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

Сегодня для хранения информации мы используем HDD, SSD, SD-карты, USB-флэшки. Уже намного реже мы вставляем в ноутбуки лазерные диски. У меня лично дома ни одного устройства, поддерживающего этот носитель, нет.

Многие из нас давно не видели аудио и видеокассет, бобин с магнитными плёнками, дискет, и тем более перфокарт и перфолент. Эти носители, некоторые из которых известны ещё с XVIII века, почти исчезли.

Но только почти. Сегодня мы поговорим о временах, когда в ходу были «мягкие» носители данных, и о том, что все они до сих пор живы благодаря прочному укоренению в государственных и военных учреждениях и исследовательских центрах.

Перфокарты и перфоленты

Базиль Бушон, сын сборщика орга́нов, адаптировал используемую для автоматического проигрывания музыки систему («развернул» цилиндр с штырьками/калками) под нужды ткацкого дела.
Он использовал перфорированную бумагу в рулоне, чтобы станок воспроизводил рисунок на ткани. Коллега Бушона, Жан-Баптист Фалькон, заменил бумажную ленту на скреплённые между собой перфорированные карты.

Ткацкий станок Базиля Бушона

Механизм усовершенствовал Жозеф Мари Жаккар. Свой ткацкий станок для крупноузорчатых тканей он создал в 1804 году. Перфорировнные карты позволяли в автоматическом режиме, практически без участия мастера, осуществлять определённое чередование подъёмов и опускания нитей основы, чтобы отобразить на ткани заданный узор.

Перфорированные карты в ткацком станке Жаккара

Результат работы Жаккардова станка

В ткацком деле до сих пор используются Жаккардовы станки, улучшенные, автоматизированные. Но перфокарты работают до сих пор. Ниже вы видите пример перфокарты с сайта по домоводству для станка Brother - с мотоциклистом для детского свитера.

Перфокарта для современной вязальной машины Brother

Чарльз Бэббидж в 1822 году построил первую модель своей разностной машины, которая состояла из валиков и шестерней, вращаемых при помощи специального рычага. Тогда же он попросил правительство Великобритании профинансировать его дальнейшую работу. В процессе он столкнулся со множеством проблем, так что через девять лет работа встала. Хотя частично машина функционировала и производила вычисления. Позже он возвращался к работе в 1847-1849 годах. Для этого огромного калькулятора Бэббидж даже разработал принтер, который в 2000 году запустили в лондонском Музее науки.

80-колонная перфокарта советского производства для табулятора IBM, 1980 год

В 1938 году немецкий инженер Конрад Цузе построил один из первых программируемых компьютеров в мире - Z1 . Машина имела устройство ввода в виде клавиатуры, сделанной из пишущей машинки, электрический привод и была способна вычислять данные в десятичной системе в виде чисел с плавающей запятой. Данные выводились с помощью панели на лампах.

Машина выполняла умножение за 5 секунд. Тактовая частота составляла 1 Гц. Система работала за счёт двигателя пылесоса мощностью в 1 киловатт.

Z1 была оснащена устройством чтения перфоленты, которое предоставляло код операции для каждой инструкции.

Конрад Цузе и воссозданная после Второй мировой вычислительная машина Z1

Перфолента для вычислительной машины Z1

В 1940 годы американские артиллеристы использовали таблицы стрельбы, содержащие информацию о поправках прицела в соответствии с дистанциями до цели. Расчёты траекторий одним человеком для одного типа орудия и одного снаряда занимали более двух недель. Нужно было посчитать около трёх тысяч траекторий для множества комбинаций параметров - температуры воздуха, плотности почвы, скорости ветра и так далее. Учёный из Пенсильванского университета Джон Уильям Мокли задумал использовать вакуумные лампы в качестве элементной базы для электронной дифференцирующей машины. С этого начинается история ENIAC, а затем его улучшенной версии - EDVAC.

ENIAC собрали в 1945 году. Первой задачей было математическое моделирование термоядерного взрыва супер-бомбы по гипотезе Улама-Теллера. Задача была настолько сложной, что даже при игнорировании многих физических эффектов и максимальном упрощении уравнения для ввода программы в компьютер понадобился миллион перфокарт.

Для чтения перфокарт использовали табулятор IBM. Одной из проблем этого носителя информации была невысокая скорость работы: слишком много времени уходило на перфорацию на картах выведенных в процессе расчётов данных и их ввод в машину для дальнейших вычислений. Для решения этой проблемы изобретатели начали работать над новыми способами ввода и хранения данных - над магнитными лентами.

Первые программисты ENIAC: на корточках - Рут Лихтерман, стоит - Мэрлин Уэскофф. 1946 год.

Бобины чистых перфолент советского производства.

Магнитная лента

В 1927 году немецкий инженер Фриц Пфлеймер с помощью клея нанёс напыление порошка оксида железа на тонкую бумагу, и годом позже получил патент на применение магнитного порошка на бумаге или киноплёнке. Но патент отменили из-за того, что такое применение порошка было изложено в патенте Поульсена.

Идеи Поульсена и Пфлеймера использовала компания AEG, разработавшая прибор для магнитной записи «Магнетофон-К1». Магнитную ленту для «магнетофона» изготавливал химический концерн BASF. Устройство представили на радиовыставке в Берлине в 1935 году.

Патент США на записывающее устройство на магнитной проволоке.

«Магнетофон-К1»

В 1951 году изобретатели компьютера ENIAC Джон Экерт и Джон Мокли работали над новой машиной. Ей стал первый условно коммерческий компьютер в США - UNIVAC I. Компьютер строили для нужд Военно-воздушных сил и топографической службы Армии США, а заказ был размещён от лица Бюро переписи населения. Всего были выпущены сорок шесть экземпляров UNIVAC I для установки в правительственных учреждениях, частных корпорациях и университетах. Второй экземпляр был установлен в Пентагоне. Последние экземпляры выключили в 1970 году после 13 лет службы в коммерческой страховой компании.

Стоимость машины начиналась со 159 000 долларов. Со временем цена составила от 1 250 000 до 1 500 000 долларов. В переводе на деньги 2016 года максимальная цена UNIVAC I составляла 12 480 000 долларов.

В качестве носителя данных в этом компьютере впервые использовали магнитную ленту. Одновременно можно было подключить до десяти ленточных накопителей UNISERVO.

UNISERVO стал первым ленточным накопителем для коммерческого компьютера и имел успех. Ленты UNIVAC из никелированной бронзы были шириной в половину дюйма и длиной до 450 метров. Данные записывались на восьми дорожках, где шесть были собственно для данных, одна - для контроля чётности, и ещё одна - для синхронизации. Одна лента вмещала 1 440 000 шестибитных символов.

Ленточные накопители UNISERVO для UNIVAC

В 1960 году в IBM разработали первую пластиковую карту с магнитной полосой. Штрих-коды и перфорация не отличались надёжностью, и для банковских карт было необходимо придумать новый способ хранения данных. Выбор пал на магнитную ленту. Сегодня все банковские карты имеют магнитную ленту, хотя всё чаще начинают использовать чипы и NFC.

Первые прототипы карт с магнитной полосой

В персональных компьютерах 1970-1980-х годов для хранения информации часто использовались аудиокассеты. Воспроизведение и запись программ осуществляли либо с помощью специальных накопителей, либо с помощью обычных бытовых аудиомагнитофонов. Попробуйте сказать вслух «аудиомагнитофон» - как-то необычно звучит, верно?

Sinclair ZX Spectrum+2

Магнитофон Atari XC12 для компьютеров Atari 65XE и 130XE.

Многие уже забыли, как выглядят аудиокассеты и видеокассеты. Кто-то их никогда не видел и не держал в руках. Но для бизнеса и исследовательских центров магнитные ленты до сих пор имеют огромное значение.

«Далёкий 1967 год. Специалисты лаборатории IBM из Сан-Хосе, занимающиеся разработкой носителей информации, пытаются создать недорогое устройство, способное хранить и передавать микропрограммы для процессоров, мэйнфреймов и управляющих модулей. Цена устройства не должна превышать 5 USD (иначе, его нельзя будет считать заменяемым). Поставка же, не должна вызывать никаких сложностей, а надежность — сомнений».
Сейчас на дворе 2008 год — прошло 41 года после появления первого прообраза дискеты, но FDD продолжает жить! В чём же секрет такой живучести этого «пережитка» прошлого, такого же, как матричный принтер или COM порт? Это наверное, в соотношении цена/надёжность/ качество. Нам сейчас тяжело понять какой переворот в своё время вызвала обычная дискета. А жаль! В миг стали не нужны тонны перфокарт, километры магнитной ленты. Один пластиковый конверт и никаких проблем и ошибок! То о чём сегодня будет рассказано, должно раскрыть читателю в полной мере гениальность такого невзрачного, на первый взгляд, изобретения, как обычная дискета.
Считается, что floppy drive disks были изобретены в 1971 году для решения задачи, с которой корпорация IBM столкнулась при создании компьютера System 370. Проблема состояла в том, что программы, хранившиеся в ее памяти на полупроводниках, стирались всякий раз, когда отключалось питание компьютера. «Для перезагрузки машины приходилось снова записывать в память управляющую программу», — вспоминал Эл Шугарт, бывший тогда менеджером по запоминающим устройствам прямого доступа в IBM. Впоследствии основатель компании Shugart Associates и производитель устройств хранения информации — Seagate Technology.
Хотя Шугарта нередко называют отцом дискеты, сам он считает настоящим ее создателем Дэвида Нобла. Нобл, был старшим инженером лаборатории в Сан-Хосе и стойко выносил на своих плечах тяготы работы в качестве единственного подчиненного Шугарта. Прежде всего Нобл опробовал существовавшие тогда технологии. Но вскоре понял, что надо искать принципиально новые пути. Именно тогда и была предложена первая дискета. В течение года Нобл (группа которого уже значительно пополнилась) завершил работу над устройством, получившим в IBM название «диск памяти». Это фактически и была дискета. Она представляла собой 8-дюймовый пластмассовый диск, покрытый закисью железа, обеспечивающий доступ только по чтению. Весил этот диск около 2 унций, емкость его составляла 80 Кбайт. Поворотным моментом в создании дискеты было изобретение защитного футляра. «Мы добились того, что наш диск работал, но никак не могли предложить для него хорошей защитной оболочки», — вспоминал Шугарт. — «Любая пылинка начисто уничтожала данные. Процент ошибок был очень велик». И вот разработчикам пришла идея поместить устройство в футляр из нетканого материала, который обеспечивал бы постоянную протирку поверхности дискеты в процессе ее вращения. Таким образом, поверхность всегда оставалась чистой. «Эта идея в конечном счете решила все дело», — считает Шугарт.
После всеобъемлющих испытаний дискета была встроена в System 370; это произошло в 1971 году. Кроме того, она использовалась для загрузки микропрограмм в контроллер дискового пакета Merlin 3330 компании IBM.
И все же конструкция дискеты, появившейся в 1971 году, не стала стандартом для отрасли, считает Джим Портер, ныне президент аналитической компании Disk/Trend. В те времена, о которых идет речь, Портер работал в MEMOREX — независимой компании, занимавшейся производством дискет. В 1973 году IBM представила новую версию дискеты, на этот раз для системы 3704 Data Entry System. «Формат записи был совершенно иным, к тому же дискета вращалась в другую сторону», — пояснил Портер. Она обеспечивала возможность чтения и записи и позволяла хранить до 256 Кбайт данных. У пользователей появилась возможность вводить данные с дискет, а не с перфокарт. Принципиальное отличие изобретения от всех предыдущих заключалась в приводе флоппи-диска (гибкого диска, или просто дискеты), где имелось два двигателя: один обеспечивал стабильную скорость вращения вставленной в накопитель дискеты, а второй перемещал головку записи-чтения. Скорость вращения первого двигателя зависела от типа дискеты и составляла от 300 до 360 об/мин. Двигатель для перемещения головок в этих приводах всегда был шаговым. С его помощью головки перемещались по радиусу от края диска к его центру дискретными интервалами. В отличии от привода винчестера головки в данном устройстве не «парили» над поверхностью, а касались её.
Представители IBM утверждали, что новое устройство позволяет вместить такой же объем информации, как 3 тыс. перфокарт. Выпуск новой дискеты стал своего рода выстрелом стартового пистолета для производителей этих устройств. Даже сейчас некоторые компании используют восьмидюймовые дискеты!!! Преимущественно при работе с компьютеризованными станками. Но в 1976 году, примерно тогда же, когда появились первые персональные компьютеры, была разработана дискета размером 5,25 дюйма.
По словам Портера (компания Wang Laboratories) — работавшего над настольным компьютером, который мог бы выполнять функции текстового процессора: — «Восьмидюймовая дискета для него была, очевидно, слишком велика». Компания в сотрудничестве с Shugart Associates приступила к работе над устройством меньшего размера». «Размер дискеты мы обсуждали очень горячо — целую ночь просидели в одном из баров Бостона. Ответ нам подсказал случай — кто-то обратил внимание на салфетку, подложенную под стакан с коктейлем, ее размер был как раз 5,25 дюйма, — вспоминал Портер. — Мы похитили ее, привезли в Бостон и сказали нашим инженерам: «Раз подобный пустячок пользуется спросом, пусть наша дискета будет такого же размера». Совершенствование дискет не остановилось на размере салфетки, последствии появилась столь популярная сейчас трехдюймовая дискета, разработанная корпорацией Sony более 30 лет назад. Этот накопитель прожил богатую жизнь и живёт по сей день, хотя надо отметить, что большинство компаний уже отказались от собственного производства трёхдюймовых дискет. Одной из первых фирм, закрывшей свои заводы по производству флоппи-дисков, стала в 1996 KAO, ее примеру последовали IBM, 3M/Imation. Большинство этих компаний перевели производство к третьим компаниям или перешли к новомодной на сегодняшний день практике аутсорсинга. Уже в середине 90-х годов все специалисты заговорили о том, что скорость, а главное — емкость флоппи-дисков, уже не удовлетворяет потребностям сегодняшнего дня. Потребление стандартных дискет стабилизировалось, и к концу 2000 года началось падение продаж по всему миру.
Продажи дискет 3,5″ в Европе (млн.шт.)
ГОД 1998 1999 2000 2001 2002
Продажи 565 560 572 505 450
Ситуация в России оказалась несколько иной. Здесь рост рынка флоппи-дискет в количественном выражении продолжался вплоть до 2002 года. Теперь же стоит обратиться и к технической стороне вопроса. Известно, что для каждого из типоразмеров дискет (5,25 или 3,5 дюйма) были разработаны свои специальные приводы соответствующего форм-фактора. Дискеты каждого типоразмера (5,25 и 3,5 дюйма) стали двусторонними (Double Sided, DS), а односторонние постепенно перестали производиться.
Плотность записи могла быть различной:
одинарной (Single Density, SD);
двойной (Double Density, DD);
высокой (High Density, HD).
Поскольку об одинарной плотности уже мало кто вспоминает, такую классификацию я пропущу, и расскажу только о двусторонних дискетах двойной плотности (DS/DD, емкость 360 или 720 Кбайт) и двусторонних дискетах высокой плотности (DS/HD, емкость 1,2, 1,44 или 2,88 Мбайта). Плотность записи дискеты определяется величиной зазора между диском и магнитной головкой, а от стабильности зазора зависит качество самой записи (считывания). Для повышения плотности было жизненно необходимо уменьшить зазор. Однако, при этом значительно повышались требования к качеству рабочей поверхности дискеты. В качестве материала для изготовления магнитных дисков стали применять алюминиевый сплав Д16МП (МП — магнитная память).
Сама же дискета представляла собой слой магнито — мягкого материала, нанесенного на специальную подложку, выполненную из полимерного немагнитного пластического вещества, степень жесткости которого могла быть различной в зависимости от реализации. Сам же носитель помещался в бумажный, пластмассовый или другой кожух-корпус. В кожухе дискета свободно вращалась приводом дисковода через окно центрального захвата. Это обеспечивало прохождение площади дорожки под устройством чтения/записи — головкой чтения/записи. На кожухе дискеты располагались отверстия:
центрального захвата;
отверстие позиционирования головки;
отверстие физической защиты от записи;
направляющие отверстия и пазы;
отверстия авто определения типа магнитного покрытия;
отверстие определения полного оборота носителя;
отверстие для позиционирования магнитных головок чтения/ записи у 3.14 дюймовых носителей закрыто металлической задвижкой.
отверстие для центрального захвата и вращения на шпинделе привода вращения диска (в отличие от носителя диаметром 5.25 дюймов, находится только с нижней стороны дискеты).
Ещё одним принципиальным новшеством, для своего времени, стала такая операция, как форматирование. Изначально форматирование дискет производилось при помощи специального программного обеспечения — довольно необычного, для сегодняшнего обывателя. Как правило, производителями дискет указывался параметр называемый числом точек на дюйм носителя — TRACK PER INCH (TPI). Данный параметр говорил, какую максимальную плотность размещения областей независимой намагниченности может иметь носитель.
Первые дисководы были огромными! Они не располагались внутри системного блока, а находились снаружи. Дисковод представлял собой универсальное устройство чтения/записи. Каждый тип носителя, как правило, требовал собственного устройства — для чтения 8″, 5″ и 3″ дюймовых дискет. Такой дисковод состоял из двигателя, системы управления вращением носителя, двигателя, системы управления позиционированием головок чтения/записи, схем формирования и преобразования сигналов и др. электронных устройств.
Остаётся из вышеописанного сделать вывод о том, что разработка обычной дискеты стала одной из важнейших составляющих успеха персональных компьютеров.

Одним из самых старых устройств для хранения информации на персональном компьютере является флоппи-дисковод или, сокращенно, FDD (Floppy Disk Drive). Данное устройство, широко применявшееся в течение 1970-х-2000-х гг., теперь нечасто можно встретить в современных компьютерах. Тем не менее, в ряде случаев все же можно увидеть установленный в старом ПК флоппи-дисковод. Кроме того, иногда используются и внешние дисководы для дискет, подключаемые к компьютеру через порты ввода-вывода.

Первый дисковод для гибких дисков и дискета (по-английски - floppy disk) к нему имели 8 дюймов в ширину и были изобретены инженером Аланом Шугартом, работавшим в компании IBM, в начале 1970-х гг. В середине 1970-х им же была разработана дискета формата 5,25 дюймов и привод для ее чтения. В 1981 г. фирмой Sony была разработана дискета и привод 3,5 дюймов. Вначале емкость подобной дискеты составляла 720 КБ, однако впоследствии ее емкость была увеличена вдвое.

Предпринимались неоднократные попытки усовершенствовать дискеты на основе 3,5-дюймового формата. Так, например, в 1987 г. был разработан дисковод для дискет объемом 2,88 МБ, а в конце 1990-х гг. – стандарт LS-120 c еще большим объемом дисков –120 МБ. Однако все эти модификации не получили широкого распространения, во многом из-за дороговизны накопителей и носителей.

Принцип работы

По принципу работы FDD во многом напоминают жесткие диски. Внутри дискеты так же, как и внутри винчестера, находится плоский диск с нанесенным на него магнитным слоем, а информация с диска считывается при помощи магнитной головки. Однако есть и отличия. Прежде всего, floppy disk изготовлен не из твердого материала, а из гибкой полимерной пленки, похожей на пленку магнитной ленты. Именно поэтому диски такого типа называются гибкими. Кроме того, floppy disk не вращается постоянно, а лишь тогда, когда поступает запрос от операционной системы на считывание информации.

Преимуществом FDD по сравнению с винчестером является сменность носителей. Однако недостатков floppy drive тоже имеет немало. Помимо чрезвычайно низкой скорости работы, это и низкая надежность хранения информация, а также невысокая емкость носителя – примерно 1,44 МБ для 3,5-дюймовых дискет. Правда, при использовании нестандартных способов форматирования емкость floppy disk можно незначительно увеличить, но, как правило, это приводит к еще большему снижения надежности записи.

Разновидности

В персональных компьютерах типа IBM PC использовались две основные разновидности FDD – 5,25-дюймовый и 3,5-дюймовый. Оба типа дисковода предназначены для дискет различных типов и размеров и несовместимы друг с другом. Эта ситуация отличается от той, которая имеет место в случае оптических дисководов, которые могут читать как 3,5-дюймовые, так и 5,25-дюймовые диски. В свое время существовали также 8-дюймовые FDD, но уже в 80-х гг. подобные дисководы вышли из употребления. Примерно в 1990-е гг. окончательно вышли из обихода и 5,25-дюймовые дисководы. 3,5-дюймовые floppy drive продержались дольше, до конца 2000-х, да и сейчас их изредка кое-где можно встретить.

Сравнительные размеры внутренних 8, 5,25, и 3,5-дюймовых дисководов

Примеры Floppy дисководов в порядке очередности: 8-ми дюймовый, 5,25 дюймовый и 3,5 дюймов

5,25-дюймовый floppy disk представляет собой диск в картонном корпусе, напоминающим конверт, и имеет прорезь для головки считывания. Подобная дискета полностью оправдывает свое название «гибкой», поскольку ее корпус можно без особого усилия согнуть руками. Однако намеренно сильно сгибать гибкий магнитный диск не рекомендуется, поскольку это почти неизбежно приведет к его выходу из строя.

Подобного недостатка лишена 3,5-дюймовая дискета. В ней магнитный диск заключен в жесткий пластмассовый корпус и согнуть ее руками так просто не получится. Кроме того, 3,5-дюймовая дискета имеет специальную металлическую шторку, которая скрывает прорезь для считывающей головки. Еще одна особенность дискеты – наличие переключателя, блокирующего запись на диск. Объем стандартной 3,5-дюймовой дискеты составляет 1,44 МБ, что больше максимального объема дискеты 5,25-дюймов, который равен 1,2 МБ.

Примеры дискет - слева на право 8, 5,25, и 3,5.

Конструкция 3,5-дюймового FDD также отличается от конструкции 5,25-дюймового. Если при вставке дискеты в прорезь 5,25-дюймового накопителя пользователю необходимо зафиксировать дискету поворотом рычажка, то 3,5-дюймовая фиксируется в приводе автоматически, а выброс дискеты обратно осуществляется при помощи специальной кнопки.

Как и в случае многих других накопителей существуют мобильные версии накопителя на гибких дисках – внешние флоппи-дисководы. Внешний флоппи-дисковод удобен тем, что не занимает места в системном блоке, особенно в том случае, если необходимость в использовании дискет возникает редко. Подобный FDD-дисковод можно подключать к ПК при помощи USB-разъема или разъема LPT.

Применение

Хотя винчестеры появились еще в первых IBM-совместимых персональных компьютерах, тем не менее, без устройства для сменных накопителей ни один компьютер не мог обойтись. Подобным устройством стал флоппи-дисковод, быстро получивший популярность благодаря простоте и невысокой стоимости как самого накопителя, так и носителей информации – дискет.

Впрочем, в ряде случаев флоппи-дисковод мог и полностью заменить жесткий диск. Когда у автора данных строк появился первый IBM-совместимый компьютер, то он не имел ни винчестера, ни, тем более, оптического дисковода, а всего лишь 3,5-дюймовый floppy drive и предоставленный продавцом ПК набор дискет с софтом. Компьютер при этом был вполне работоспособен. Разумеется, речи об использовании Windows 3, или о том, чтобы запустить какие-то объемные программы, речи не шло, но при использовании MS-DOS можно было иметь дело с большинством существующих на то время (начало 90-х) программ и игр. Это говорит о том, что флоппи-диски способны удовлетворить базовые потребности пользователя в хранении информации. Кроме того, гибкие диски в свое время были незаменимы в том случае, когда надо было перезагрузить компьютер для профилактической проверки или установить новую ОС.

Настройка флоппи-дисковода в BIOS

В BIOS существует несколько опций, позволяющих настроить параметры дисководов для гибких дисков. Например, опция позволяет отключить контроллер накопителя для гибких дисков, если таковой не используется в системе, и тем самым высвободить одно системное прерывание. Также в некоторых BIOS можно установить вручную тип и объем носителей дисковода, а также установить запрет записи на гибкие диски.

Заключение

Сегодня многие пользователи, возможно, и не знают, как выглядит флоппи-дисковод и даже обычная дискета. Их функции взяли на себя карты памяти и флеш-накопители. В большинстве системных блоков о floppy drive напоминает разве что оставленный для них 3-дюймовый внешний отсек, а в ОС семейства Windows – неиспользуемые первые буквы логических дисков (A и B), зарезервированные для флоппи-дисководов. Тем не менее, дисковод для дискет нередко можно встретить в старых компьютерах. Кроме того, флоппи-дисководы могут быть полезны при загрузке ПК с целью проведения профилактических мероприятий по обслуживанию компьютера или при установке ОС.

Если верить археологам, желание записать информацию у человека появилось примерно сорок тысяч лет назад. Самым первым носителем была скала. У этого стационарного хранилища данных была масса достоинств (надежность, устойчивость к повреждениям, большая емкость, высокая скорость считывания) и один недостаток (трудоемкость и неспешность записи). Поэтому с течением времени стали появляться все более и более продвинутые носители информации.

Перфорированная бумажная лента

В большинстве ранних компьютеров использовалась бумажная лента, намотанная на бобины. Информация хранилась на ней в виде дырочек. Некоторые машины, такие как Colossus Mark 1 (1944), работали с данными, которые вводились при помощи ленты в реальном времени. Более поздние компьютеры, например, Manchester Mark 1 (1949), считывали программы с ленты и для последующего выполнения загружали их в примитивное подобие электронной памяти. Перфорированная лента использовалась для записи и чтения данных на протяжении тридцати лет.

Перфокарты

История перфокарт уходит корнями в самое начало XIX века, когда они использовались для управления ткацкими станками. В 1890 году Герман Холлерит применил перфокарту для обработки данных переписи населения в США. Именно он нашел компанию (будущую IBM), которая использовала такие карты в своих счетных машинах.

В 1950-х годах IBM уже вовсю использовала в своих компьютерах перфокарты для хранения и ввода данных, а вскоре этот носитель стали применять и другие производители. Тогда были распространены 80-столбцовые карты, в которых для одного символа отводился отдельный столбец. Кто-то может удивиться, но в 2002 году IBM все еще продолжала разработки в области технологии перфокарт. Правда, в XXI веке компанию интересовали карточки размером с почтовую марку, способные хранить до 25 миллионов страниц информации.

Магнитная лента

Вместе с выходом первого американского коммерческого компьютера UNIVAC I (1951) в IT-индустрии началась эра магнитной пленки. Первопроходцем, как водится, снова стала IBM, потом «подтянулись» другие. Магнитная лента наматывалась открытым способом на катушки и представляла собой очень тонкую полосу пластика, покрытого магниточувствительным веществом.

Машины записывали и считывали данные при помощи специальных магнитных головок, встроенных в привод бобин. Магнитная лента широко использовалась во многих моделях компьютеров (особенно мейнфреймах и мини-компьютерах) вплоть до 1980-х, пока не изобрели ленточные картриджи.

Первые съемные диски

В 1963 году IBM представила первый винчестер со съемным диском – IBM 1311. Он представлял собой набор взаимозаменяемых дисков. Каждый набор состоял из шести дисков диаметром 14 дюймов, вмещавших до 2 Мб информации. В 1970-х многие винчестеры, к примеру, DEC RK05, поддерживали такие дисковые наборы, особенно часто их использовали производители миникомпьютеров для продажи программного обеспечения

Ленточные картриджи

В 1960-х производители компьютерного железа научились помещать рулоны магнитной ленты в миниатюрные пластиковые картриджи. От своих предшественниц, бобин, они отличались большим сроком жизни, портативностью и удобством. Наибольшее распространение они получили в 1970-е и 1980-е. Как и бобины, картриджи оказались очень гибкими носителями: если нужно было записать очень много информации, в картридж просто помещалось больше ленты.

Сегодня ленточные картриджи типа 800-гигабайтного LTO Ultrium используются для масштабной поддержки серверов, хотя в последние годы их популярность упала ввиду большего удобства переноса данных с винчестера на винчестер.

Печать на бумаге

В 1970-х благодаря относительно низкой стоимости популярность набирают персональные компьютеры. Однако существовавшие способы хранения данных многим оказались не по карману. Один из первых ПК, MITS Altair поставлялся и вовсе без носителей для записи информации. Пользователям предлагалось вводить программы при помощи специальных тумблеров на передней панели. Тогда, на заре развития «персоналок», пользователям нередко приходилось в буквальном смысле вставлять в компьютер листки с
написанными от руки программами. Позднее программы стали распространяться в печатном виде через бумажные журналы.

Дискеты

В 1971 году на свете появилась первая дискета IBM. Она представляла собой покрытый магнитным веществом 8-дюймовый гибкий диск, помещенный в пластиковый корпус. Пользователи быстро поняли, что для загрузки данных в компьютер «флоппи-диски» быстрее, дешевле и компактнее, чем стопки перфокарт. В 1976 году один из создателей первой дискеты, Алан Шугарт, предложил ее новый формат – 5,25-дюймов. В таком размер просуществовала до конца 1980-х, пока не появились 3.5-дюймовые дискеты Sony. Как это начиналось...

В конце 60-х годов американская фирма IBM предложила новое запоминающее устройство, которое использовало гибкий диск (флоппидиск). Гибкий диск работает так же, как и жесткий, но выполнен в виде упругой круглой пластинки с пластиковой основой, покрытой магнитным составом. Диск помещен в специальный гибкий конверт-кассету, предохраняющий его от механических повреждений и пыли.

Диск с конвертом устанавливается пользователем в специальное устройство (дисковод). В этом устройстве он вращается внутри конверта со скоростью около 300 об/мин.

Для уменьшения трения внутренняя часть конверта покрывается особым материалом. Через специально сделанные прорези магнитная головка считывания-записи дисковода контактирует с поверхностью диска и производит считывание или запись соответствующей информации. Накопитель на гибких магнитных дисках (НГМД) - сложное механическое устройство, оно требует подключения к компьютеру специального электронного блока-контроллера, который преобразует команды, поступающие от машины к накопителю, и следит за их выполнением, а также управляет процессом обмена данными.

Фирма IBM предложила использовать гибкие диски диаметром 203 мм (8 англ. дюймов) и разработала соответствующий стандарт на эти дисковые накопители.

Новое устройство внешней памяти начало приобретать большую популярность. В 1976 г. было продано около 200 тыс. устройств, в 1981 г. уже 3-4 млн, на общую сумму 2,3 млрд. долл., а в 1984 г. было поставлено 8,2 млн. НГМД на сумму 4,2 млрд. долл. Только в США в 1984 г. для НГМД было изготовлено 285 млн. гибких дисков.

Вместе с бурным развитием вычислительной техники усовершенствовались и НГМД . В начале 70-х годов американский изобретатель Ален Шугарт предложил уменьшить диаметр дисков до 133 мм (5,25 дюйма). В 1976 г. образованная им фирма "Шугарт Ассошиэйтс" выпустила первые накопители с гибкими дисками такого размера, получившие название минидисков (минифлоппи). Несмотря на первоначально меньший объем внешней памяти, эти накопители были вдвое дешевле стандартных с 203-мм дисками. Последнее обстоятельство сразу привлекло к ним внимание широкой группы пользователей ПК.

Улучшение качества записи и качества магнитных головок позволило перейти к гибким дискам с двойной плотностью записи.

Первые 203-мм и 133-мм гибкие диски использовали в работе только одну сторону диска. С целью увеличения объема внешнего накопителя были разработаны и начали поставляться устройства, в которых информация записывалась и считывалась с обеих сторон диска. Это увеличило объем памяти в 2 раза, а с учетом двойной плотности записи - в 4 раза.

Разработкой и производством НГМД занималось несколько десятков фирм в США, Японии, ФРГ и других странах. Эти устройства быстро вытеснили накопители на магнитной ленте во многих случаях применения ПК. Использование НГМД на порядок увеличивало быстродействие системы.

В настоящее время внешняя память на гибких магнитных дисках стала неотъемлемой частью типовой конфигурации большинства учебных и всех профессиональных ПК.

В каких направлениях шло дальнейшее техническое развитие НГМД ?

Во-первых, продолжалось уменьшение физических размеров накопителей, в частности, по высоте. Многие фирмы выпускали накопители половинной высоты, т. е. в прежнем корпусе можно было разместить уже два устройства.

Во-вторых, были реализованы успешные попытки уменьшить диаметр дисков, а следовательно, и габариты накопителя.Так, японская фирма "Сони" разработала НГМД с дисками диаметром 89 мм (3,5 дюйма). Диск помещен в жесткий конверт размером 90x94 мм (3,54x3,7 дюйма) и толщиной 1,3 мм., оборудованный специальной металлической "шторкой". Когда диск вставляется в дисковод, "шторка" автоматически сдвигается и открывает прорезь в конверте, через которую магнитная головка взаимодействует с гибким диском. При двойной плотности записи подобный диск с односторонней записью вмещает 360 Кбайт, а при двусторонней записи - 720 Кбайт.

Стандартный накопитель фирмы "Сони" стоил примерно 10% дороже, чем накопитель на 133-мм дисках, а сами 89-мм диски были дороже аналогичных 133-мм дисков в 2-2,5 раза. Однако малый размер дисков и самого накопителя жесткая конструкция конверта с диском и защита поверхности диска с помощью "шторки" привлекли к этому типу НГМД значительное количество пользователей. Накопители с 89-мм дисками объемом 720 Кбайт нашли применение во многих портативных ПК, например в моделях японской фирмы "Тошиба" - T1100, Т1200, Т3100, американских фирм"Зенит Дейта Системс" - Z181, "Бондвелл Инк. " - Bondwell 8 и др. Фирма IBM в моделях ПК серии PS/2 использует НГМД c дисками диаметром 89 мм, объемом 720 Кбайт и 1,44 Мбайт.

В-третьих, за счет использования новых технических средств и технологий ряд фирм разрабатывали НГМД сповышенным объемом памяти.

Так, фирма IBM в PC AT применила накопители на 133-мм дисках объемом 1,2 Мбайт форматированной памяти. За счет перехода к большей плотности расположения дорожек на диске удалось более чем вдвое повысить объем внешнего накопителя ПК.

Японская фирма "Хитачи-Максвелл" объявила о разработке 133-мм гибких магнитных дисков с объемом памяти 19 Мбайт на диск. За короткий срок объем 89-мм дисков возрос с 360 Кбайт до 1,44 Мбайт.

К началу 1987 г. наиболее распространенными в мире были 133-мм диски для ПК фирмы IBM и практически пересталивыпускаться накопители на дисках диаметром 203 мм. Очень быстро растет рынок 89-мм НГМД .

По оценкам фирмы "Дейтаквест" (США) производство 133-мм накопителей росло с 8,2 млн. штук в 1985 г. до 11 млн.штук в 1987 г., а затем упало к 1991 г. до 7,3 млн. штук. Одновременно возросло производство 89-мм накопителей с 603 тыс. штук в 1985 г. до 14 млн. штук в 1991 г., т. е. к концу 80-х годов оно превысило производство 133-мм накопителей.

Стоимость стандартного накопителя для IBM PC с 133-мм дисками объемом 360 Кбайт составляла в США в середине 1987 г., 65 долл., а с 89-мм дисками объемом 720 Кбайт - 150 долл.

Компакт-кассеты

Компакт-кассета была изобретена компанией Philips, которая догадалась помесить две небольшие катушки магнитной пленки в пластиковый корпус. Именно в таком формате в 1960-х годах делались аудиозаписи. HP использовала такие кассеты в своем десктопе HP 9830 (1972), но по началу такие кассеты в качестве носителей цифровой информации особой популярностью не пользовались. Потом искатели недорогих носителей данных все же обернули свой взор в сторону кассет, которые с их легкой руки оставались востребованными до начала 1980-х. данные на них, кстати, можно было загружать с обычного аудиоплеера.

После появления первого устройства магнитного хранения данных (IBM RAMAC) рост поверхностной плотности записи достигал 25 % в год, а с начала 1990-х - 60 процентов. Разработка и внедрение магниторезистивных (1991 года) и гигантских магниторезистивных (1997 года) головок еще больше ускорили увеличение поверхностной плотности записи. За 45 лет, прошедших с момента появления первых устройств магнитного хранения данных, поверхностная плотность записи выросла более чем в 5 миллионов раз.

В современных накопителях размером 3.5 дюйма величина этого параметра составляет 10-20 Гбит/дюйм 2 , а в экспериментальных моделях достигает 40 Гбит/дюйм 2 . Это позволяет выпускать накопители емкостью более 400 Гбайт.

ROM-картридж – это плата, состоящая из постоянного запоминающего устройства (ROM) и коннектора, помещенных в твердую оболочку. Область применения картриджей – компьютерные игры и программы. Так, в 1976 году компания Fairchild выпустила ROM-картридж для записи ПО под видеоприставку Fairchild Channel F. Вскоре под использование ROM- картриджей были адаптированы и домашние компьютеры типа Atari 800 (1979) или TI-99/4 (1979).

ROM-картриджи были просты в использовании, но относительно дороги, из-за чего, собственно, и «умерли».

Великие эксперименты с дискетами

В 1980-х многие компании попробовали создать альтернативу дискете размером 3,5 дюйма. Одно такое изобретение (на фото вверху в центре) трудно назвать дискетой даже с натяжкой: картридж ZX Microdrive состоял из огромного мотка магнитной ленты, по принципу восьмидорожковой кассеты. Другой экспериментатор, Apple, создал дискету FileWare (справа), которая поставлялась вместе с первым компьютером Apple Lisa – худшим девайсом в истории компании по версии Network World, a также 3-дюймовый Compact Disk (внизу слева) и редкую сейчас 2-дюймовую дискету

LT-1 (вверху слева), использовавшуюся исключительно в ноутбуке Zenith Minisport 1989 года выпуска. Остальные эксперименты завершились созданием продуктов, которые стали нишевыми и не смогли повторить успех своих 5,25-дюймовой и 3,5-дюймовой предшественниц.

Оптический диск

Компакт-диск, изначально использовавшийся как носитель цифровой аудиоинформации, обязан своим рождением совместному проекту Sony и Philips и впервые появился на рынке в 1982 году. Цифровые данные хранятся на этом пластиковом носителе в виде микроуглублений на его зеркальной поверхности, а считывается информация при помощи лазерной головки.
Как оказалось, что цифровые CD как нельзя лучше подходят для хранения компьютерных данных, и вскоре те же Sony и Philips доработали новинку.

Так в 1985 году мир узнал о CD-ROMах.

На протяжении последующих 25 лет оптический диск претерпел массу изменений, его эволюционная цепочка включает DVD, HD-DVD и Blu-ray. Значимой вехой было появление в 1988 году CD-Recordable (CD-R), позволившего пользователям самостоятельно записывать данные на диск. В конце 1990-х оптические диски, наконец, подешевели, и окончательно отодвинули дискеты на задний план.

Магнитооптические носители

Как и компакт-диски, магнитооптические диски «читает» лазер. Однако в отличие от обычных CD и CD-R большинство магнитооптических носителей позволяют многократно наносить и стирать данные. Это достигается посредством взаимодействия магнитного процесса и лазера при записи данных. Первый магнитооптический диск входил в комплект компьютера NeXT (1988 год, фото справа внизу), а емкость его составляла 256 Мб. Самый известный носитель этого типа – аудиодиск MiniDisc Sony (вверху в центре, 1992 год). Был у него и «собрат» для хранения цифровых данных, который назывался MD-DATA (слева вверху). Магнитооптические диски производятся до сих пор, однако из-за малой емкости и относительновысокой стоимости они перешли в разряд нишевых продуктов.

Iomega и Zip Drive

Iomega заявила о себе на рынке носителей информации в 1980-х, выпустив картриджи с магнитными дисками Bernoulli Box, емкостью от 10 до 20 Мб.

Более поздняя интерпретация этой технологии воплотилась в так называемом носителе Zip (1994 год), который вмещал до 100 Мб информации на недорогой 3,5-дюймовом диске. Формат пришелся по душе демократичной ценой и хорошей емкостью, и диски Zip оставались на гребне популярности до конца 1990-х. Однако на уже появившиеся в то время CD-R можно было записать до 650 Мб, и когда их цена снизилась до нескольких центов за штуку, продажи Zip-дисков катастрофически упали. Iomega сделала попытку спасти технологию и разработала диски размером 250 и 750 Мб, однако CD-R к тому времени уже окончательно завоевали рынок. Так Zip стал историей.

Флоппиобразные-диски

Первую супердискету выпустила компания Insight Peripherals в 1992 году. На 3,5-дюймовом диске вмещалось 21 Мб информации. В отличие от других носителей, этот формат был совместим с более ранними традиционными приводами для 3,5-дюймовых дискет. Секрет высокой эффективности таких накопителей крылся в сочетании гибкого диска и оптики, то есть данные записывались в магнитной среде при помощи лазерной головки, при этом обеспечивалась более точная запись и больше дорожек, соответственно, больше места. В конце 1990-х появились два новых формата – Imation LS-120 SuperDisk (120 Мб, справа внизу) и Sony HiFD (150 Мб, справа вверху). Новинки стали серьезными конкурентами Iomega Zip drive, однако в конечном итоге всех победил формат CD-R.

Бардак в мире портативных носителей

Громкий успех Zip Drive в середине 1990-х породил массу подобных устройств, производители которых надеялись отхватить кусок рынка у Zip. Среди основных конкурентов Iomega можно отметить SyQuest, который сначала раздробил собственный сегмент рынка, а потом погубил свою продуктовую линейку чрезмерным разнообразием – SyJet, SparQ, EZFlyer и EZ135. Еще один серьезный, но «мутный» соперник – Castlewood Orb, придумавший диск наподобие Zip емкостью 2,2 Гб.

Наконец, сама компания Iomega сделала попытку дополнить диск Zip другими типами съемных носителей – от больших съемных винчестеров (1- и 2-гигабайтные Jaz Drive) до миниатюрного Clik drive на 40 Мб. Но ни один не достиг высот Zip.

Flash наступает

В начале 1980-х Toshiba придумала флеш-память NAND, однако технология стала популярной только спустя десятилетие, вслед за появлением цифровых камер и PDA. В это время она начинает реализовываться в разных формах – от больших кредитных карт (предназначенных для использования в ранних наладонниках) до карточек CompactFlash, SmartMedia, Secure Digital, Memory Stick и xD Picture Card.

Карты флеш-памяти удобны, прежде всего, тем, что в них нет подвижных частей. Кроме этого, они экономичны, прочны и относительно недороги при постоянно увеличивающемся объеме памяти. Первые карточки CF вмещали 2 Мб, сейчас же их емкость достигает 128 Гб.

Куда уж меньше

На промослайде IBM/Hitachi изображен крошечный винчестер Microdrive. Появился он в 2003 году и на какое-то время завоевал сердца компьютерных пользователей.

Дебютировавший в 2001 году iPod и другие медиа-плееры оснащены похожими устройствами на базе вращающегося диска, однако производители быстро разочаровались в таком накопителе: слишком уж он хрупок, энергоемок и мал по объему. Так что этот формат уже почти «похоронен».

1956 год - жёсткий диск IBM 350 в составе первого серийного компьютера IBM 305 RAMAC. Накопитель занимал ящик размером с большой холодильник и имел вес 971 кг, а общий объём памяти 50 вращавшихся в нём покрытых чистым железом тонких дисков диаметром 610 мм составлял около 5 миллионов 6-битных байт (3,5 Мб в пересчёте на 8-битные байты).

А вот то, что касается жестких дисков.
* 1980 год - первый 5,25-дюймовый Winchester, Shugart ST-506, 5 Мб.
* 1981 год - 5,25-дюймовый Shugart ST-412, 10 Мб.
* 1986 год - стандарты SCSI, ATA(IDE).
* 1991 год - максимальная ёмкость 100 Мб.
* 1995 год - максимальная ёмкость 2 Гб.
* 1997 год - максимальная ёмкость 10 Гб.
* 1998 год - стандарты UDMA/33 и ATAPI.
* 1999 год - IBM выпускает Microdrive ёмкостью 170 и 340 Мб.
* 2002 год - стандарт ATA/ATAPI-6 и накопители емкостью свыше 137 Гб.
* 2003 год - появление SATA.
* 2005 год - максимальная ёмкость 500 Гб.
* 2005 год - стандарт Serial ATA 3G (или SATA II).
* 2005 год - появление SAS (Serial Attached SCSI).
* 2006 год - применение перпендикулярного метода записи в коммерческих накопителях.
* 2006 год - появление первых «гибридных» жёстких дисков, содержащих блок флеш-памяти.
* 2007 год - Hitachi представляет первый коммерческий накопитель ёмкостью 1 Тб.
* 2009 год - на основе 500-гигабайтных пластин Western Digital, затем Seagate Technology LLC выпустили модели ёмкостью 2 Тб.
* 2009 год - Western Digital объявила о создании 2,5-дюймовых HDD объемом 1 Тб (плотность записи - 333 Гб на одной пластине)
* 2009 год - появление стандарта SATA 3.0 (SATA 6G).

Пришествие USB

В 1998 году началась эпоха USB. Неоспоримое удобство USB-девайсов сделало их практически неотъемлемой частью жизни всех ПК-пользователей. С годами они уменьшаются в физических размерах, но становятся все более емкими и дешевыми. Особенно популярны появившиеся в 2000 году «флешки», или USB thumb drives (от англ. thumb – «большой палец»), названные так за свой размер – с человечески палец. Благодаря большой емкости и маленькому размеру USB-накопители стали, пожалуй, самым лучшим носителем информации, придуманных человечеством.

Переход в виртуальность

На протяжении последних пятнадцати лет локальные сети и интернет постепенно вытесняют портативные носители информации из жизни ПК-пользователей. Поскольку сегодня практически любой компьютер имеет выход в глобальную сеть, пользователям нечасто требуется переносить данные на внешние девайсы или переписывать на другой компьютер. В наше время за перенос информации отвечают провода и электронные сигналы. Беспроводные стандарты Bluetooth и Wi-Fi и вовсе делают физические компьютерные соединения ненужными.