Что такое флоппи-диски: описание, характеристики и отзывы

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.

История

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 Onboard FDC Controller 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.

Многие ли помнят флоппи-диски? История похоронила гибкие носители ещё в 90-х. Единственное, что осталось от них — это дизайн иконки «Сохранить». Дискеты не могли идти в ногу с технологиями — объёмы программ и данных стремительно увеличивались. 2,88 МБ данных, которые помещались на стандартные 3,5-дюймовые дискеты, стало не хватать. Потребители перешли на оптические носители. Спустя десятилетия пользователи забыли о дискетах, а флоппи-дисководы стали чем-то вроде посуды в серванте. Но только не для польского инженера Павла Задрожняка. В далёком 2011 году он собрал устройство, состоящее из двух флоппи-приводов и назвал его соответствующе — «Floppotron». На нём он «сыграл» Имперский Марш. Ролик завирусился и Павел двинулся дальше.

В 2016 году инженер представил миру вторую версию своего музыкального инструмента. Его комплектация стала более внушительной: 64 флоппи-дисковода, 8 жёстких дисков и 2 сканера. На своём YouTube-канале Павел исполнил более сотни популярных песен.

Он вдохновил многих людей. Кто-то собирал несложные флопотроны из нескольких приводов, а кто-то пробовал извлекать звуки из более нестандартных для флопотрона устройств. Например, канал Device Orchestra создаёт мелодии с помощью платёжных терминалов, зубных электрощёток и даже паровых очистителей.

Floppotron v2 — детище польского инженера Павла Задрожняка

Принцип звучания

В флоппи-приводах, сканерах или же платёжных терминалах источник звука один — шаговый двигатель. В случае с флоппи-приводом он перемещает считывающую головку. При работе двигателя издаётся звук. Изменяя скорость шагового двигателя можно изменять частоту извлекаемого звука, т. е. ноты. Как правило, последовательность этих нот достаётся из midi-файла.

Управление флоппи-приводом

У привода два разъёма — один для питания («mini-molex») и второй для управления (FDD). Запитывается дисковод сразу от 5В и 12В. Отличным решением будет использовать компьютерный блок питания. При работе с ним не забудьте замкнуть контакт PS_ON с контактом COM, чтобы включить его. Однако, подойдёт любой другой БП с такими же напряжениями. Главное, чтобы хватало выходного ампеража.

Разъём «mini-molex» имеет два контакта земли посередине и контакты 12В и 5В по бокам. Контакт 12В расположен слева и нередко с его стороны имеется «ключ», не дающий присоединить штекер не той стороной.

Криптонит Startup Challenge 2020

15 марта, Москва, беcплатно

tproger.ruСобытия и курсы на tproger.ru

Хоть разъем FDD имеет пугающее количество контактов, оттуда понадобится всего два — 18 и 20.

18 контакт называется «Stepper Direction», и по нему устанавливается направление движения пишущей головки. 20 контакт называется «Step Pulse» и он уже непосредственно «толкает» шаговый двигатель.

Помимо этого нужно разрешить работу двигателя. Для этого нужно замкнуть на землю 12 контакт разъёма «Drive Select B». Это можно сделать либо джампером (перемычкой) между этим контактом и нижним (11 — землёй), либо непосредственно присоединить 12 контакт к проводу земли. Варвары же могут попросту загнуть этот контакт вниз, чтобы тот соприкасался с нижним контактом.

Схема подключения к флоппи-приводу

Контроллер

Управлять флопотроном можно со всего, что только можно запрограммировать: Arduino, Raspberry, STM. Подойдут даже обычные микроконтроллеры AVR или PIC. Главное, чтобы контроллер работал на 5-вольтовой логике, иначе нужно будет использовать конвертер логических уровней. В этой статье будет использоваться самая популярная модель платформы Arduino — Uno.

Коммутация

Для простого флопотрона кроме самих флоппи-дисководов и контроллера понадобятся только соединительные провода. Всего к приводу должно идти 5 проводов: 2 управляющих, 12В, 5В и земля.

Подключение проводов к флоппи-приводу

Обратный конец управляющий проводов будет подключаться к Uno. Остальные же провода (т. е. шины питания) нужно будет подключить к блоку питания. Если дисководов не слишком много, отличным решением будет подключить их через клеммный зажим. Провода от дисководов будут вкручиваться с одной стороны, провода от блока питания — с другой. В таком случае всегда можно будет без труда запитать новые дисководы, ничего при этом не распаивая.

Один из способов подключения питания флоппи-приводов

Дополнительными проводами нужно отвести шину питания 5В и землю и подключить их к пинам платы Uno.

Коммутация проводов с платой Uno

Программная часть

Если вы решили использовать Arduino, то в первую очередь нужно установить Arduino IDE. Также стоит помнить, что для работы с клонами Arduino нужно установить соответствующий драйвер CH340G. Обо всём этом можно почитать в нашей статье.

Вначале стоит проверить флоппи-приводы на работоспособность. Для этого можно запрограммировать контроллер на какие-нибудь простые операции. Например такие:

int step = 2, direct = 3; // Управляющие пины    void setup() {  pinMode(step, OUTPUT);  pinMode(direct, OUTPUT);  }    void loop() {  for(int i = 0; i < 80; i++){ //Прогоняем считывающую головку по всей длине  digitalWrite(step, HIGH);  delay(10);  digitalWrite(step, LOW);  }    digitalWrite(direct, !digitalRead(direct)); // Меняем направление движения  }

Этот скетч должен заставить флоппи-привод, подключённый к первому каналу (2 и 3 пин), двигать считывающую головку равномерно по всей рабочей длине. Как только головка подходит к концу, направление движения инвертируется и цикл повторяется.

После того, как вы проверите все приводы, можно приступить к созданию программной части для флопотрона или просто использовать уже готовое решение.

Moppy — продвинутый контроллер для флопотрона. Он состоит из двух частей: прошивки для Arduino, которая непосредственно управляет флоппи-приводами, и компьютерной программы, которая посылает команды на контроллер по USB-кабелю.

Скачиваем последний релиз программы. Первый архив содержит скетч для Arduino, второй — программу для ПК.

Примечание Для работы прошивки нужна библиотека «TimerOne». Её можно найти в Менеджере Библиотек. Для этого откройте Скетч→Подключить Библиотеку→Управлять Библиотеками. Через поисковую строку открывшегося Менеджера Библиотек можно найти необходимую библиотеку «TimerOne».

После установки библиотеки прошивка готова к работе. Осталось выбрать порт, к которому подключена Uno, и прошить её.

Первый привод подключается к 2 и 3 пину платы («Stepper Direction» и «Step Pulse» соответственно). Следующий привод к 4 и 5, потом к 6 и 7 и так далее. К Uno можно подключить до 9 приводов (до пина A5). После подключения всех флоппи-приводов можно включать блок питания.

Воспроизведение

В папке с программой для ПК нужно запустить файл bin/MoppyControlGUI.bat. В открывшемся интерфейсе важны только два окна: окно выбора файла и окно выбора порта.

Остаётся лишь выбрать порт, к которому подключена Uno, загрузить midi-файл и нажать на кнопку воспроизведения. Однако, это не весь функционал Moppy. В этой программе, к примеру, можно воспроизводить звук напрямую от midi-устройств.

Хоть флоппи-приводы и способны извлекать из себя звук, их громкости хватает не всегда. Эту проблему можно решить двумя способами. Первый — дублирование одного midi-канала несколькими приводами. В таком случае флопотрон обретёт тембр для каждого канала. Второй же способ более экономичен — каждый привод можно поставить на какой-нибудь резонатор. Подойдёт обычная картонная коробка. В таком случае громкость даже от одного привода значительно увеличится.

Откуда брать midi-файлы?

Есть несколько источников:

• Найти готовый midi-файл нужной песни. Однако, шанс того, что файл сразу подойдёт для флопотрона, очень мал. Скорее всего, его нужно будет редактировать.
• Специальные программы для midi-файлов. Например MidiEditor. В ней вы сможете как создать новый файл, так и отредактировать существующий (поменять местами или объединить дорожки).
• Нотный редактор. Например Guitar Pro. Для него есть множество готовых композиций, которые с лёгкостью можно экспортировать в midi-файл. Обратите внимание, что каждый канал в midi-файле соответствует отдельному подключённому флоппи-приводу. Обычно к одной нотной дорожке в Guitar Pro подвязываются сразу два канала. Привязку каналов к дорожкам, естественно, можно редактировать.
• Использовать готовые midi-файлы, созданные специально для флопотрона. Например в этом репозитории, или в документах этой группы.

23.03.2017 Блог Дмитрия Вассиярова.Рубрика:Системный блок</span>

Здравствуйте, друзья.

Многие из вас видели или даже имеют в своем стареньком компьютере второй дисковод.

Обычно он находится чуть ниже середины системного блока. Назначение устройства — чтение и запись дискет.

Несмотря на то, что сейчас появилось множество других носителей информации, все же дискеты могут иногда пригодиться (к примеру для прошивки биоса). Но в современном компьютере нет для них места.

В этой статье я расскажу вам подробнее, что представляет собой дисковод FDD и как его подключить к новому компу.

Предлагаю первым делом разобраться, что такое дисковод FDD.

С английского языка аббревиатура расшифровывается как Floppy Disk Drive, что означает — дисковод для дискет. Как и привычный для нас оптический привод, данный девайс считывает и записывает информацию. Но только работает не с оптическими дисками, а с гибкими магнитными.

Он имеет 2 моторчика: один отвечает за скорость вращения накопителя, другой двигает считывающую и записывающую головку. Насколько быстро работает первый двигатель, зависит от показателей дискеты: они варьируются в пределах 300-360 оборотов в минуту.

Второй движок шаговый, и перемещает головки дискретными интервалами по радиальному пути от края к середине. В отличие от головок современного привода, эти двигаются не над флоппи, а по нему.

Принцип работы устройства, когда он записывает данные, похож на магнитофонный, то есть головка контактирует с магнитом. Отличается лишь то, что дисковод записывает без высокочастотного подмагничивания. Он перемагничивает материал.

Первые флоппи

Первой компанией, которая стала выпускать накопители на гибких дисках, стала IBM.

Старт был дан в конце 1960-х годов Аланом Шугартом, который в этой фирме был лидером группы разработчиков дисководов.

Первые такие устройства были размером 8 дюймов. В 1969 Шугарт ушел из этого предприятия, а за ним более 100 сотрудников.

Через 7 лет в собственной компании Shugart Associates он разработал миниатюрный дисковод на 5,25 дюйма, являвшийся стандартом для компьютеров.

Компании Sony эти размеры показались велики, и в 1983 году она выпустила дисководы на 3,5 дюйма. Первой фирмой, осмелившейся только через год поставить их в свои компьютеры, стала Hewlett-Packard. Тогда же «распробовала» их и Apple, а через 2 года — Apple.

Первые 5,25-дюймовые диски имели гибкий корпус, по виду похожий на конверт. Вы легко могли бы согнуть их руками. Этот недостаток был устранен в 3,5-дюймовых флоппи, оснащенных пластмассовым корпусом и вдобавок специальной шторкой из металла, защищающей прорезь для считывающей головки.

Несмотря на уменьшение размера, увеличился объем дискет. Максимальная емкость 5,25-дюймового варианта была 1,2 Мб, а стандартная 3,5-дюймового — 1,44 Мб.

Еще одно отличие: чтобы вставить большие дискеты в дисковод, требовался поворот рычажка для фиксации, диски поменьше заезжали в прорезь автоматически.

Способы подключения флопповодов

Интерфейсом для FDD, взаимодействующим с продуктами IBM, является SA-400 (Shugart Associates). Его контроллер соединяется кабелем на 34 контакта. Устройства с формфактором 5,25 дюймов оснащены печатным разъемом. Вас интересует подключение 3,5 дюймовых приводов? Тогда будете иметь дело с простым штырьковым разъемом-вилкой.

Чтобы подсоединять разные приводы, можно использовать комбинированный кабель с четырьмя интерфейсами, расположенными попарно. При подключении имейте в виду, что порядок накопителя (A: или B:) в BIOS определяется его расположением на кабеле.

Так как нынешние модели компьютеров не предназначены для использования флоппи-дисков, то и устройств для них не имеют. Вам очень нужна информация именно с дискеты?

Выход есть — usb floppy дисковод.

Как вы догадались, он подключается через USB-порт. Плюс не только в возможности конекта с любым современным компом, но и в том, что вы можете взять с собой внешний привод куда угодно.

Почему флоппи-приводы вышли из обихода?

Вы и сами наверняка догадались, что FDD не используются больше из-за появления более новых технологий. Во-первых, объем дискет крайне мал в сравнении с современными накопителями. Во-вторых, их скорость передачи данных тоже оставляет желать лучшего.

Но есть и менее очевидные причины. Одна из них — недолговечность флоппи дисков. Они быстро размагничивались при взаимодействии (даже не самом близком) с металлическими предметами. К примеру, вы могли проехать с дискетой в трамвае, метро или троллейбусе, и потерять всю информацию.

Другая причина состоит в уязвимости конструкции дискеты. Края корпуса, даже из жести или пластика, могли отгибаться. Из-за этого диск порой застревал в отверстии привода. Более того, пластик ненадежный материал и легко может сломаться.

Следовательно, из-за многих недостатков дисков отпала потребность в флопповодах.

Несмотря на выход из широкого потребления, все же дискеты, а соответственно и устройства для них, используются до сих пор. В нашей стране еще не все организации перешли на техническое оснащение нового образца, поэтому в промышленных, медицинских, измерительных предприятиях и сейчас вы можете встретить флоппи-приводы. Также они еще применяются в музыкальной индустрии.

Но и вам дома может пригодиться такой дисковод, конечно, если вы владелец старого «железа». С помощью дискеты можно загрузить операционную систему или запустить само загружаемых диагностических средств. Ведь ранние версии операционок не позволяют этого делать с оптических дисков.

Может вам захочется найти устаревшую информацию в архивах? Тогда вам тоже наверняка понадобится флоппи-дисковод.

В принципе вот и всё что вам нужно знать про дисковод fdd.

Посещайте мой блог чаще и рассказывайте о нем друзьям в социальных сетях.

До свидания друзья!

Этой статьей стоит поделитьсяИспользуемые источники:

• https://biosgid.ru/osnovy-ustrojstva-pk/fdd-floppy-disk-drive.html
• https://tproger.ru/articles/floppotron-what-is-it-and-how-to-make/
• https://profi-user.ru/fdd/