Такая дискета состоит из круглого пластмассового диска диаметром 13,3 см. Этот диск находится в футляре размером 13,4х14,4 см, оболочка которого с внутренней стороны покрыта фетром с целью защиты магнитного слоя от пыли и механического давления.

Во всяком случае, даже нажима шариковой ручки достаточно, чтобы прода­вить защитный слой и повредить поверхность дискеты, поэтому подписы­вайте дискеты только карандашом или фломастером со слабым нажимом.

В середине диска находится отверстие, края которого укреплены пластмас­сой, создавая таким образом своеобразное усилительное кольцо. Это отвер­стие необходимо для того, чтобы центрировать диск и надежно удерживать его в механизме привода.

Кроме того, на диске находится овальный вырез для чтения/записи. Через это отверстие рабочая головка касается поверхности дискеты. Если взять дискету за эту незащищенную область, то там могут остаться отпечатки пальцев, что неизбежно. Приведет к потере данных и повреждению носителя.

Небольшое отверстие справа от усилительного кольца предназначено для по­иска индексного отверстия. Если его не видно, то просто повращайте вручную диск за отверстие для зажима. В определенном положении индексное отвер­стие станет видно. Для привода оно служит признаком идентификации поло­жения дискеты, а точнее, где после форматирования дискеты начинаются до­рожки. Такие дискеты называются softsectored. Дискеты с жестко записанными секторами (для использования на PC под управлением DOS они не годятся) имеют большое число таких индексных отверстий, так как логическое разбие­ние этих дискет выполняется аппаратно. Для определения начала дорожек положение индексного отверстия тестируется при помощи фотодатчика.

Прямоугольный вырез на краю дискеты предназначен для защиты от запи­си. Если заклеить этот вырез небольшой наклейкой (в большинстве случаев подойдет полоска липкой ленты), то станет невозможным записывать дан­ные на эту дискету или изменять их. Аналогичный принцип применяется и в аудиокассетах. С помощью контактного датчика дисковод анализирует на­личие такой защиты от записи и в соответствии с этим определяет, можно ли записывать информацию на дискету.

Защита от записи исключительно эффективна против вирусов, которые рас­пространяются, как правило, при обмене дискетами между PC. Чужие дис­кеты перед их использованием всегда проверяйте на наличие вирусов!

Дискеты 3,5"

"Братия" дискет размером 5,25" имеет два больших недостатка:

Дискеты могут быть легко повреждены, что приводит к потере информа­ции.

Небольшая емкость, прежде всего для дискет DD (360 Кб).

Оба эти недостатка привели к развитию нового поколения дискет, которые внешне отличаются более прочным корпусом.

Дискеты 3,5" имеют жесткий футляр. Хотя они тоже могут ломаться, все же для этого необходимо приложить значительное усилие. Надежная защита данных механического воздействия здесь уже реализуется с самого начала. Об­ласть, с которой контактирует головка чтения/записи, всегда защищена метал­лической заслонкой до тех пор, пока дискета не вставлена в дисковод. И только внутри FDD эта заслонка автоматически отодвигается в сторону.

Дискета меньше и удобнее, чем 5,25" FDD. (Она хорошо помещается в на­грудном кармане рубашки.) Меньше и, прежде всего, легче соответствую­щий дисковод. Он даже подходит для установки в компьютеры типа laptop и notebook.

Дискеты бывают двух типов и отличаются емкостью, однако различие между ними можно заметить сразу же. У дискет HD в правом верхнем углу на корпусе имеется отверстие, которого у дискет DD вообще не бывает.

Несмотря на меньшие размеры на 3,5" FDD можно разместить значительно больше информации, чем на дискетах 5,25". Благодаря улучшению качеств материала носителя, информация может располагаться более плотно. Защита записи механическая и не требует наличия клейкой ленты. По положению механической задвижки в окне для защиты привод определяет, защищена ли дискета от записи или нет. Принцип работы дискеты 3,5" такой же как и дискеты 5,25. Дискеты емкостью 720 Кб и соответствующие дисководы встречаются, вероятно, только в уже старых моделях laptop. Современные компьютеры обычно оснащены дисководами HD.

Флоппи-диски для большинства используемых сегодня компьютеров являются пережитком прошлого, однако они долгое время служили единственным источником переноса информации между компьютерами. Эти диски представляют собой дискеты, которые в Windows помечались как "Диск 3,5 [А]". До сих пор это устройство можно встретить на старых компьютерах.

История флоппиков

Начало распространения флоппи-дисков приходится на когда А. Шугарт из компании IBM их изобрел. Вначале это устройство было огромным - около 8 дюймов (более 20 см). Практически сразу появились синонимы к данному наименованию, такие как "гибкий диск", "дискета". Последнее название появилось позднее, когда флоппики стали меньше по размеру и достигли 5,25 дюйма. В это время их емкость составляла 360 килобайт, что сегодня даже трудно представить, поскольку сегодня самые небольшие файлы измеряются в мегабайтах.

К середине 80-х годов прошлого века размер флоппи-диска составил 3,5 дюйма. Данная дискета и просуществовала вплоть до тех пор, пока не произошел окончательный переход на различные диски и флешки.

Емкость дискет могла различаться, поскольку стандартный объем устанавливался на неформатированную дискету, а способы форматирования применялись разные. В связи с этим появлялись форматы, которые были несовместимы между собой. Компания Macintosh использовала дисководы с иным принципом кодирования при записи по сравнению с компанией IBM, что не позволяло переносить информацию на дискетах между разными операционными системами до тех пор, пока Apple не создала дисководы SuperDrive, которые работали в двух режимах.

Устройство дискеты

Информация записывается на тонкий пластиковый диск, который сверху защищен твердым пластиком, который сверху имел открытую область, закрытую специальной шторкой, как правило, металлической. Под твердым пластиком находилась противопылевая салфетка. Диск, находящийся под ним, покрыт ферромагнитным материалом. По аналогии с винчестером он разделен на треки и сектора. В дискете имеются две поверхности, запись на которые может производиться одновременно (хотя имелись и односторонние дискеты, помечались SS), поскольку магнитные головки размещены со смещением по отношению друг к другу, в связи с чем помехи при записи не создаются. Диск начинает движение, когда происходит зацепление мотора с центром диска, выполненным из металла. В зависимости от того, куда идет запись, он совершает 300-360 оборотов в минуту.

Дискета имела заглушку, которая разрешала или запрещала производить запись на флоппик.

Форматы дискет

Форматы гибких дисков которые имели наибольшее распространение, отличались числом используемых сторон, плотностью записи, числом секторов на дорожке и размером дисков. Дисковод мог иметь одинарную (SD), двойную (DD) или четвертную плотность (QD) (такая плотность применялась в клонах с 5,25-дюймовыми дискетами размером 640 и 720 килобайт), а также высокую плотность (HD), которая отличалась от предыдущей увеличенным количеством секторов, расширенную плотность (ED), при которой дискеты имели 36 секторов (стандартная - 18 секторов) и объем 2880 килобайт, однако много было негативных отзывов, в связи с чем они не получили распространения.

У 5,25 и 8" дискет емкость могла составлять от 160 до 180 килобайт. 8-дюймовые дискеты имели только одну сторону для записи. 5,25-дюймовые дискеты для DD-дисководов уже имели объем 320-360 килобайт, который в 3,5-дюймовой дискете возрос до 720 килобайт (SD и QD у 3,5-дюймовой дискеты отсутствовал), у QD для 5,25" объем составлял 640-720 килобайт, у HD 3,5" - 1440 килобайт, 5,25" - 1200 килобайт.

Существовали отклонения от этих стандартов, например, для компьютеров "Искра-1030" (1031) использовались дискеты 320/360 кБ, которые фактически были SS/QD, но их загрузочный сектор помечался как DS/DD, что приводило к тому, что дисковод IBM PC их не мог прочесть, как и дисковод этих компьютеров дискеты IBM PC.

Достоинства дискеты

• Запись осуществляется по простому алгоритму.
• Невысокая стоимость.
• Доступность и универсальность (в недавние времена все компьютеры оснащались флоппи-дисководом).
• Оптимальный для того времени объем для переноса информации между несвязанными сетью компьютерами.
• Перезаписываемость.

Недостатки флоппиков

• В то время как объем являлся оптимальным для переноса текстовых файлов, электронных таблиц, он был небольшим для фотографий, картинок, емкость флоппи-диска (1,44 мегабайта) слабо подходила для переноса программного обеспечения, тем более, когда его размеры стали с ужасающей быстротой разрастаться.
• Постоянный скрип при записи.
• Медленная скорость записи.
• Ненадежность (при повреждении одного сектора мог перестать читаться весь диск).
• Малый срок эксплуатации (обычно после нескольких использований диск повреждался во многом благодаря тому, что пластиковая поверхность его защищала ненадежно).

Эти недостатки привели к тому, что большинство пользователей оставляли негативные отзывы о флоппи-дисках, что постепенно привело к созданию новых носителей информации и исчезновению дискет.

Отключаем дискету

Как правило, такого безопасного извлечения дискеты не требуется. На флоппи-дисководе имеется кнопка, при помощи которой дискета извлекалась после окончания производимых ею шумов, что свидетельствовало об окончании записи.

В данном случае вопрос о том, как отключить флоппи-диск, можно рассматривать по отношению к BIOS компьютера. Так, зайдя в BIOS и перейдя в его раздел Standart CMOS Features, можно увидеть в зависимости от типа используемых дискет обозначение Drive A или Drive B, напротив указана информация об емкости и размере. В случае необходимости его отключения нужно нажимать кнопку "+" до тех пор, пока вместо емкости и размера не появится слово None, после чего нужно нажать F10 для сохранения изменений и перезагрузиться.

Эмуляторы дискет

Появление данных программ было обусловлено тем, что дисководы гибких дисков начали постепенно исчезать из компьютеров, при этом некоторые программы для записи файлов флоппи-диск требовали. Некоторые бухгалтерские программы отказывались сохранять файл куда-либо, кроме как на дискету.

Одной из наиболее распространенных программ-эмуляторов была программа Virtual Floppy Drive, которая обеспечивала полную интеграцию дисковода, который был виртуальным, с операционной системой Windows до ее версии Vista, при этом можно было создавать виртуальные дискеты, на которые можно было размещать необходимую информацию, обеспечивалась поддержка виртуальных 3,5" и 5,25" дискет с поддержкой емкостей от 160 кБ до 2,88 МБ. Данные дискеты можно было форматировать, а также, что немаловажно для того времени, запускать в консольном виде.

Таких эмуляторов флоппи-диска было выпущено множество, но все они характеризовались примерно одинаковым алгоритмом действия.

Исчезновение гибких дисков

Края кожуха, закрывающего пластиковый диск, периодически отгибались, из-за чего дискета застревала в дисководе, пружина, которая должна была приводить кожух в исходное состояние, могла смещаться, что приводило к тому, что дискета не была закрыта кожухом так, как она должна была быть закрыта. При падении дискеты на пол диск зачастую выходил из строя. Все это требовало доработки.

Но пришли новые времена с новыми технологиями. Появились записываемые и перезаписываемые сначала компакт-диски, затем DVD-диски и т.д., затем появились флеш-носители, которые имели меньшую стоимость на единицу емкости, большей долговечностью, большим количеством циклом перезаписи. Все это привело к тому, что в новых компьютерах комплектация дисководами для гибких дисков все чаще отсутствовала, и постепенно дискеты практически исчезли из нашего обихода.

Лапчатка кустарниковая Флоппи Диск

С практически полным исчезновением дискет в сегодняшней жизни их название не исчезло. Флоппи Диск может использоваться как невысокая изгородь, на каменистых террасах, вместе с кустарниками и деревьями, альпинариях и как бордюр. Она имеет ярко-розовые полумахровые цветки с желтизной посередине на кусте высотой до 40 см. Данный кустарник любит свет, хорошо переносит морозы и зимы.

В заключение

Флоппи-диски представляли собой переносное хранилище данных, применявшееся при отсутствии сети между компьютерами и для некоторых программ, которые делали автоматическое сохранение данных на гибкий диск. Позднее для таких программ начали использовать эмуляторы дискет. Гибкие диски развивались крайне медленно, их конструкция и емкость были несовершенными, что способствовало их исчезновению. Но имя "Флоппи Диск" было оставлено в названии одной из декоративных лапчаток.

Эволюция современного флоппи-диска

Большинство технологий, применяемых в персональных компьютерах, разработано или после появления ПК, или специально для них. Одним из немногих исключений является флоппи-диск, он же гибкий диск, он же дискета. Во многом благодаря гибкому диску стало возможным появление персональных компьютеров, но именно благодаря персональным компьютерам дискета получила столь широкое распространение. Все сказанное ниже о емкостях и форматах относится к IBM-совместимым персональным компьютерам, если не оговорено иное. Это объясняется значительно более широким их распространением, особенно в России. Поэтому ниже вы не встретите описаний экзотических форматов разметки дискет - да не обидятся на меня поклонники платформ Macintosh или Amiga.

Первый образец флоппи-диска был разработан IBM в 1967 году. Тридцать два года - для компьютерной технологии возраст очень почтенный, но, судя по всему, «жива еще моя старушка». Попробуем проследить ее жизнь в развитии.

Время рождения нашей героини относится к начальному периоду развития мини- и микрокомпьютеров. Для них требовался носитель информации, отличный от применявшихся тогда громоздких накопителей на магнитных и перфолентах, жестких дисках и перфокартах (картонных карточках с рядами цифр и сложным узором пробитых машиной отверстий - что-то типа латунных дисков для механического пианино. - Прим. ред. ). Период младенчества и детства, то есть отработки технологий, занял четыре года, так что первые коммерческие накопители были предложены IBM в 1971 году - в том же году, когда Intel представила процессор 4004. Можно сказать, что два события случайно совпали по времени, так как предварительного намерения использовать флоппи-дисковод именно на будущем «Intel-совместимом» персональном компьютере не было. Но эта случайность лишний раз демонстрирует параллельное развитие различных технологий, приведшее к появлению первых персональных компьютеров.

Развитие нашей героини дискеты в чем-то соответствует этапам взросления homo sapiens, а в чем-то ему совершенно противоположно. Человек с возрастом набирается ума, его возможности увеличиваются; это же можно сказать о флоппи-дисках, емкость которых возрастает по мере совершенствования технологии. Зато «рост» дискет имеет совершенно противоположную тенденцию - с возрастом он уменьшается.

Наша героиня родилась размером (точнее, диаметром) 8 дюймов (203,2 мм), что для человека маловато, но для носителя емкостью немногим более 100 Кбайт по тем временам было в самый раз. Нареченная при рождении гибким диском (Flexible Disk), она быстро получила несколько жаргонных названий. Например, «псевдоним» флоппи-диск произошел от английского слова flop («хлопать крыльями»). Действительно, звук, производимый при помахивании конвертом 20x20 см похож на шум, производимый взлетающей птицей соответствующих размеров. Дискетой (diskette) подобный носитель стали называть несколько позже, после первого уменьшения размеров. Это, пожалуй, рекорд по количеству названий для одной и той же технологии.

Первоначально дискета состояла из двух частей: носителя и конверта. Носитель представлял собой круглую пластину с центральным усиленным по краям отверстием и одним или несколькими индексными отверстиями, высеченными из широкой и толстой двухсторонней магнитной ленты. Конверт изготавливался из пластика, гладкого снаружи и покрытого ворсом с внутренней стороны, и имел отверстия для шпинделя, который вращал носитель, прорезь для головок и оптопары считывания индекса.

В самом начале разбивка флоппи-дисков на секторы была жесткой, то есть для каждого сектора пробивалось свое индексное отверстие. В дальнейшем количество индексных отверстий сократили до одного, соответствующего началу дорожки. Поэтому некоторое время сосуществовали флоппи-диски типа Hard Sectored (жесткая разбивка на секторы) и Soft Sectored (одно индексное отверстие). За счет внутренних резервов объем носителя был доведен со 100 до 256 Кбайт, что и осталось физическим пределом для стандартных 8-дюймовых дискет. До конца 70-х годов приводы флоппи-дисков устанавливались в основном в мини-, а потом и в микроЭВМ (привычный нам ПК относится именно к классу микроЭВМ. - Прим. ред. ). Вследствие этого объем производства флоппи-накопителей был невелик, а потому и цены на них зашкаливали за 1000 долларов.

Первым серийным персональным компьютером, в котором применялись гибкие диски размером 8 дюймов, был Apple II, продемонстрированный в виде прототипа в 1976 году. Однако всего несколькими месяцами раньше фирма «Шугарт» объявила о выпуске привода для флоппи-дисков размером 5,25 дюйма по вполне приемлемой цене в 390 долларов. Однако дискеты размером 8 дюймов применялись еще довольно долго, а конструкции приводов блистали разнообразием. Например, в персональном компьютере Rainbow (DEC) для снижения стоимости два устройства имели общий привод блока головок, так что одновременно могло происходить обращение только к одной дискете. Кстати, к вопросу о долголетии. Флоппи-диски размером 8 дюймов выпускаются до сих пор: кто не верит, может проверить сайт фирмы Imation (http://www.imation.com , бывшее подразделение 3M).

Итак, в 1976 году произошло первое уменьшение размеров дискеты c 8 до 5,25 дюйма. Объем ее ненадолго стал равен 180 Кбайт, что было явно недостаточно, поэтому вскоре появились дискеты, запись на которые производилась с обеих сторон. Они получили название Double Density («Двойная Плотность»), хотя была повышена как раз не плотность, а объем. Именно такие приводы были установлены в персональном компьютере IBM PC, увидевшем свет в 1981 году.

По мере роста объемов программ и данных становилось ясно, что и объем дискеты 360 Кбайт явно недостаточен. Был разработан новый формат и, соответственно, новые дискеты и приводы. Для изготовления дискет объемом 1,2 Мбайт были применены улучшенные магнитные материалы, что позволило при снижении ширины дорожки вдвое и увеличении плотности записи получить тем не менее удовлетворительный уровень сигнала от головки чтения. Увеличение количества дорожек ровно вдвое (с 48 до 96) позволило сохранить обратную совместимость, то есть привод для дискет емкостью 1,2 Мбайт мог прочитать дискету емкостью 360 Кбайт. На дискете, что интересно, не было вырезов или отверстий, при помощи которых привод мог бы определить ее тип, эта информация записывалась в оглавлении.

Однако, достигнув приличной (и практически предельной для данной технологии) плотности, дискета размером 5,25 дюйма все еще страдала от «детских болезней», то есть недостаточной механической прочности и степени защиты носителя от внешних воздействий. Через отверстие для блока головок поверхность легко загрязнялась, особенно если дискета хранилась не в конверте. Дискета была в буквальном смысле гибкой: ее можно было свернуть трубочкой и... выкинуть после этого в ближайшее мусорное ведро. Надписи на наклейке можно было делать только мягким фломастером, так как шариковая ручка или карандаш продавливали материал конверта. Так мягкой дискете пришло время обрести твердый панцирь.

В 1980 году Sony продемонстрировала дискету и привод нового стандарта - размером 3,5 дюйма . Теперь ее стало трудно называть гибкой или флоппи - «хлопающей». Сплошной корпус из твердого пластика и отсутствие индексного отверстия обеспечивает механическую защиту носителя. Единственное оставшееся отверстие, предназначенное для доступа головок к носителю, прикрывается подпружиненной металлической шторкой. Для защиты от случайной перезаписи служит не заклеиваемый вырез, как на 5,25-дюймовой дискете (попробуйте в нужный момент найти необходимый для этого кусочек черной липкой бумаги!), а подвижная заслонка, являющаяся частью конструкции корпуса. Первоначально емкость дискеты размером 3,5 дюйма составляла 720 Кбайт (Double Density, DD), а затем выросла до 1,44 Мбайт (High Density, HD).

Именно такой привод (и только он один) устанавливался в компьютеры нашумевшей и достаточно провальной из-за несовместимых инноваций серии компьютеров IBM PS/2. В дальнейшем этот стандарт ввиду очевидных преимуществ вытеснил дискеты 5,25 дюйма. Правда, более удобные дискеты стандарта Sony в жестком пластиковом корпусе еще долго проигрывали «пятидюймовкам» по соотношению «цена/емкость», да и проблема совместимости долго давала знать о себе: 3,5-дюймовые дисководы далеко не везде можно было найти.

Последнее эволюционное усовершенствование дискеты было предпринято фирмой Toshiba в конце 80-х годов. За счет улучшения технологии производства носителей и способов записи емкость дискеты была повышена вдвое - до 2,88 Мбайт. Однако этот формат не прижился в силу целого ряда причин. Большая скорость обмена, принятая в приводе этого формата (более 1 Мбит/с), не поддерживалась большинством ранее выпущенных контроллеров и чипсетов, рассчитанных на скорость 500 Кбит/с, то есть для использования нового привода требовалось приобрести соответствующую карту. Стоимость такой дискеты высока и составляет несколько долларов по сравнению примерно с 50 центами для обычной дискеты емкостью 1,44 Мбайт. И наконец, инерция огромной массы приводов для дискет 1,44 Мбайт, уже имевшихся к тому времени, не позволила раскачать рынок в сторону 2,88-мегабайтного носителя - использование нестандартного формата могло затруднить обмен с внешним миром.

Анатомия дискеты

Как и любой другой магнитный дисковый носитель, гибкий диск разбит на концентрически расположенные дорожки. Дорожки, в свою очередь, разбиты на секторы. Перемещение головки для доступа к различным дорожкам осуществляется при помощи специального привода позиционирования головки, который перемещает в радиальном направлении блок магнитных головок от одной дорожки к другой. Доступ к различным секторам внутри дорожки осуществляется просто за счет вращения носителя. Интересно, что нумерация дорожек начинается с «0», а секторов - с «1», причем эта система впоследствии была перенесена и на жесткие диски.

Принцип записи информации на дискету - такой же, как и в магнитофоне: происходит непосредственный механический контакт головки с магнитным слоем, нанесенным на искусственную пленку - майлар. Этим обусловливается невысокая скорость чтения/записи (носитель не может быстро двигаться относительно головки), невысокие надежность и долговечность (ведь происходит механическое стирание, износ носителя). В отличие от магнитофона, запись осуществляется без высокочастотного подмагничивания - перемагничиванием материала носителя до насыщения.

Как уже отмечалось, первоначально разметка 8-дюймовой дискеты на секторы была жесткой, то есть началу каждого сектора соответствовало индексное отверстие, прохождение которого через оптопару вызывало электрический импульс. Это упрощало конструкцию контроллера (не надо отслеживать начало каждого сектора) и накопителя (не требуется поддерживать высокую стабильность скорости вращения), но ограничивало увеличение емкости за счет внутренних резервов и снижало прочность. Впоследствии благодаря прогрессу микроэлектроники количество индексных отверстий сократилось до одного, соответствующего заголовку дорожки, а опознавание заголовков секторов производилось контроллером. В дискетах размером 3,5 дюйма индексное отверстие отсутствует, синхронизация производится исключительно за счет чтения заголовков.

Позиционирование головки первое время чаще всего осуществлялось при помощи механизма «шаговый двигатель-винт-гайка». Блок головок крепился на каретке, двигающейся по направляющим, параллельным радиусу дискеты. В каретке же имелось отверстие, через которое проходил винт, а на отверстии имелся выступ, входящий в резьбу на винте и исполнявший роль участка резьбы гайки. Шаговый двигатель вращал ходовой винт, перемещая в радиальном направлении блок головок посредством гайки за один шаг на одну дорожку. На дискете размером 8 дюймов только такой механизм мог обеспечить точное позиционирование каретки при ее большом ходе (порядка 60 мм). После появления гибких дисков меньших размеров (5,25 и 3,5 дюйма) была разработана другая, применяющаяся до сих пор кинематическая схема привода головок. В ее основе лежит гибкая упругая металлическая полоска, одним концом укрепленная на каретке, а другим - на барабане, насаженном на вал шагового двигателя. При повороте вала двигателя (и барабана) полоска наматывается или сматывается, другим своим концом перемещая каретку с блоком головок поступательно по радиусу дискеты.

Общие принципы конструкции блока головок классических дискет претерпели мало изменений. Их особенность заключается в наличии двух головок туннельного стирания, расположенных по бокам позади от головки записи/воспроизведения. Роль этих головок заключается в исключении взаимовлияния информации, записанной на соседних дорожках. Проиллюстрировать их работу можно на таком примере: один человек посыпает дорожку песком, а двое, идущие за ним, сметают внутрь весь песок, попавший за края дорожки.

В приводах, которые должны прийти на смену классической дискете, используются еще более сложные головки, которые должны взаимодействовать с двумя разными носителями, иногда даже основанными на разных принципах работы.

Дискета еще успеет простудиться на похоронах своих «убийц»

Итак, эволюционное развитие дискеты закончилось в силу того, что технология достигла предела. Наступил период революций, причем, как и при революции политической, каждый революционер лучше всех знает, что нужно «революционизируемым» пользователям, и действует в соответствии с этим. Результатом явилось множество форматов, отличающихся друг от друга, так что реально совместимость между всеми этими устройствами обеспечивается только благодаря тому, что они могут работать и с дискетой емкостью 1,44 Мбайт. «Убийцы» флоппи-диска выстраиваются в очередь: толкаются локтями и мешают друг другу. Перечислим лишь самые «громкие» имена этих горе-киллеров:

• LS-120 (Laser Servo) является детищем Mitsubishi Electronics America и Winstation Systems, обладает емкостью 120 Мбайт и максимальной скоростью обмена 4 Мбайт/с (для интерфейса SCSI). Может также подсоединяться через интерфейс IDE. Как и в новом 200-мегабайтном HiFD-дисководе от Sony, в этом приводе используются различные головки для работы с дискетой емкостью 1,44 Мбайт и с носителем увеличенной емкости. Для чтения/записи носителя емкостью 120 Мбайт используется магнитная головка с «лазерным прицелом». То есть позиционирование головки осуществляется подобно тому, как это происходит в приводах CD-ROM, но только по специально нанесенным при изготовлении носителя служебным дорожкам, не подлежащим перезаписи. На поверхности дискеты LS-120 умещается 2490 дорожек на дюйм против 135 дорожек/дюйм у обычных 1,44-мегабайтных флоппи. Аналог LS-120 по принципу действия и объему, SuperDisk Drive появился в результате разработки фирмы Imation (ранее подразделение 3M).
• Дискета и привод формата HiFD (High Capacity Floppy Disk) разработаны совместно Sony, TEAC, Alps и Fuji. При скорости вращения шпинделя 3600 об/мин обеспечивается скорость передачи порядка 600 Кбайт/с (по другим данным, производительность Sony HiFD достигает 3,6 Мбайт/с - тестирование нашей лаборатории покажет. - Прим. ред. ). Емкость картриджа составляет 200 Мбайт.
• Привод UHC-31130 придумали Mitsumi Electric и Swan Instruments.
• Дисковод Ultra High Density (UHD) от Caleb Technology Corp имеет емкость 144 Мбайт. По информации разработчиков, данный накопитель с интерфейсом IDE обеспечивает семикратный прирост производительности по сравнению с традиционным флоппи-дисководом. Caleb UHD имеет заявленную скорость переноса данных 970 Кбайт/с, стоит порядка 70 долларов и в перспективе планируется нарастить емкость носителя до 540 Мбайт.
• Pro-FD от Samsung имеет емкость 123 Мбайт и скорость обмена 625 Кбайт/с. Для позиционирования используется исключительно магнитная технология с самосовмещением.

Одно только изобилие технологий и форматов, собравшихся на «похороны» дискеты, наводит на мысль о том, что слухи о ее смерти сильно преувеличены. Причина широкой популярности (может быть, вынужденной, так как замены ей при сложившейся ситуации нет и быть не может) дискеты состоит именно в том, что можно не проверять наличие определенного типа привода в той фирме, куда отсылаются данные: не нужно долго выяснять у секретаря, есть ли у них Zip или какой магнитооптикой они пользуются. По данным Disk/Trend, в прошлом году было продано около 100 миллионов приводов для дискет емкостью 1,44 Мбайт.

Флоппи-дисковод не только не умер, но даже и не ослабил позиций - по объему продаж в штуках он в 12 раз крепче всех своих конкурентов, вместе взятых, включая Iomega Zip.

Поэтому мое личное мнение таково: если кому и удастся похоронить дискету, то не всем этим «могильщикам» - они больше отталкивают друг друга, стремясь завладеть наследством виновника мероприятия, чем занимаются делом. Тем более что у них уже есть конкурент, обладающий главными качествами дискеты, а именно: полной и абсолютной совместимостью и массовостью. Имеется в виду CD. По мере снижения цен на однократно и многократно перезаписываемые диски и соответствующие приводы они будут получать все более широкое распространение. Их главное преимущество - «фора» из сотен миллионов уже установленных приводов и полная совместимость друг с другом.

Стандартный флоппи-дисковод имеет скорость передачи данных 62 Кбайт/с и среднее время поиска - 84 мс. Это наряду с шиной ISA (к которой до недавних пор подключались дисководы 1,44 Мбайт), является серьезным ограничением их производительности. Даже весьма медленные (по меркам накопителей высокой плотности) дисководы класса LS-120 имеют время поиска около 70 мс, а скорость передачи данных - до 565 Кбайт/с.

КомпьютерПресс 8"1999

Половина владельцев персональных компьютеров даже не подозревают, что есть такая технология, как магнитная запись, а остальная половина пользователей уверены, что эта запись, включая носитель - гибкий магнитный диск, канула в лету. Однако если углубиться в данный вопрос, можно обнаружить что заводы-изготовители продолжают выпуск магнитных дисков и лент. Для чего? Где применяется морально устаревшая технология? В фокусе данной статьи - магнитная запись на разные носители информации, технологии XX века.

Историческая справка

Многие источники массовой информации указывают на то, что магнитные диски пришли на смену магнитным лентам как более компактные носители. Это неправда. На самом деле дискеты - это заменители перфокарт. А конкурентами магнитных лент они быть не могут по одной простой причине - их емкости несоизмеримы.

Выпуск самого первого магнитного диска произведен компанией IBM, которая в 1971 году показала миру дискету диаметром восемь дюймов и дисковод, способный производить запись и считывание данных с носителя информации. Емкость дискеты составляла сто килобайт, чего было вполне достаточно для хранения и того времени. Спустя несколько лет на рынке появился носитель размером пять с четвертью дюймов, а в 1981 году всемирно известный концерн Sony представил на рынке дискету диаметром 3,5 дюйма. Поначалу объем дискеты составлял 720 килобайт. Но позже, благодаря увеличению плотности записи, появились носители емкостью 1,44 Мб и 2,88 Мб.

И если говорить о магнитной записи в целом

Перенос информации может осуществляться не только на гибкий магнитный диск, но и на пленку и жесткие носители. Принцип действия записи на мягкий носитель известен всем. Запись на магнитный носитель осуществляется последовательно. Соответственно, и считывание должно происходить обратным образом. Это для и является огромным минусом. Но есть и свои плюсы, ведь, благодаря высокой плотности записи, один носитель может хранить большой объем информации. Примером таких устройств являются стримеры. А вот запись на жесткий носитель позволяет получить доступ к данным значительно быстрее благодаря всего двум механизмам - вращающемуся шпинделю, который раскручивает поверхность диска с данными, и движущейся считывающей информацию головке.

На вершине славы

Если емкость гибких магнитных дисков ограничивается площадью поверхности носителя, то мягкую пленку можно намотать на бобину длиной с полкилометра. Что активно и делается заводами-изготовителями. В XXI веке интерес к стримерам не только не угас, а, наоборот, вырос. Производители разрабатывают и совершенствуют новые технологии для этих устройств. На один такой, небольшой носитель с магнитной лентой можно записать от 0,5 до 4 терабайт информации. Стримеры широко используются в крупных корпорациях для хранения архивов баз данных. В киностудиях на носителях размещают фильмы, отправленные в архив. Администраторы крупных интернет-ресурсов на картриджах к стримеру хранят резервные копии всех важных сайтов. И всё это благодаря нескольким устройства, которые до сих пор не удалось превзойти ни одной технологии.

1. Огромная плотность записи при небольших размерах носителя.
2. Низкое энергопотребление по сравнению с аналогичными носителями большой емкости.
3. Высокая надежность и стабильность работы.

Триумф, который так и не состоялся

Как известно, монополия на рынке дает возможность устанавливать свои собственные цены, но ожидать какого-то грандиозного развития от продуктов, не имеющих аналогов, не стоит. Вышло так, что малоизвестная компания Iomega Zip вышла на рынок технологий ИТ в конце XX века с инновацией, которая не имела аналогов в мире. Представлен был дисковод и 3,5-дюймовые накопители на гибких магнитных дисках к нему, позволяющие записывать данные размером 100, 250 и 750 мегабайт на один носитель. Цена такого устройства была настолько завышена, что не только обычные пользователи, а и огромные корпорации предпочли воздержаться от покупки. Из-за низкого спроса производителю не сразу удалось узнать о том, что поврежденная дискета выводит из строя дисковод. Развиться технологии помешала лазерная запись, информация о которой не была засекречена от других производителей.

Устройство и конструкция гибкого накопителя информации

Слово «дискета» стало производным от английского слова diskette, которое, в свою очередь, стало сокращением от floppy disk. В переводе floppy означает «гибкий». В итоге дословно - гибкий магнитный диск. Как называется - разобрались. Осталось понять его конструкцию. Принцип действия сводится к наличию размеченной области на поверхности носителя и головки, способной производить запись и чтение, которая размещается в приводе. Помимо этого, в приводе размещен специальный вал, который занимается вращением гибкого диска. Доступ к поверхности магнитного носителя осуществляется через специальное окошко дискеты, длина которого позволяет головке перемещаться по всему радиусу поверхности диска. Для защиты магнитной поверхности окошко защищено специальной шторкой, которая открывается механическим путем при вставлении дискеты в привод. Отсутствие шторки на работоспособность устройства не влияет, но может повлечь за собой загрязнение поверхности, так как структура магнитного диска способна притягивать к себе пыль.

Принцип действия и небольшие странности

Принцип записи магнитного слоя на гибкий носитель довольно интересный. Помимо записывающей, в устройстве есть две контролирующие головки, которые находятся позади основной и смещены в стороны друг от друга. Их задачей является защита перезаписи информации на дорожках, находящихся рядом с записываемой. Если пишущая магнитная головка сильным импульсом затронула информацию, находящуюся рядом, то контролирующая головка это изменение отменяет. Выглядит это довольно странно со стороны. Ведь если взять для сравнения жесткий магнитный диск, можно увидеть, что он имеет всего одну головку для каждой поверхности диска. Дело в том, что пишущая головка, встроенная в привод гибких дисков, не имеет высокочастотного подмагничивания из-за сложности своей конструкции. Поэтому и было найдено такое простое и недорогое решение.

Вытеснение технологии с рынка ИТ

Буквально несколько лет назад при покупке персонального компьютера обязательным атрибутом в системном блоке являлись накопители на гибких магнитных дисках. Но интерес к устройству у пользователей быстро угас. И сейчас наличие 3,5-дюймового дисковода говорит о том, что владелец ПК имеет слабый компьютер. Причин такого исчезновения гибких накопителей с рынка много. Вот несколько из них.

1. Малая емкость для записи. По сути, на диск нельзя записать даже одну песню.
2. Ненадежность хранения информации. Дискета размагничивается под действием больших магнитных полей. Например, разовая поездка на троллейбусе или метро, способна отформатировать дискету.
3. Даже глупость, запущенная в СМИ производителями SSD-накопителей про опасные воздействия жесткого магнитного диска и всех накопителей с этой технологией, дала свой результат.

Безопасность прежде всего

Это может показаться странным, но дискета очень популярна в государственных структурах США, включая администрацию президента. Магнитный диск предназначен для авторизации пользователей при входе в систему управления. В то время как весь мир перешел на использование USB-ключей, Америка использует технологии прошлого века. Такой подход объясняется тем, что очень часто, завладев USB-ключом, мошенник получает доступ к закрытой информации. Немало художественных фильмов раскрывают эту проблему в сюжете.

С магнитными дисками всё иначе. Большую роль играют одновременно преимущества и недостатки гибких дисков. Помимо низкой стоимости, малых размеров, возможности перезаписи, быстрого считывания, определения носителя любой операционной системой без драйверов, к преимуществу можно отнести легкий вывод носителя из строя. Естественно, без возможности восстановления. Это главное преимущество дискеты. В случае непредвиденной ситуации носитель легко уничтожить вместе с важной информацией. Получить же новый ключ не составит особого труда, для этого достаточно обратиться в службу безопасности своей структуры.

Образовательная система

А вот русские дети о дискетах знают больше, чем их родители. Ведь большинство российских школ до сих пор имеют на балансе персональные компьютеры со встроенным дисководом для гибких магнитных дисков. А благодаря школьным программам по информатике, которые за несколько лет не претерпели особых изменений, все ученики получают и практические навыки пользования магнитными дисками. Ведь объем дискеты позволяет хранить на одном носителе два языка программирования начального уровня вместе с выполненными заданиями за весь год обучения. И без базовых знаний языков программирования BASIC и Turbo Pascal ни один технический вуз не откроет перед абитуриентом свои двери.

Инструмент системного администратора

Именно гибкий магнитный диск, а не USB-накопитель или системный администратор использует для обновления прошивки системных устройств, серверов и систем управления. Помимо этого, дискета служит для переноса ключей авторизации, системных настроек оборудования, настройки контроллеров и массивов. Не говоря уже о том, что банальное повреждение BIOS любого персонального компьютера можно исправить либо с помощью дискеты, либо программатором. Причин активного использования гибкого магнитного диска тут несколько.

1. Для считывания данных с носителя используется встроенный в устройство дисковод, которому для работы не нужны драйверы. Никаких обнаружений и настройки.
2. Дешевле дисковода и носителя с такой же отказоустойчивостью на рынке уже в течении десятилетия ничего нет.
3. Нет потребности в больших объемах информации - 1,44 Мб для систем на базе Unix хватает для сохранения необходимых данных.

О развлечениях программистов

Из-за того, что структура магнитного диска представляет собой спираль, считывающей головке приходится постоянно передвигаться по поверхности носителя. При этом который перемещает эту головку, создает специфический звук в дисководе, который очень хорошо слышен в большом помещении. Именно этим и пользуются программисты уже многие годы. Используя один из языков программирования низкого уровня (Turbo Pascal или С+), с помощью специальных команд можно добиться управления шаговым с помощью последовательных и кратковременных обращений компьютера к разным данным, записанным по всему диску. Многим удается воспроизвести очень сложную мелодию с помощью нескольких дисководов, каждый из которых выполняет роль одного инструмента. В средствах массовой информации можно более подробно ознакомиться с этим видом развлечения.

В заключение

Вывод напрашивается один: гибкий магнитный диск, как и жесткий, рано списывать со счетов. Отработав в сфере ИТ порядка 25 лет, дискеты и винчестеры остаются востребованными во многих сферах жизнедеятельности человека. Наряду с недостатками, которые приписывают этим носителям информации, у них есть и много достоинств, которые можно увидеть при попытке познакомиться с технологией поближе. Естественно, не стоит обращать внимания на глупости недалеких людей, которые говорят про опасные воздействия жесткого магнитного диска, да и всей магнитной записи в целом. Всё оборудование, массово представленное на рынке, проходит не одну сертификацию, прежде чем попасть на прилавок.

Углубляясь все больше в системы, связанные с охраной и контролем, многие из нас в конце концов обратят внимание на биометрические методы идентификации личности для тех или иных потребностей.

Биометрия – это методы автоматической идентификации человека и подтверждения личности человека, основанные на физиологических или поведенческих характеристиках. Примерами физиологических характеристик являются отпечатки пальцев, форма руки, характеристика лица, радужная оболочка глаза, характеристика голоса, особенности подчерка. В процессе развития технологий появляется все большее количество способов идентифицировать человеческую личность.

Наиболее популярным методом биометрической идентификации является распознавание отпечатков пальцев. Думаю, это так, потому что это относительно дешевый и простой способ, проверенный временем. Способов получить отпечаток пальца человека с помощью электроники существует несколько: оптические методы получения изображения отпечатка пальца – на отражение, на просвет, бесконтактный способы, емкостные датчики отпечатков пальцев (полупроводниковые), радиочастотные сканеры, сканеры, использующие метод давления, термосканеры, ультразвуковой метод. Каждый способ получения отпечатка пальца имеет свои достоинства и недостатки, однако главным образом баланс выбора способа сканирования является цена – надежность (здесь выделяется не только эффективная защита, но и устойчивость к воздействию внешних факторов).

Рассматриваемый сканер отпечатков пальцев R308 (ссылка в магазин) является оптическим (метод на отражение). Данный метод использует эффект нарушенного полного внутреннего отражения (Frusted Total Internal Reflection). Эффект заключается в том, что при падении света на границу раздела двух сред световая энергия делится на две части - одна отражается от границы, другая проникает через границу во вторую среду. Доля отраженной энергии зависит от угла падения светового потока. Начиная с некоторой величины данного угла, вся световая энергия отражается от границы раздела. Это явление называется полным внутренним отражением. В случае контакта более плотной оптической среды (поверхности пальца) с менее плотной в точке полного внутреннего отражения пучок света проходит через эту границу. Таким образом, от границы отразятся лишь пучки света, попавшие в определенные точки полного внутреннего отражения, к которым не был приложен папиллярный узор пальца. Для захвата полученной световой картинки поверхности пальца используется специальный датчик изображения (КМОП или ПЗС, в зависимости от реализации сканера).

Для данного метода можно отметить следующее:

• Одни из самых дешевых сканеров отпечатков пальцев при относительно большой площади сканирования пальца
• Чувствительность к загрязнению рабочей поверхности датчика
• Малая защита от муляжей
• Относительно крупные размеры модуля

Итак сканер отпечатков пальцев R308 имеет следующий вид:

Хотелось бы разобрать и посмотреть на модуль изнутри, но конструкция сделана таким образом, что аккуратно открутить винтики и снять плату с элементами не получится, так как держит ее что-то изнутри и без применения паяльника это сделать проблематично, поэтому не стоит пытаться нарушить целостность модуля, что может привести к выводу его из строя.

Данный оптический сканер отпечатков пальцев использует высокоскоростной цифровой сигнальный процессор в качестве своей основы. Этот модуль может получить изображение отпечатка пальца, обработать изображение для сохранения или поиска, сохранить данные об отпечатке пальца в собственной памяти и делать поиск на совпадение полученного отпечатка с сохраненными. Для подключения к СКУД (системам контроля и управления доступом) модуль имеет интерфейс UART, посредством которого модуль принимает команды и посылает ответы о результатах операций. Кроме того, модуль может передать на другое устройство изображение отпечатка пальца, полученное при помощи него. Сканер отпечатков пальцев построен таким образом, что все вычислительные и аналитические операции выполняет он сам, но этими процессами необходимо управлять для получения практической ценности модуля. Таким образом, на основе ответов о результатах выполнения команд внешний микроконтроллер может выстраивать любую необходимую логику работы СКУД с применением сканера отпечатков пальцев.

Характеристики сканера отпечатков пальцев R308:

• Напряжение питания – 4,5-5 вольт
• Рабочий ток – 40 мА
• Интерфейс – UART (TTL logical level)
• Baud rate – 9600*n, n=1~12, по умолчанию 57600 bps
• Время сканирования отпечатка пальца –до 0,5 сек
• Размер шаблона отпечатка – 512 байт
• Коэффициент ложного пропуска FAR (False Acceptance Rate) – менее 0,001 %
• Коэффициент ложного отказа в доступе FRR (False Rejection Rate) – менее 0,5 %
• Уровень безопасности – 5
• Время среднего поиска – менее 1 сек
• Размер окна считывания отпечатка пальца – 18х22 мм
• Размер модуля – 55,5х21х20,5 мм
• Диапазон рабочих температур – -20-+40 градусов Цельсия

Для подключения к другим устройствам R308 имеет 6-контактный разъем:

1. Vt – плюс питания детектора пальца
2. Vin – плюс питания модуля
3. Touch – выход сигнала детектора пальца

В документации указываются цвета шлейфа в комплекте с модулем, но в моем случае цвета не совпали, поэтому надежнее всего определять назначение контактов по нумерации, указанной на плате возле разъема модуля.

Структура пакета данных, передаваемых и принимаемых модулем:

1. Header – заголовок, фиксированное значение 0xEF01 (2 байта)
2. Adder – адрес сканера отпечатков пальцев, фиксированное значение 0xFFFFFFFF (4 байта)
3. Package identifier – идентификатор пакета данных, 01H – пакет команды, 02H – пакет данных, 07H – пакет ответа, 08H – пакет окончания данных (1 байт)
4. Package length – количество байт пакета информации (включает сумму байт данных пунктов 5 - 6), максимальное количество 256 байт (2 байта)
5. Package contents – полезные данные
6. Checksum – контрольная сумма, арифметическая сумма пунктов 3-6 (2 байта)

Сканер отпечатков пальцев имеет 8 основных инструкций для его управления:

1. Сканирование отпечатка пальца и сохранение его в буфере. Возвращает код подтверждения об успешности операции.
2. Создание файла символов отпечатка пальца из оригинального отпечатка и сохраняет его в CharBuffer1 (2). Возвращает код подтверждения об успешности операции.
3. Поиск на совпадение отпечатка пальца в библиотеке модуля который соответствует хранимому в CharBuffer1 или CharBuffer2. Возвращает код подтверждения об успешности операции и ID отпечатка пальца в библиотеке модуля.
4. Создание шаблона модели отпечатка пальца. Информация в CharBuffer1 и CharBuffer2 объединяется и комбинируется для получения более достоверных данных об отпечатке пальца (отпечаток в этих буферах должен принадлежать одному пальцу). После операции данные сохраняются обратно в CharBuffer1 и CharBuffer2. Возвращает код подтверждения об успешности операции.
5. Сохранение шаблона отпечатка пальца из Buffer1/Buffer2 во флэш память библиотеки модуля. Возвращает код подтверждения об успешности операции.
6. Удаление шаблона из флэш памяти модуля. Возвращает код подтверждения об успешности операции.
7. Очистка памяти библиотеки отпечатков пальцев модуля. Возвращает код подтверждения об успешности операции.
8. Проверка пароля модуля. Возвращает код подтверждения об успешности операции.

Для того чтобы искать совпадение отпечатка пальца в библиотеке модуля необходимо сканировать отпечаток пальца и сохранить его в буфере, сгенерировать символьный файл и поместить его в CharBuffer и прописать команду на поиск совпадений отпечатков пальце (инструкции 1, 2, 3).

Для того чтобы внести отпечаток пальца в память модуля необходимо получить изображение отпечатка пальца, сохранить его в буфере и сгенерировать символьный файл, сохраняемый в CharBuffer (операции повторяем минимум 2 раза и сохраняем все в CharBuffer1 и CharBuffer2), далее комбинируем данные в буферах 1 и 2 для получения более точного результата и запускаем командой сохранение в указанное место памяти информацию об отпечатке пальца (инструкции 1, 2, 4, 5).

По ходу выполнения инструкций модулем необходимо следить за корректностью и успешностью выполнения посредством ответов, следующих после посылки команд. Это может улучшить качество выполнения программы и точность заданных манипуляций со сканером отпечатков пальцев R308.

Для оценки работы модуля к статье прилагается демонстрационная прошивка для микроконтроллера STM32, соответствующая схеме:

На LCD дисплее отображаются необходимые данные для работы со сканером отпечатков пальцев, при включении схемы без замкнутых перемычек Jmp1 и Jmp2 запускается основной цикл программы, когда микроконтроллер ждет получения отпечатка пальца от сканера и запускает поиск в памяти модуля при его появлении. При включении с замкнутой перемычкой Jmp1 запускается полное стирание памяти библиотеки отпечатков пальцев. При включении с замкнутой перемычкой Jmp2 запускается добавление 5 новых отпечатков пальцев в память модуля. Для добавления отпечатка пальца необходимо дважды приложить палец к сканеру для его сохранения в случае отсутствия ошибок при сканировании отпечатков.

Кроме того к статье прилагается программа SFGDemo. С ее помощью можно получить изображение своего отпечатка пальца помимо стандартных операций добавления отпечатка в память, поиска совпадений, удаления отпечатка из памяти (для подключения к компьютеру используется переходник USB-UART).

Список радиоэлементов