Где используются дискеты? Флоппи дисководы и дискеты.

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

История носителя данных, который мы называем "дискетой", насчитывает почти четыре десятилетия. Правда, современная 3,5-дюймовая дискета немножко моложе - ей "всего" 29 лет.

В конце апреля корпорация Sony объявила о решении прекратить выпуск 3,5-дюймовых компьютерных дискет на территории Японии с марта 2011 года. Многие, наверное, давно забыли о существовании такого носителя, но сообщение прозвучало символично: компания, когда-то давным-давно разработавшая эту модификацию магнитного диска, торжественно прощается с ним.

История носителя данных, который мы называем "дискетой", насчитывает почти четыре десятилетия. Правда, современная 3,5-дюймовая дискета немножко моложе - ей "всего" 29 лет. Но каких! За эти десятилетия мир изменился до неузнаваемости: с карты исчезли одни страны и появились другие... Да что там страны, компьютеры стали в миллионы раз мощнее и миниатюрнее! Благодаря открытиям в области информационных технологий и электроники появились и прочно вошли в жизнь устройства, даже о назначении которых мало кто догадался бы сорок лет назад. Сменилось несколько поколений вычислительной техники, а дискета осталась почти такой же, как и сразу после рождения.

Считается, что первый "диск памяти", который впоследствии получил название "гибкий диск" (floppy disk), был выпущен американской компанией IBM в 1971 году. Работа над гибким магнитным дискам началась ещё в 1967 году: перед группой инженеров под руководством Алана Шугарта была поставлена задача разработать недорогой (не дороже 5$) и надёжный сменный носитель для хранения и переноса компьютерных микропрограмм. Сегодня это звучит смешно, но проблема заключалась в том, что микропрограммы для процессоров и прочей электроники тогда хранились в полупроводниковой памяти, которая просто стиралась всякий раз, когда отключалось питание.

Старший инженер Дэвид Нобл предложил решение вполне в духе времени: 8-дюймовый диск из пластмассы, на который был нанесён слой из магнитной окиси железа Fe3O4. Для защиты диска от пыли был придуман мягкий футляр из нетканого материала, который заодно и протирал носитель во время вращения. Ёмкость этой первой в мире дискеты составляла целых 80 Кбайт и, пройдя испытания, устройство для работы с этими накопителями получило прописку в машине IBM System 370.

С появлением первых персональных компьютеров возникла необходимость в более компактном сменном носителе. Поскольку в подавляющем большинстве таких машин не было жёсткого диска - это было слишком уж дорого - операционная система загружалась с одной дискеты, которая затем извлекалась и заменялась дискетой с нужным приложением и данными. Два накопителя существенно упрощали работу, а для их установки в один компьютер они должны были быть не слишком большими по размерам.

Легенда гласит, что однажды в баре инженеры Джим Эдкиссон и Дон Массаро обсуждали с главой компании Wang Laboratories Эном Воном оптимальные размеры такого носителя. Внимание собеседников привлекла обыкновенная салфетка, размеры которой и были приняты за основу - так в 1976 году появились дискеты диаметром 5,25 дюйма.

Первоначальная их ёмкость составила уже 98,5 Кбайт, а чуть позже - 110 Кбайт. Дискеты могли иметь одну (SS) или две рабочих поверхности (DS), что, естественно, удваивало их ёмкость, а в 1978 году начался выпуск дискет "двойной плотности" (DD) - на 360 Кбайт. На защитном чехле появились специальные отверстия, позволяющие дисководу определять их ёмкость, а также квадратный вырез, предотвращающий случайное стирание данных: для осуществления записи его надо было заклеить.

Шли годы, компьютеры становились всё меньше и меньше, а дискеты оставались такими же. К тому же, у них был существенный недостаток - они легко гнулись и становились бесполезными. Множество компаний предлагало свои варианты более миниатюрных носителей диаметром от 3 до 3,5 дюймов - в частности, 3-дюймовые Mitsumi QuickDisk даже стали стандартом для электронных клавишных инструментов середины восьмидесятых.

Но Sony повезло больше других: в 1982 году консорциум Microfloppy Industry Committee, объединивший 23 производителя магнитных дисков, принял в качестве основы для нового стандарта конструкцию, разработанную в 1981 году японскими инженерами. Первые 3,5-дюймовые дискеты, точно такие же на вид, как продающиеся сегодня, появились на рынке в 1983 году.

В отличие от прежних "гибких дисков", новые были помещены в жёсткий пластиковый корпус и теперь согнуть их можно было, только сломав. Однако английское название осталось прежним, "floppy disk" - чтобы отличать от всё более распространённых "жёстких дисков".

Ёмкость 3,5-дюймовых дискет тоже постоянно росла: сначала на такой носитель можно было записать 360 (на ПК) или 400 (на Macintosh) Кбайт данных, затем появились "двусторонние" диски на 720 (ПК) или 800 (Macintosh) Кбайт, а в 1987 году был представлен формат HD, позволяющий сохранить на одном магнитном диске 1,44 Мбайт данных. Так что, строго говоря, современной дискете всего 23 года - самый творческий возраст по человеческим меркам: уже не юность, но ещё не зрелость.

А попытки похоронить 3,5-дюймовую дискету начались, можно сказать, с самого её детства: в 1998 году компания Apple демонстративно отказалась встраивать в свой новый настольный компьютер iMac G3 флоппи-дисковод - и это при том, что все "Макинтоши" до этого момента обязательно оснащались таким приводом! Компьютер был выполнен в виде моноблока, и прямо под экраном красовался слот для загрузки самого современного для тех лет носителя - компакт-диска. Уже тогда, по мнению маркетологов компании, распространение пишущих CD-приводов, офисных локальных сетей и появление общедоступного интернета делает дискеты с их крохотным объёмом попросту ненужными.

Как показало время, Apple поторопилась, но ненамного: в 2003 году крупнейший в США производитель компьютеров компания Dell прекратила устанавливать флоппи-дисководы в настольные компьютеры в качестве стандартного оборудования. Чуть раньше "флоппоглоты" исчезли из ноутбуков. Эра дискет закончилась.

Тем не менее, полностью прощаться с "гибкими дисками" ещё рано. Вы удивитесь, но дискеты до сих пор используются во вполне современных отраслях: в авиации - для обновления навигационных баз данных, в тестовом телекоммуникационном оборудовании - для записи логов, в станках для металлообработки и формовки пластиковых деталей - для загрузки программ. Дискеты во всех странах обожают всевозможные государственные органы и, особенно, налоговые инспекции. Наконец, дискеты до сих пор применяются для программирования клавишных синтезаторов и даже банкоматов!

Так что 3,5-дюймовые дискеты пока рановато списывать со счетов. К тому же, ещё один из крупнейших производителей "гибких дисков", компания Verbatim, со всей ответственностью заверяет , что мы ещё долго будем лицезреть эти замечательные коробочки на полках магазинов электроники.

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.

Дискеты были разработаны несколько десятилетий назад и уже давно неактуальны среди обычных пользователей компьютеров, однако по-прежнему применяются в некоторых сферах и по разным причинам никак не уступают место другим носителям информации.

Бывшая сотрудница Google, занимающая в Белом доме должность технологического директора Меган Смит, была удивлена, когда в 2015 году обнаружила, что в компьютерной системе администрации президента используются дискеты. Дело в том, что принятые однажды стандарты безопасности очень сложно изменить. В 2016 году Счётная палата США опубликовала доклад , где говорится, что Министерство обороны США использует на ядерных объектах компьютеры IBM Series 1, а они не поддерживают никакого другого способа хранения информации, кроме дискет. Эти системы помимо прочего контролируют состояние межконтинентальных баллистических ракет и ядерных бомбардировщиков. Ведомство планировало заменить устаревшие компьютеры и перейти на более современные хранилища к концу 2017 года, но неизвестно, произошло ли это.

Министерство обороны РФ тоже пользуется дискетами: с 2010 по 2016 год их было закуплено на 2,3 миллиона рублей. Часть дискет распределяется по военкоматам. Для чего российским военным нужны дискеты, неизвестно - это засекреченная информация. Можно предположить, что они используются для хранения архивов, которые можно быстро уничтожить в случае необходимости.

В России закупкой дискет также занимается МВД. Во многих отделениях полиции установлены старые компьютеры с флоппи-дисководами, а локальная сеть и тем более интернет не используются из соображения секретности. Полицейские записывают на дискеты уголовные дела и отдают на проверку начальству, а то проверяет, вносит правки и возвращает обратно.

Многие госструктуры взаимодействуют исключительно с текстовыми файлами или цифровыми копиями бумажных документов, поэтому работа с дискетами связана не столько с секретностью, сколько с экономией. Дискеты по-прежнему продаются в некоторых канцелярских магазинах и стоят примерно по 30 рублей за штуку, что гораздо выгоднее, чем покупать неперезаписываемые оптические диски, и дешевле флешек. Иногда сотрудники самостоятельно закупают необходимое количество дискет, а чек относят в бухгалтерию, где такая покупка списывается на текущие канцелярские расходы.

Помимо силовых ведомств закупками дискет занимают медицинские и учебные заведения. Они вынуждены использовать эти носители из-за того, что устаревшая техника несовместима ни с чем другим. Например, Российская академия наук до сих пор просит молодых учёных подавать заявки на гранты на дискетах (хотя это и не обязательное требование). Средний возраст академиков РАН - более 70 лет, а компьютеры в академии, вероятно, ненамного моложе их.

В лидеры по закупкам дискет входит Пенсионный фонд РФ, Федеральная налоговая служба, суды и администрации городов и посёлков. Причина та же - нехватка бюджетных средств на закупку современной компьютерной техники и более надёжных носителей. Дискеты есть в арсенале системных администраторов некоторых коммерческих компаний. Дело в том, что они нужны для установки SCSI-драйверов в процессе инсталляции операционных систем и подключения специфического оборудования.

Дискеты - верный помощник бухгалтеров, работающих на старых компьютерах с 1С и СБИС. На них можно записать ключ безопасности, необходимый для запуска бухгалтерских программ, кроме того, некоторые отделения налоговой службы всё ещё требуют подавать отчёты именно на этом носителе.

Производством дискет занимается очень мало компаний, и даже те, что ещё их выпускают, постепенно снижают объёмы отгружаемой продукции. Не исключено, что лет через пять в нашей стране возникнет дефицит этих накопителей, тем более, что они не особо надёжные - быстро ломаются, размагничиваются, теряются и слабо защищены от сбоев. Современному поколению дискета если и знакома, то вовсе не как носитель для хранения информации, а в качестве визуализации значка, нажатие на который сохраняет файл в программе. Почему эта кнопка выглядит именно так, молодые пользователи могут и не знать.

Несмотря на завершение эры флоппи-дисков, дискеты с объемом 3.5 до сих пор используются в повседневной жизни.

Рассмотрим детальнее, где их можно встретить, что в них особенного и почему дискета все еще является одним из самых или передачи секретной информации.

Cодержание:

Основные понятия и история использования

Дискета (floppy disk) – это физический носитель информации, с помощью которого данные можно многократно перемещать, стирать, перезаписывать.

Простыми словами, это упрощенный вариант современных флешек и дисковых накопителей.

Первой появилась именно дискета.

Внешне устройство имеет прямоугольную форму и пластиковый корпус. Сверху нанесен ферримагнитный слой, с помощью которого флоппи-дисковод и считывает информацию. Прочитать дискету не получится с помощью . Для этого понадобится специальный флоппи-дисковод.

Сегодня его можно встретить только в старых образцах десктопных компьютеров. Обычно дисковод размещается в нижней части корпуса и имеет следующий вид:

Первая дискета была создана в 1967 году Аланом Шугартом – на то время одним из ведущих специалистов компании IBM. До 1076 года Шугарт создал и развил собственную компанию, которая начала поставлять накопители разработчикам компьютерных систем. С этого и началась эра использования флоппи-дисков. Самый популярный формат дискеты разработала компания Sony в 1981 году. Накопитель с диаметром 3.5 дюйма можно встретить в магазинах до сих пор. Также, именно такой вид дискеты является узнаваемым. В большинстве программ клавиша со значком 3.5-дюймовой дискеты означает сохранение действий.

Дискеты были распространены среди пользователей в период с 70-х по 90-е годы прошлого века.

С изобретением оптических дисков популярность дискет постепенно начала сводится на нет. Как известно, уже сегодня из обихода убираются оптические диски.

Многие производители ноутбуков и персональных компьютеров полностью отказались от использования дисководов.

Несмотря не это, дискеты все еще выпускаются и продаются.

С наступлением 2010-х годов все мировые ИТ-корпорации начали отказываться от производства дискет.

К примеру, в 2011 Sony заявила о полном прекращении создания и продажи 3.5-дюймовых дискет.

Теперь они могут быть изготовлены только по заказу правительства.

Другие случаи отказа от флоппи-дисков:

• 2014 год – компания Toshiba заявила о закрытии завода по производству дисков. В этом же году завод был переделан под огромную ферму органических овощей;
• 2015 год – разработчики из Microsoft решили не создавать поддержку флоппи-дисков в . Данная ОС не работает с дискетами и подключить внешний дисковод будет невозможно. Система просто «не увидит» устройство;
• 2016 год – в Пентагоне составили план по модернизации, одной из целей которого являлся отказ от использования дискет. Выполнение плана назначено на конец 2018-го года.

Форматы дискет

Виды дискет разделяются в зависимости от диаметра накопителя. За все время распространения флоппи-дисков существовали следующие форматы:

• 8-дюймов;

Первый вид дискет, который получил распространение среди пользователей ПК – это восьмидюймовый накопитель.

Внешне он имеет прямоугольную форму, изготовлен из полимерных материалов.

Сам магнитный механизм находится внутри пластикового чехла. Внутри есть специальная выемка, с помощью которой дисковод считывает информацию с . После запуска работы дисковода устройство считывает местонахождение первой дорожки. Так начинается процесс «расшифровывания» информации с дискеты.

Восьмидюймовая дискета может иметь объем в 80 КБ, 256 КБ или 800 КБ. Со временем такого объема информации стало не хватать даже , поэтому началась разработка дискет с бОльшим объемом.

• 5,25 дюймов;

Это поколение дискет внешне практически не отличается от восьмидюймовых накопителей.

Единственное отличие - усовершенствованы индексные отверстия для считывания данных.

Благодаря использованию новой технологии создания материала для футляра, диск сохранялся более длительное время, был устойчив к царапинам и падениям с небольшой высоты.

Флоппи-диски такого типа существовали односторонние или двусторонние. Для начала использования дополнительной стороны достаточно было перевернуть накопитель. В односторонних моделях это действие могло проредить дисковод.

На 5,25-дюйовых дискетах можно было хранить 110 КБ, 360 КБ, 720 КБ или же 1200 КБ информации.

Выпуск таких дискет закончился еще в начале 2000-х.

• 3,5 дюймов;

3,5-дюймовая дискета – это самый популярный вариант флоппи-накопителей.

Внешне она отличается от предыдущих поколений еще более прочным корпусом, а также полностью цельной поверхностью.

В этом типе дискет появилась возможность установки .

её может настроить пользователь дискеты перед первой записью информации на съемный носитель.

Объем дискеты 3,5 определяется с помощью квадратных отверстий в правом нижнем углу устройства. Один квадрат – вместимость 720 КБ , два – 1,44 МБ и три – 2,88 МБ .

Несмотря на все недостатки в использовании дискет, а именно небольшую вместимость и чувствительность к влиянию магнитного поля, дискета 3,5 была популярна даже после выхода оптических дисков.

Все из-за удобства в передаче данных и дешевой стоимости дискет, дисководов.