаимозаменяемы между двумя системами, могли оказаться непригодными для использования из-за особенностей расположения данных на диске.

См. также

• Двусторонний диск

Ссылки

• Инглиш, Лотар; Щепановский, Норберт (1984). Анатомия жесткого диска 1541: Полное руководство по использованию дисковода Commodore .