Кіріспе
Флопи-дискідегі деректердің логикалық және физикалық құрылымы. Флопи-дискіде сақталатын деректердің логикалық және физикалық құрылымы флопи-дискінің форматы мен тығыздығына байланысты. Олар пайда болғаннан бері, есептеу техникасында көптеген танымал және сирек кездесетін дискета түрлері, тығыздықтары мен форматтары қолданылды, бұл олардың айырмашылықтары туралы көптеген жаңылысуларға әкелді. 2000-жылдардың басында көптеген дискета түрлері мен форматтары қолданыстан шығып, 3 1/2 дюймдік дискета, 1440 КБ IBM PC форматымен үйлесімді, жалғыз танымал формат ретінде қалды. Флопи-дискілердің әртүрлі түрлері әртүрлі магниттік коэрцитивтілікпен (оерстедтермен немесе қазіргі SI бірліктерімен – амперлермен метрге өлшенеді), ферриттің дәнінің мөлшерімен және дюймге жолдар санымен (TPI) әртүрлі жазу сипаттамаларына ие болды. TPI физикалық өндіріс процесінің бөлігі емес, деректердің жолдарын жеткізгіште қаншалықты тығыз орналастыруға болатынының сертификаты болды. «Тығыздық» термині флопи-дискілер үшін екі мағынаға ие. Алғашқыда, бірлік және қос тығыздық бір типті физикалық медиадағы логикалық кодтаудың айырмашылығын көрсетті: FM – бірлік үшін, ал MFM – қос үшін. Кейіннен «тығыздық» термині медианың физикалық сипаттамаларына қатысты қолданылды, ал MFM логикалық формат ретінде қарастырылды. GCR кейбір платформаларда да қолданылды, бірақ көбінесе «қос» тығыздық түрінде. 8 және 5 1/4 дюймдік дискеталар жұмсақ және қатты секторлармен қол жетімді болды. Кейбір дискілердің типтері арасындағы магниттік сипаттамалардың ұқсастығына байланысты, жұмсақ секторлы дискіде дұрыс сертификатталмаған дискіні пайдалануға болады. Quad тығыздығы бар 5 1/4 дюймдік дискілер сирек болғандықтан, Commodore 8050 сияқты дискілерде quad тығыздығының 96 TPI форматын қолдай алатын жоғары сапалы қос тығыздықты дискілерді пайдалану жиі кездесетін. Дискілер бір және екі жақты форматта қол жетімді болды, екі жақты форматтар екі есе көп сақтау көлемін қамтамасыз етті. TPI сияқты, «екі жақты» көбінесе сертификаттау көрсеткіші болды, өйткені магниттік медиа әдетте екі жағында да жазуға болатын. Көптеген (бірақ барлығы емес) сертификатталған «екі жақты» 8 және 5 1/4 дюймдік дискеталардың дискілік қаптамасында екі жағында да индекс тесігі болды, оларды «flippy» дискілер ретінде пайдалануға мүмкіндік берді. Флопи-дискі мен оптикалық дискінің комбинациясы, Floptical дискі деп белгілі, бар. Олардың мөлшері 3 1/2 дюймдік (90 мм) дискіге тең, шамамен 20,8 МБ сақтай алады, бірақ арнайы дискіге мұқтаж.
Floppy disk format and density refer to the logical and physical layout of data stored on a floppy disk. Since their introduction, there have been many popular and rare floppy disk types, densities, and formats used in computing, leading to much confusion over their differences. In the early 2000s, most floppy disk types and formats became obsolete, leaving the 3 1/2 inch disk, using an IBM PC compatible format of 1440 KB, as the only remaining popular format. Different floppy disk types had different recording characteristics, with varying magnetic coercivity (measured in oersteds, or in modern SI units in amperes per meter), ferrite grain size, and tracks per inch (TPI). TPI was not a part of the physical manufacturing process; it was a certification of how closely tracks of data could be spaced on the medium safely. The term density has a double meaning for floppy disks. Originally, single density and double density indicated a difference in logical encoding on the same type of physical media: FM for single, and MFM for double. Subsequent use of the term "density" referred to physical characteristics of the media, with MFM assumed to be the logical format used. GCR was also used on some platforms, but typically in a "double" density form. 8 and 5 1/4 inch floppy disks were available with both soft sectoring and hard sectoring. Because of the similarity in magnetic characteristics between some disk types, it was possible to use an incorrectly certified disk in a soft sectored drive. Quad density 5 1/4 inch disks were rare, so it was not uncommon to use higher quality double density disks, which were usually capable of sustaining the 96 TPI formatting of quad density, in drives such as the Commodore 8050. Disks were available in both single and double sided forms, with double sided formats providing twice the storage capacity. Like TPI, "double sided" was mostly a certification indicator, as the magnetic media was usually recordable on both sides. Many (but not all) certified "double sided" 8 and 5 1/4 inch floppies had an index hole on both sides of the disk sleeve to make them usable as flippy disks. A combination floppy disk and optical disc, known as a Floptical disk exists. The size of a 3 1/2 inch (90 mm) disk, they are capable of holding close to 20.8 MB, but need a special drive.
Салалық бөлу
Форматталған дискінің сыйымдылығы әрқашан дискінің өндірушісі көрсеткен "нақты" форматталмаған сыйымдылықтан кем болады, себебі әрбір жолақтың бір бөлігі секторларды анықтау және секторлар арасындағы, сондай-ақ жолақтың соңындағы бос орындар үшін пайдаланылады. Қатты секторлы 8 дюймдік және 5 1/4 дюймдік форматта әрбір жолақ дискінің өндірілу кезінде белгіленген нақты секторларға бөлінеді. Магниттік ортада тесіктер жасалады, олар әрбір сектордың қайдан басталатынын көрсетеді (магниттік жазуға пайдаланылатын дискінің ортасына жақын аймақта). Жолақтың басталуын анықтау үшін сектор тесігінің жанына қосымша тесік салынады. Дискідегі сенсорлық құрылғы магниттік ортадағы тесіктерді дискінің қаптамасындағы тесікпен сәйкестендіреді. Деректер көбінесе секундқа белгілі бір бит санымен жазылады, компоненттердің қабылдауына байланысты өте аз ауытқулар болады. Сондықтан дискінің айналу жылдамдығын ескере отырып, берілген байттар саны жазылғанда қанша градусқа ие болатынын есептеуге болады. Іс жүзінде мотордың жылдамдығы өзгереді, әсіресе бір дискіден екіншісіне, нәтижесінде бұл байттар жолақтың көбірек немесе аз бөлігін мотордың жоғары немесе төмен жылдамдықтарында алады. Жұмсақ секторлы дискіні төменгі деңгейде "форматталғанда", әрбір жолақ 360 градусқа ең жоғары күтілетін мотор жылдамдығында сыйып кететін байттар санымен жазылады. Сектордың басталуы керек жерге дейін арнайы бит үлгілері жазылады және олар қатты секторлы дискілерде қолданылатын тесіктерге ұқсас идентификаторлар болып табылады. Осылайша, тесіктердің толық жиынтығы қажет емес, тек жолақтың басталуын көрсету үшін бір тесік сақталады (3 1/2 дюймдік дискілер тесіктің орнына туралау штифтін пайдаланады). Егер мотор ең жоғары рұқсат етілген жылдамдықтан төмен айналса, бұл әдеттегі жағдай, деректер 360 градустан кем орын алады, нәтижесінде жолақтың соңында бос орын пайда болады. Сонымен қатар, егер сектор дискіде форматталған кездегіден жылдам жұмыс істейтін дискіде қайта жазылса, жаңа деректер бастапқы сектордан үлкен болады (көбірек айналу градусын алады). Сондықтан форматтау кезінде секторлар арасында бос орын қалдырылуы керек, бұл келесі секторды жазбастан қайта жазылған сектордың үлкен болуына мүмкіндік береді. Commodore Amiga дискісінің нақты (форматталмаған) сыйымдылығына жақындау үшін ерекше форматты қолданды, ол секторлар арасындағы бос орындарды жойды және идентификациялық деректерді жеңілдетті. Бұл жеке секторларды қайта жазу мүмкін емес екенін білдіреді; Amiga жай ғана бүкіл жолақты қайта жазады.
Бір жақты, қос тығыздықты
Форматталған сыйымдылық сандары логикалық секторлардың саны мен олар тасымалдай алатын байт көлеміне негізделген, яғни олар физикалық параметрлер мен модуляцияға байланысты, бірақ нақты файл жүйесіне тәуелсіз. Кейде дискеттер көбірек дерек сақтау үшін жолдардың немесе жол бойынша секторлардың санын арттыру үшін суперформатталатын болады. Кейбір дискеталық Linux дистрибуциялары осындай техникаларды қолданады. Салыстыру үшін, осы бөлімде келтірілген форматталған сыйымдылықтар стандартты дискілердің геометриясын қарастырады, себебі оларды әдеттегі конфигурациядағы операциялық жүйелер қолдайды. Файл жүйесінің максималды пайдалы сыйымдылығы файл жүйесі мен конфигурациясына байланысты және әрқашан форматталған сыйымдылықтан төмен болады, өйткені файл жүйесі басқару құрылымдары үшін де секторлардың бір бөлігін пайдаланады. ПК-лерде қолданылатын дискеттердің көпшілігі FAT12 файл жүйесі форматын қолданады, ол барлық операциялық жүйелердің тануы үшін логикалық геометрияға белгілі бір стандарттарды қояды. Кейде дискілерде экзотикалық файл жүйесі қолданылуы мүмкін. SSDD бастапқыда бір жақты, қос тығыздықты білдірді – бұл әдетте 5 1/4 дюймдік дискеттердің форматы, олар әрқайсысы тоғыз 512 байттық (немесе 18 256 байттық) сектордан тұратын 35-40 жолға дейін сақтай алатын. Дискінің тек бір жағы ғана қолданылды, бірақ кейбір пайдаланушылар дискінің қаптамасына қосымша тесіктер салып, дискіні кері бұрып, артық дерек сақтауға болатын "қос жақты" дискі жасауға болатынын анықтады. Бір жақты дискілер 1982 жылы IBM PC DOS 1.1 нұсқасы шыққаннан кейін қолданыстан шыға бастады, ол IBM 5150 ПК-ға 320 КБ сыйымдылығы бар екі жақты дискеттерді қолдау мүмкіндігін қосты. 1983 жылы PC DOS 2.0 жол басына 8 сектордың орнына 9 сектор қолданылуын қамтамасыз ету арқылы форматтау сыйымдылығын 180 КБ бір жақты немесе 360 КБ екі жақты деңгейіне көтерді.
Белгілі дискі логикалық пішімдері
1970 және 1980 жылдары көптеген түрлі дискі форматтары қолданылды, аппараттық платформаға байланысты. Айырмашылықтарға медианың мөлшері (номиналды 8 дюйм, 5 1/4 дюйм, 3 1/2 дюйм және басқалары), медиадағы деректердің кодталуы (FM, MFM, M²FM, GCR), дискідегі жолдар саны, бір немесе екі жақты болуы, әр жолдағы секторлар саны және қатты немесе жұмсақ секторлау кіретін. Екі жүйе арасында физикалық тұрғыдан алмастырылатын медиа да, дискідегі деректердің орналасу ерекшеліктеріне байланысты қолданылмай қалуы мүмкін.