Носії гнучких магнітних дисків (дискети)
курсова робота з інформатики
ЗМІСТ
1. Аналіз, передумови
Накопичувачі на гнучких магнітних дисках (НГМД), або дискетах, застосовувалися з перших моделей PC, в яких вони були єдиним засобом зберігання і перенесення інформації. З тих пір ці пристрої зазнали відносно невеликих змін – розмір дискети зменшився майже в два рази, а місткість зросла всього на порядок. В порівнянні з іншими компонентами прогрес невеликий. Англійська скорочена назва НГМД – FDD (Flexible або Floppy Disk Drive).
Рис. . Дискети для НГМД: а – дискети 5", б – дискети 3,5"
Перші накопичувачі використовували дискети діаметром 5,25" (133 мм), скорочено що позначаються як 5", ув'язнені в паперові конверти (рис. 1, а). Перші накопичувачі використовували 40 треків на робочій поверхні, пізніше з'явилися пристрої з подвоєною поперечною щільністю, що мають 80 треків. Дискети мали одну SS (Single Side) або дві DS (Double Side) робочі поверхні, а накопичувачі, відповідно, одну або дві головки. Про односторонні накопичувачі і дискети досить скоро забули. Народні умільці ухитрялися на односторонніх накопичувачах використовувати обидві сторони дискети, прорізаючи в їх конвертах вікна для індексного отвору і датчика захисту запису. Також на двосторонніх накопичувачах з відносним успіхом використовували односторонні дискети, в яких робочий шар звичайно наноситься на обидві поверхні (правда, стійкість до впливу протилежного шару не гарантується). По подовжній щільності запису розрізняють пристрої звичайної і високої щільності запису, що дозволяють записувати на треку 9 або 15 секторів відповідно (360 Кбайт і 1,2 Мбайт). Більш висока щільність запису даних супроводжується і підвищеною швидкістю їх передачі. У наші дні диски розміром 5,25 дюйма не використовуються, і відповідні дисководи в базовій конфігурації персональних комп'ютерів після 1994 року не постачаються.
Разом з машинами класу AT з'явилися накопичувачі для дискет діаметром 3,5", що також скорочено позначаються як 3". Ці компактні дискети (говорять, що їх діаметр визначався за розміром нагрудної кишені сорочки) укладені в жорсткий пластмасовий конверт (рис. 1, б). Окрім більш високої щільності зберігання інформації, ніж 5" дискети, вони краще захищені від зовнішніх дій (пил і деформації). Всі 3" накопичувачі використовують 80 треків. По подовжній щільності існують три градації, що забезпечують зберігання 9, 18 або 36 секторів на треку в стандартному режимі форматування з місткістю 720 Кбайт, 1,44 і 2,88 Мб відповідно. В даний час найпоширенішими є 3"_накопичувачі і дискети з форматованою (для PC) місткістю 1,44 Мбайт. Пристрої і дискети на 2,88 Мбайт, які здатні підтримувати контроллери більшості системних плат, широкого поширення поки не набули.
У кінці 1995 р. розпочато виробництво 3,5" дискет місткістю 120 Мбайт, сумісних з дискетами місткістю 1,44 Мбайт. Швидкість передачі інформації збільшується в 5 разів. Ведуться роботи зі створення дискет місткістю в 240 Мбайт.
Малий час доступу по методу довільної вибірки (менше 1 с) і велика швидкість обміну даними з диском (250 000 біт/с) дають істотні переваги гнучкого диска в порівнянні з будь-якими стрічковими магнітними носіями інформації. За даними фірм Lomega і SyQuest близько 38% користувачів застосовують гнучкі диски для резервного копіювання інформації, 2% – як заміна жорстких дисків, 31% – для транспортування даних і 13% – для забезпечення секретності.
2. Будова, принцип дії, функціонування
З нижньої сторони гнучкий диск має центральну втулку, яка захоплюється шпинделем дисковода і приводиться у обертання. Магнітна поверхня прикрита шторкою, що зсувається, для захисту від вологи, бруду і пилу. Якщо на гнучкому диску записані цінні дані, його можна захистити від стирання і перезапису, здвинувши захисну засувку так, щоб утворився відкритий отвір. Для дозволу запису засувку переміщують в зворотну сторону і перекривають отвір. У деяких випадках для безумовного захисту інформації на диску засувку виламують фізично, але і в цьому випадку дозволити запис на диск можна, якщо, наприклад, заклеїти отвір, що утворився тонкою смужкою липкої стрічки.
Запис і зчитування інформації здійснюються за допомогою магнітних головок плаваючого типу. Вони кріпляться на важелях, які переміщаються по радіусу дисків за допомогою спеціального стежачого приводу.
В якості матеріалу для виготовлення магнітних дисків звичайно застосовують алюмінієвий сплав Д16МП (МП – магнітна пам'ять). Цей сплав немагнітний, м'який, досить міцний, добре обробляється. Для зменшення кількості металургійних дефектів на поверхні диска сплав піддають спеціальному очищенню, наприклад електрофлюсовому рафінуванню з продуванням інертним газом.
Торцеві поверхні магнітних дисків покривають магнітним шаром. Гальванічне магнітне покриття має товщину до 1 мкм, а ферролакове – до 5 мкм. Тільки торцеві поверхні крайніх дисків не використовуються для зберігання інформації. На робочій поверхні диска розміщуються 80 доріжок, 20 секторів.
Щільність запису визначається величиною зазору між диском і магнітною головкою, а від стабільності зазору залежить якість запису (зчитування). Для підвищення щільності запису необхідно зменшити зазор, проте при цьому значно підвищуються вимоги до робочої поверхні дисків. При малому зазорі і великих погрішностях в макрогеометрії поверхні мають місце значні коливання амплітуди сигналу відтворення. Для надійної роботи накопичувача на гнучких магнітних дисках необхідно забезпечити шорсткість поверхні не більше Ra = 0,22 мкм і мінімальні макрогеометричні відхилення. Торцеве биття диска при обертанні з чистотою 30 об/с не повинне перевищувати 0,3 мм, а питома неплощинність 0,7 мкм на довжині 10 мм
Виконання цих вимог представляє значні труднощі.
Основними етапами технологічного процесу виготовлення магнітного диска є отримання заготовки, підготовка поверхні, терморихтування, токарна обробка, нанесення магнітного покриття, урівноваження,