Jak zbudowana jest dyskietka.

Dyskietka (z angielskiego: floppy disc, flexy disc, w informatyce - dysk elastyczny),
służy jako tani nośnik pamięci masowej - do wielokrotnego zapisu. Dyskietkę prawdopodobnie wymyślił Japończyk Yoshiro Nakamatsa w roku 1950. Standardowe wymiary dyskietki wynoszą obecnie 3,5 cala (dawniej 5,25 cala), a pojemność najczęściej to 1,44 MB (inne pojemności w systemie: DOS - 360 KB, 1,2 MB, 720 KB i 2,88 MB).
Istnieją również dyskietki 8\", 3\", 2\", 1,8\" o innych pojemnościach. Dyskietki sa najstarszymi aczkolwiek wykorzystywanymi do dzisiaj, masowymi pamięciami zewnętrznymi. Podstawową zaletą pamięci dyskietkowych jest ciągle prostota wymienialności nośnika (dyskietki). Obecnie dyskietka jest coraz rzadziej używana ponieważ ma bardzo małą pojemność. Z tego powodu obecnie stosuje się pamięci dyskietkowe prawie wyłącznie do przenoszenia plików o małej pojemności (np. tekstowych) pomiędzy komputerami. Dyskietka jest praktycznie niezbędna jeżeli np. sformatowaliśmy dysk twardy i nie ma na nim systemu. Wtedy system uruchamiamy z dyskietki. Obecnie w powszechnym zastosowaniu znajdują się dyskietki 3,5cala. Dyskietka 5,25cala wyszła już całkowicie z użytku. Dyskietki zbudowane są z krążka, na którego powierzchnię naniesiony jest materiał ferromagnetyczny(tlenku żelaza lub tlenku chromu). W dyskietce 5,25cala krążek ten posiada centryczny otwór i opakowany jest w kopertę wyściełaną po stronie wewnętrznej miękkim materiałem. Plastikowa koperta ochronna nośnika jest bardzo cienka i umożliwia wyginanie dysku we wszystkich kierunkach. Oczywiście ten proces może spowodować uszkodzenie nośnika. W kopercie wykonane jest kilka obustronnych wycięć. Podstawowe umieszczone w centralnej części dyskietki umożliwia zaciśnięcie sprzęgła napędu dyskietki na krążku z nośnikiem. Podłużny otwór, przez który głowica odczytuje/zapisuje dane, nie jest niczym przysłonięty, więc aby zminimalizować możliwość zabrudzenia powierzchni nośnika np. dotknięciem palca, dyski 5,25\" umieszcza się w dodatkowej, papierowej kopercie
W środku obudowy dysku (plastikowej koperty) i krążka nośnika znajduje się okrągły otwór o średnicy ok. 3 cm, przez który napęd chwyta nośnik i obraca go. Obok tego długiego otworu, znajduje się drugi, mniejszy, o średnicy ok. 2 mm. Służy on do identyfikacji początku ścieżki. W nośniku znajduje się drugi otwór, a w momencie pokrycia się obu otworów pod gło wicą znajdzie się w przybliżeniu początek ścieżki. Dyskietkę można zabezpieczyć przed zapisem. Z boku dyskietki 5,25\" znajduje się specjalne wycięcie, które jest blokadą zapisu. Gdy to wycięcie zakleimy nieprzezroczystą folią, na dyskietce nie będzie można nic zapisać.
Dyskietka 3,5cala ma podobną konstrukcje, z ta różnicą iż zastosowano nośnik o mniejszej średnicy, umieszczony w sztywniejszej (o grubości ok. 2 mm) obudowie, , zmniejszającej niebezpieczeństwo me¬chanicznego jej uszkodzenia i zamykającej dostęp do powierzchni magne¬tycznej dysku w czasie, gdy dyskietka nie jest umieszczona w stacji.. Otwór, przez który głowica odczytuje informacje, jest zasłonięty specjalną, przesuwaną blaszką. Blaszka ta jest tak skonstruowana, że przy wsuwaniu dyskietki do napędu zostaje automatycznie odsunięta. W dyskietkach 3,5\" prostokątny otwór zabezpieczający przed zapisem jest wyposażony w specjalny przełącznik, którym można go zasłaniać i odsłaniać. Zasłonięcia otworu jest
odwrotna, jak w dyskietkach 5,25\": otwór zasłonięty - zapis dozwolony, otwór odsłonięty - zapis zablokowany. Dyskietka wyposażona jest w metalową, centryczną wkładkę przenoszącą napęd. Wkładka ta posiada owalny otwór, w który wsuwa się kołek sprzęgła. Powoduje to bardziej trwałe połączenie krążka z elementami napędowymi i nie wymaga synchronizacji optycznej. Krążek z nośnikiem obudowany jest w twarde, plastikowe opakowanie. Szczelina umożliwiająca kontakt głowicy z nośnikiem jest zakryta specjalną, metalową zasuwką ze sprężyną zamykającą dostęp do szczeliny w czasie w którym dyskietka znajduje się poza stacją. Różnice w konstrukcji obu rodzajów dyskietek są na tyle istotne, że dyskietki 3,5cala są zdecydowanie trwalsze i bezpieczniejsze w użytkowaniu niż dyskietki 5,25cala. Dyskietki 3,5cala charakteryzują się większymi rzędu 25 % pojemnościami niż 5,25cala. Pojemność danego typu dyskietki zależy od gęstości zapisu. Gęstość zapisu może być:
• Podwójna gęstość zapisu oznaczona na dyskietkach jako 2D lub DD (Double Density);
• Duża gęstość zapisu, oznaczona na dyskietce jako HD (High Density);
I tak na przykład dyskietka 3,5” z podwójna gęstością zapisu(DD) ma pojemność 720 KB, a dyskietka 5,25” zaledwie 360 KB. Natomiast dyskietki z dużą gęstością zapisu(HD): 3,5”= 1,44MB a 5,25”= 1,2MB. Stacja dysków odróżnia dyskietki HD od DD po prostokątnym otworze symetrycznie umieszczonym po drugiej strony dyskietki względem otworu do zabezpieczenia przed zapisem .Dane na dyskach elastyczny można nagrać(zakodować) na dwa sposoby. Pierwsza z nich to metoda FM (ang. Frequency Modulation), stosowana w starych typach dyskietek 0 pojedynczej gęstości. Metoda druga, MFM (ang. Modified Frequency Modulation), jest nowocześniejsza i bardziej wydajna. Zapis metodą MFM jest stosowany w dyskietkach o podwójnej gęstości. I tak na dyskietce 3.5-calowej MF2HD znajduje się 18 sektorów i 80 ścieżek podczas gdy na MF2DD jest 9 sektorów i 80 ścieżek. Liczba sektorów zależy od gęstości zapisu(HD albo DD).Wielkość sektorów wynosi 512 bajtów(czyli 512 znaków).sektor to najmniejsza Mnożąc przez siebie wielkość sektora przez liczbę sektorów na ścieżce , liczbę ścieżek na stronie i przez liczbę stron krążka można otrzymać pojemność dyskietki .


Istnieją dwa podstawowe sposoby określania miejsca na dysku, gdzie znajdują się dane, czyli adresowania :cylinder, strona, sektor lub równoważnie cylinder, głowica, sektor(ang. CHS- Cylinder, Head, Sector) Ten sposób adresowania nie jest wygodny, ale jest najbardziej skuteczny i daje największe możliwości organizacji danych Każde miejsce na dysku, w którym są zapisane dane, zawsze da się określić tym sposobem.
Logiczna organizacja danych:
W pierwszym sektorze dysku (cylinder 0, strona 0, sektor l, lub przy numerowaniu względnym sektorów po prostu sektor 0) znajduje się tzw. boot-sektor. W tym sektorze są zapisane wszystkie informacje o fizycznej i logicznej budowie dysku oraz krótki programik, zajmujący się ładowaniem systemu operacyjnego z dysku. Po uruchomieniu komputera i zakończeniu wszystkich procedur testujących, BIOS komputera przekazuje sterowanie temu programowi. Jeżeli na dysku nie ma systemu operacyjnego, to właśnie programik z boot-sektora wypisuje na ekranie tekst \"Non system disk or disk error\". Sektor jest podstawową fizyczną jednostką alokacji, a jego odpowiednikiem logicznym jest klaster (ang. cluster). Zamiast nazwy klaster można napotkać inne, głównie nazwę \"zbitka\" i skrót JAP (Jednostka Alokacji Pliku). Klaster może składać się z jednego lub kilku sektorów (2, 4, 6, 8, 16,...), ale na dyskietkach występują tylko klastery jedno- i dwusektorowe. Informacja o tym, które klastery i w jakiej kolejności składają się na plik, zapisana jest w tzw. tablicy alokacji plików - FAT (ang. File Allocation Table). FAT można więc porównać do mapy, opisującej położenie plików na dysku. Tablica FAT jest zawsze zapisana w stałym miejscu na dysku, zaraz po boot-sektorze. Są tu także zapisane informacje o położeniu ewentualnych uszkodzeń nośnika. Uszkodzenie tablicy FAT może spowodować utratę danych zapisanych na dyskietce, więc dla bezpieczeństwa system MS-DOS standardowo stosuje dwie kopie tej tablicy. W dyskietkach numery klasterów w tablicy FAT są zapisane za pomocą liczb 12-bitowych, co ogranicza maksymalną liczbę klasterów do 4096. Stąd też pochodzi oznaczenie typu systemu plików jako FAT 12.
Pole opisu katalogu jest następną struktura logiczną istniejącą na dysku. W tym polu są zapisane informacje o nazwie pliku, położeniu jego początku, długości, dacie utworzenia i atrybutach. Pole opisu katalogu głównego jest na stałe zapisane na dysku tuż po tablicy FAT i ma stałą długość, określoną w procesie formatowania, co dla użytkownika jest też praktycznym ograniczeniem: w głównym katalogu dysku można zapisaź tylko pewną, określoną liczbę plików. Dla dyskietek 3,5\" HD liczba ta wynosi 224. Wszystkie pola opisu podkatalogów są już przez system traktowane jak zwykłe pliki, a więc mogą znajdować się w dowolnych miejscach na dysku i mieć dowolną długość.
Do współpracy z każdym z omawianych typów dyskietek wykorzystywane są inne stacje dysków dyskietki 5,25cala pracują w stacjach 5,25cala a dyskietki 3,5cala w stacjach 3,5cala(FDD). Spotyka się kilka typów napędów dysków elastycznych.Dla dyskietek 5,25cala (już praktycznie nie używane) mają pojemność 1,2 MB, zapisują i odczytują też dyskietki o pojemności 360 KB Dla dyskietek 3,5cala cały czas stosowana pojemność 1,44 MB. Stacje o pojemności 1,44 MB posiadają możliwość odczytu i zapisu na dyskietkach o pojemności 720 KB. Stacja dysków podłączona jest do zasilacza podającego napięcia niezbędne do zasilania silników i elektroniki. Poza tym, stacja podłączona jest do sterownika dyskietek umieszczonego na płycie głównej. Obecnie odpowiednią konfigurację stacji uzyskuje się przez właściwe włączenie do przewodu paskowego łączącego stację z kontrolerem (stacja A-dwa wtyki na końcu przewodu po tzw. przewijce, stacja B scala dwa wtyki w środkowej części przewodu). Stacja dyskietkowa wyposażona jest także w LED informujący o stanie jej aktywności (zapis/odczyt). Silnik obracający dyskietkę jest włączany w chwili, w której system operacyjny chce uzyskać dostęp do stacji (zapisać/odczytać dane). Z tego powodu, zapis/odczyt możliwy jest dopiero po odpowiednim rozpędzeniu krążka nośnikiem, kontrolowanym przez układy synchronizacji. Po wykonaniu operacji zapisu/odczytu stacja napędza jeszcze krążek przez pewien czas (odmierzany przerwaniem IRQ 0), po czym silnik ulega wyłączeniu. Ten tryb pracy stacji, oraz niewielka prędkość obrotowa krążka z nośnikiem powodują, że średni czas dostępu do danych zgromadzonych na dyskietkach wynosi 300 ms. Stacja dyskietkowa 3,5cala jest wymiarowo mniejsza od 5,25cala. Na przedniej ściance posiada szczelinę do wsuwania dyskietek (szczelina jest z klapką), rygiel cala przycisk wysuwający dyskietkę z napędu i diodę sygnalizującą jej pracę (zapis/odczyt danych). Stacja zamyka się samodzielnie. W chwili zamknięcia stacji następuje odsunięcie przysłony zabezpieczającej dostęp do szczeliny, w której pracują głowice. Stacja ta nie wymaga synchronizacji optycznej, gdyż napęd sprzężony jest na sztywno z krążkiem i aktualne położenie krążka jest określane na podstawie aktualnego położenia napędu (nie występują drobne „poślizgi” dyskietki możliwe w stacjach 5,25cala).
Warto zwrócić uwagę na Dyskietki o „dużych” pojemnościach. Jednym z takich nośników jest ZIP który jest o wiele lepszym rozwiązaniem niż „wysłużone stare” 3,5” .
ZIP-y są nieco grubsze od zwykłych dyskietek, a mieszczą nawet 100 MB danych. Oprócz napędów ZIP istnieją także inne nośniki przypominające tradycyjne dyskietki - LS 120. Można na nich zapisywać maksymalnie 120 megabajtów danych, lecz w przeciwieństwie do napędów typu ZIP stacje obsługujące dyskietki LS 120 umożliwiają również odczyt i zapis informacji zachowanych na dyskietkach 3,5 cala o pojemności 1,44 MB. W ten sposób można korzystać z dyskietek 3,5” które wciąż są dość powszechne. Niestety napędy LS 120 posiadają nisza prędkość transfer od ZIP-ów.
Ostatnim napędem który przedstawię jest JAZ. Urządzenie to obsługuje specjalne kasety w kształcie kwadratu o grubości 2 centymetrów i długości boków 15 cm. Możliwe jest na nich zapisanie około jednego gigabajta informacji.
Ostatnie trzy przedstawione napędy nie uzyskały takiej popularności jak dyskietka 3,5” czy też 5,25” było to spowodowane wysokimi cenami napędów i dysków do nich.
Obecnie liderem na rynku w zakresie nośników danych jest „bezkonkurencyjna” płyta kompaktowa. Ma ona dużą pojemność(od 650 do 900MB).Napędy CD-ROM/R/RW są najpopularniejsze ze wszystkich innych. Już od jakiegoś czasu płytki kompaktowe wypierają „wysłużone” dyskietki 3,5”. Zapewne w najbliższej przyszłości dyskietki z naszych biurek znikną, a płytki kompaktowe zostana wyparte przez krążki DVD i zajmom miejsce dzisiejszych dyskietek 3.5”.
Bibliografia:
Encyklopedia PWN
Grzegorz Płoszajewski, Elementy Informatyki, Warszawa 1997
http://www.wynalazki.mt.com.pl/index.html
http://www.dyski.wirt.pl/fat.htm
http://prace.sciaga.pl/14072.html


///załacznik z .doc niechciał sie załdowac wiec sobie pdoarowałem... praca w doc zawiera grafike wiec jak ktos che cała to niech pisze na adres wp2interarena.pl///