Format dyskietki - Floppy disk format

Format i gęstość dyskietki odnoszą się do logicznego i fizycznego układu danych przechowywanych na dyskietce . Od czasu ich wprowadzenia pojawiło się wiele popularnych i rzadkich typów dyskietek, gęstości i formatów używanych w komputerach, co prowadziło do wielu nieporozumień dotyczących ich różnic. Na początku XXI wieku większość typów i formatów dyskietek stała się przestarzała, pozostawiając 3+1 / 2 -cal dysku, za pomocą IBM PC formatu zgodnego z 1440 KB, jako jedyny pozostały popularnym formacie.

Różne typy dyskietek miały różne charakterystyki zapisu, z różną koercją magnetyczną (mierzoną w erstedach lub w nowoczesnych jednostkach SI w amperach na metr), wielkości ziarna ferrytu i śladów na cal (TPI). TPI nie było częścią fizycznego procesu produkcyjnego; było to świadectwo tego, jak blisko ścieżki danych można bezpiecznie rozmieścić na nośniku.

Termin gęstość ma podwójne znaczenie dla dyskietek. Pierwotnie pojedyncza gęstość i podwójna gęstość wskazywały na różnicę w kodowaniu logicznym na tym samym typie nośnika fizycznego — FM dla pojedynczego i MFM dla podwójnego. Przyszłe użycie terminu „gęstość” odnosiło się do fizycznych właściwości nośnika, przy założeniu, że MFM jest używanym formatem logicznym. GCR był również używany na niektórych platformach, ale zazwyczaj w postaci „podwójnej” gęstości.

8- i 5+1 / 4 -cal dyskietki były dostępne zarówno miękkich sectoring i ciężkiej sectoring . Ze względu na podobieństwo właściwości magnetycznych między niektórymi typami dysków, możliwe było użycie niewłaściwie certyfikowanego dysku w napędzie z miękkim sektorem. Poczwórna gęstość 5+1 / 4 dyski -cal były rzadkie, a więc nie był niczym niezwykłym używać wyższej jakości dysków gęstości podwójne, które były zwykle w stanie podtrzymywać 96 TPI formatowania gęstości quad, w dyskach takich jak Commodore 8050 .

Dyski były dostępne zarówno w postaci jednostronnej, jak i dwustronnej, przy czym formaty dwustronne zapewniały dwukrotnie większą pojemność. Podobnie jak TPI, „dwustronny” był głównie wskaźnikiem certyfikacji, ponieważ nośniki magnetyczne były zwykle nagrywane po obu stronach. Wiele (ale nie wszystkie) certyfikowanych „dwustronnych” 8- i 5+1 / 4 -cal dyskietki miała otwór wskaźnika po obu stronach tulei dysku, aby można je było stosować jako dyski Flippy .

Dysk połączenie dyskietki i dysk optyczny , znany jako Floptical istnieje twardego. Rozmiar 3+1 / 2 -cal (90 mm) na dysku, są one w stanie utrzymać blisko 20,8 MB, ale potrzebny jest specjalny napęd.

Sektorowanie

Pojemność sformatowanego dysku jest zawsze mniejsza niż „surowa” niesformatowana pojemność określona przez producenta dysku, ponieważ pewna część każdej ścieżki jest używana do identyfikacji sektorów i do wypełniania przerw (pustych przestrzeni) między sektorami i na końcu ścieżki.

W twardym sektorze 8-calowym i 5+1 / 4 -cal formatów, każdy utwór jest podzielony na określonej liczbie sektorów określonych gdy dysk jest wytwarzany. W nośniku magnetycznym wybijane są otwory, aby wskazać, gdzie powinien się zaczynać każdy sektor (w obszarze bliżej środka dysku niż używany do zapisu magnetycznego). Dodatkowy otwór jest wybijany w pobliżu jednego z otworów sektorowych, aby zidentyfikować początek toru. Czujnik w napędzie wykrywa otwory w nośniku magnetycznym, gdy dopasowują się one do otworu w osłonie dysku.

Dane są zwykle zapisywane ze stałą liczbą bitów na sekundę, z bardzo małym procentem zmienności ze względu na tolerancje komponentów, więc biorąc pod uwagę nominalną prędkość, z jaką obraca się dysk, możliwe jest obliczenie liczby stopni danej liczby bajtów zajmują po napisaniu. W praktyce prędkość silnika zmienia się, zwłaszcza w zależności od napędu, w wyniku czego te bajty zajmują więcej stopni ścieżki przy dużych prędkościach silnika lub mniej stopni przy niskich prędkościach silnika.

Gdy dysk z sektorem miękkim jest „sformatowany” na niskim poziomie, każda ścieżka jest zapisywana z liczbą bajtów obliczoną tak, aby mieściła się w zakresie 360 ​​stopni przy najwyższej oczekiwanej prędkości silnika. Specjalne wzorce bitowe są zapisywane tuż przed lokalizacją, w której sektor powinien się zaczynać, i służą jako identyfikatory, podobnie jak dziurkowane otwory używane przez dyski o twardych sektorach. W związku z tym system wybijanych otworów nie jest potrzebny, pozostaje tylko jeden otwór wskazujący początek toru ( 3+1 / 2 dyski -cal użyciu sworznia wyrównania zamiast otworu). Jeśli silnik obraca się wolniej niż najwyższa dopuszczalna prędkość, co zwykle ma miejsce, dane zmieszczą się w mniej niż 360 stopniach, co spowoduje przerwę na końcu ścieżki. Ponadto, jeśli sektor miałby zostać przepisany na dysku działającym szybciej niż dysk działał podczas formatowania ścieżki, nowe dane byłyby większe (zajmowałyby więcej stopni obrotu) niż sektor oryginalny. Dlatego podczas formatowania należy pozostawić przerwę między sektorami, aby przepisany sektor był większy bez nadpisywania kolejnego sektora.

Amiga firmy Commodore używała nietypowego formatu, który zbliżył się do surowej (niesformatowanej) pojemności dysku poprzez eliminację przerw między sektorami i uproszczenie danych identyfikacyjnych. Oznaczało to, że poszczególnych sektorów nie można było przepisać; Amiga po prostu przepisałaby cały utwór.

Jednostronna, podwójna gęstość

Sformatowane liczby pojemności są oparte na wynikowej liczbie sektorów logicznych i bajtowym ładunku, który mogą przenosić, to znaczy zależą od parametrów fizycznych i modulacji, ale są niezależne od konkretnego systemu plików. Czasami dyskietki są superformatowane, aby wykorzystać więcej ścieżek lub sektorów na ścieżkę, aby pomieścić nieco więcej danych. Niektóre dystrybucje Linuksa oparte na dyskietkach wykorzystują takie techniki. Dla celów porównawczych, sformatowane pojemności podane w tej sekcji zakładają standardowe geometrie dysków, ponieważ są one obsługiwane przez popularne systemy operacyjne w ich domyślnej konfiguracji.

Maksymalna użyteczna pojemność jest zależna od systemu plików i konfiguracji i zawsze jest mniejsza niż pojemność sformatowana, ponieważ system plików zajmuje również pewną liczbę dostępnych sektorów dla struktur kontrolnych.

Większość dyskietek używanych przez komputery PC korzysta z formatu systemu plików FAT12 , który narzuca pewne praktyczne ustawienia domyślne geometrii logicznej, aby były rozpoznawalne przez wszystkie systemy operacyjne. Czasami dyski mogą używać bardziej egzotycznego systemu plików.

SSDD pierwotnie odnosiło się do jednostronnego, podwójnego zagęszczenia, formatu (zwykle 5+1 / 4 -cal) dyskietki , które mogą zazwyczaj posiadają 35-40 utworów dziewięciu 512- bajt (lub 18 256 bajtów) sektorów każdy. Użyto tylko jednej strony płyty, chociaż niektórzy użytkownicy odkryli, że wybicie dodatkowych otworów w obwolucie płyty pozwoliłoby na stworzenie „odwróconej” płyty, którą można ręcznie odwrócić, aby przechowywać dodatkowe dane na odwrotnej stronie.

Dyski jednostronne stały się przestarzałe po wprowadzeniu w 1982 r. IBM PC DOS 1.1, który dodał do IBM  5150 PC obsługę napędów dyskietek dwustronnych o pojemności 320 KB . W 1983 roku PC DOS 2.0 zwiększył pojemność formatowania do 180 KB jednostronnego lub 360 KB dwustronnego, wykorzystując 9 zamiast tylko 8 sektorów na ścieżkę.

Znane formaty logiczne dysku

W latach 70. i 80. używano wielu różnych formatów dysków, w zależności od platformy sprzętowej. Zmienne obejmowały rozmiar nośnika (nominalnie 8 cali, 5+1 / 4 -cal, 3+12 cale i inne), kodowanie danych na nośnikach (FM, MFM, M²FM, GCR), ilość ścieżek na dysku, jedna lub dwie strony, ilość sektorów na każdej ścieżce oraz hard- lub soft- sektorowanie. Nawet nośniki, które były fizycznie wymienne między dwoma systemami, mogły nie nadawać się do użytku ze względu na szczegóły rozmieszczenia danych na dysku.

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia