Diskettedrev

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 28. august 2018; checks kræver 18 redigeringer .

Et diskettedrev ( NGMD ; engelsk floppy disk drive ) er et drev designet til at læse og skrive information fra en diskette .

Drevene (hovedpositionering og rotation) og læse-skrive-systemet styres af et elektronisk kredsløb placeret på et printkort, som er placeret inde i drevhuset. I indenlandsk terminologi blev kontrolsystemet kaldt KNGMD - controlleren til diskettedrevet.

Diskettedrev, ligesom medierne selv - disketter, blev massivt distribueret fra 1970'erne til slutningen af 1990'erne. I det 21. århundrede viger NGMD plads til mere rummelige cd'er , dvd'er og brugervenlige flashdrev .

Historie

1967 - Alan Shugart ledede et team, der udviklede diskdrev i IBM -laboratoriet , hvor der blev oprettet diskettedrev. David Noble , en af de ledende ingeniører, der arbejder under hans ledelse, foreslog en fleksibel disk (prototypen af en 8" floppy disk) og et beskyttende dæksel med en stofforing.
1971 - IBM introducerede den første diskette med en diameter på 8 ″ (200 mm ) med et passende drev.
1973 - Alan Shugart grundlægger sit eget firma, Shugart Associates .
1976 - Finne Conner ( eng. Finis Conner ) inviterede Alan Shugart til at tage del i udviklingen og produktionen af harddiske med en diameter på 5¼ ″, hvilket resulterede i, at Shugart Associates efter at have udviklet controlleren og den originale Shugart Associates SA -400 interface, udgav et drev til miniature (mini-disketter) 5¼″ disketter, som hurtigt erstattede 8″ diskdrev, blev populært i personlige computere. Shugart Associates skabte også Shugart Associates System Interface ( SASI ), som blev omdøbt til Small Computer System Interface ( SCSI ) efter formel godkendelse af ANSI-udvalget i 1986.
1981 - Sony introducerer 3½" ( 90 mm ) disketten på markedet. I den første version (DD) er volumen 720 kilobytes ( 9 sektorer ). I 1984 brugte Hewlett-Packard først dette drev i sin HP-150 computer. Den sene version (HD) har en kapacitet på 1440 kilobytes ( 1,44 megabyte ; 18 sektorer ).
1984 - Apple begyndte at bruge 3½"-drev i Macintosh-computere
1987 - 3½" HD-drevet vises i IBMs PS/2 -computersystemer og bliver standarden for almindelige pc'er.
1987 - Toshibas ultra-high-density diskdrev ( engelsk Extra High Density, ED ), udviklet i 1980'erne af Toshiba , blev officielt introduceret , hvis bærer var en diskette med en kapacitet på 2880 kilobyte ( 2,88 megabyte ; 36 sektorer ) ).

Konstruktion

Mekanik

Til aflæsning fra diskens overflade kaldes motoren, der bevæger hovederne hen over disken i to retninger med et bestemt trin eller trin, en stepmotor . Motoren styres af diskcontrolleren, som placerer hovederne i overensstemmelse med ethvert relativ stigning inden for aktuatorens bevægelsesgrænser. I miniature 3½" drev er hovederne monteret på et snekkegear drevet direkte af en stepmotoraksel.

Diske har to typer tæthed - radial og lineær. Den radiale tæthed angiver, hvor mange spor der kan optages på en disk og udtrykkes som antallet af spor pr. tomme ( eng. Track Per Inch, TPI ). Lineær tæthed er et enkelt spors evne til at akkumulere data og udtrykkes i antallet af bits per tomme ( engelsk Bits Per Inch, BPI ). Stepmotorer kan ikke udføre kontinuerlig positionering, normalt roterer den til en præcist defineret vinkel og stopper. De fleste stepmotorer, der findes i diskettedrev, bevæger sig i trin relateret til afstanden mellem sporene på disken. Med undtagelse af 5¼″ 360 KB diskettedrevet, som kun var tilgængeligt i 48 TPI tæthed og brugte en 3,6° trinmotor, bruger alle andre drevtyper (96 eller 135 TPI) typisk en 1 trins stepmotor. 0,8° . Derudover bevæger stepmotoren sig mellem faste stop og skal stoppe ved en bestemt position af stoppet.

Hovedpositionering er operationen med at arrangere hoveder i forhold til sporene på disken (smalle koncentriske ringe på disken), som giver dig mulighed for at begynde at læse eller skrive information til disken. Cylinder ( engelsk cylinder ) - antallet af spor, hvorfra du kan læse information uden at flytte hovederne. Ringspor placeret under hinanden på forskellige sider af skiven danner en imaginær cylinder, deraf navnet. Udtrykket bruges almindeligvis som et synonym for spor, og da en diskette har to sider, og et diskettedrev kun har to hoveder, er der to spor pr. cylinder i en diskette.

Drev design
Tegninger fra IBM-patenter
Læse-/skrivehoveder 3½" diskettedrev

Elektronik

Drev design
Shugart SA 400 Minifloppy - 5¼″ diskettedrev med Shugart SA400 interface .
Shugart SA 400 Minifloppy - set bagfra.
Floppy disk drive controller (KNGMD) IBM PC/XT til tilslutning af et internt og eksternt drev.

Forbindelse

For at tilslutte drevet er der to stik: et til elektrisk strøm og det andet til data og styresignaler. Disse stik er standardiserede i computerindustrien: et firebens lineært AMP Mate-N-Lock-stik af store og små størrelser bruges til strømtilslutning, 34-bens stik bruges til signal. 5¼″-drev bruger normalt et stort strømstik, mens de fleste 3½″-drev bruger et mindre strømstik.

"Mærkeligheden" ved signalkablet er, at linje 10-16 skæres og omarrangeres (snoet) mellem drevstikkene. Denne drejning vender den første og anden position af drevvalgjumperen og motoraktiveringssignalerne og vender derfor DS-signalindstillingerne for drevet bag drejningen. Derfor har alle drev i en computer med denne type kabel jumpere installeret på samme måde, og opsætning og installation af drev (i stedet for det første og andet, kaldes de i systemet A og B) er forenklet. Som regel indeholder bundkortet en integreret drevcontroller (præcis som det separate controllerkort, der eksisterede tidligere), hvilket giver installationen af et par drev.

Ved tilslutning af kabler er det nødvendigt at tage hensyn til deres orientering, hvis signalkablet ikke er tilsluttet korrekt, vil lyset på drevets frontpanel lyse umiddelbart efter strømforsyningen. I tilfælde af forkert orientering af strømkablet tilføres 12 V til drevets elektroniske styrekredsløb i stedet for 5 V, hvilket med garanti vil føre til fejl. I betragtning af, at omkostningerne ved at reparere et stykke plade overstiger engrosomkostningerne for selve drevet, er det normalt ikke økonomisk rentabelt at reparere drevet.

Elektrisk tilslutning af drev
Interface til tilslutning af et 3½" diskettedrev: et lille strømstik og et stik til tilslutning af et 34-bens signalkabel.
Kabler: strøm til venstre, signal til højre.
"Mærkeligt" snoet signalkabel.
Pads til tilslutning af 5¼″ (til venstre på billedet) og 3½″ (til højre) drev er forskellige. For at tilslutte et 3½" drev til en 5¼" drevbås på et kabel, kan en speciel adapter bruges.

Controller programmering

Diskettecontrolleren, set fra et moderne programmerings synspunkt, ser ret primitiv ud - registrene, som har en byte-organisation, er reduceret til en blok på otte sekventielt arrangerede celler (kun en del af dem bruges faktisk).

Adresse	Betegnelse	Læse skrive	Formål
3F0 16	-	-	Anvendes ikke
3F1 16	-	-	Anvendes ikke
3F2 16	DOR	Læse skrive	Digitalt udgangsregister
3F3 16	TSR	Læse skrive	Bånddrev register
3F4 16	MSR	Læsning	Hovedstatusregister
3F4 16	DSR	Indspilning	Baud Rate Vælg Register
3F5 16	FIFO	Læse skrive	Databufferregister
3F6 16	-	-	Anvendes ikke
3F7 16	DIR	Læsning	Digitalt indgangsregister
3F7 16	CCR	Indspilning	Konfigurationskontrolregister

Digital Output Register ( DOR )

bit 0 og 1 (DS0 og DS1) - binær kodning af det valgte drev (en af fire),
bit 2 (nRES) - aktiver controlleren (1) / nulstil controlleren (0),
bit 3 (DMAE) - kontrol af driften af interrupt signal regenereringskredsløbet og direkte hukommelsesadgang (0 - aktiveret, 1 - deaktiveret),
bit 4 (ME0), 5 (ME1), 6 (ME2) og 7 (ME3), - drivskive rotation motorstyring henholdsvis 0, 1, 2 og 3 (1 - motoren er tændt).

Tape Drive Register ( TDR )

Designet til at betjene et båndstation , derfor bruger det gratis cifre (fra den tredje til den ottende), men har ikke en enkelt standard.

Hovedstatusregister ( MSR )

Kun tilgængelig til optagelse. Den tilsvarende bit er sat til "1" i tilfælde af følgende tilstand:

bit 0 (D0B) - drev 0 er i søgetilstand,
bit 1 (D1B) - drev 1 er i søgetilstand,
bit 2 (D2B) - drev 2 er i søgetilstand,
bit 3 (D3B) - drev 3 er i søgetilstand,
bit 4 (CB) - controlleren er i gang med at udføre en kommando,
bit 5 (NDMA) - operationen udført af controlleren bruger ikke DMA (NonDMA),
bit 6 (DIO) - aktuelle retning for dataoverførsel fra processoren til controlleren (0) eller fra controlleren til processoren (1),
bit 7 (RQM) - FIFO -dataregisteret er klar til at blive udvekslet med processoren.

Data Rate Select Register ( DSR )

bit 0 og 1 (DRATE) - indkode dataoverførselshastigheden:

Betydningen af DRATE bits		Overførselshastighed
Bit 1	bit 0	FM-tilstand	MFM-tilstand
0	0	250 kb/s	500 kb/s
0	en	150 kb/s	300 kb/s
en	0	125 kb/s	250 kb/s
en	en	-	1 Mb/s

bit 2, 3 og 4 (PRECOMP) - indkode prækompensationsforsinkelsesparameteren:

Betydning af PRECOMP bits			Forudbetalingsforsinkelse, ns
Bit 4	Bit 3	Bit 2	Forudbetalingsforsinkelse, ns
0	0	0	"Standard"
0	0	en	41,67
0	en	0	83,34
0	en	en	125,00
en	0	0	166,67
en	0	en	208,33
en	en	0	250,00
en	en	en	0 (ingen forkomprimering)

bit 5 bruges ikke, skal være 1,
bit 6 (Power Down) - hvis 1, så går controlleren i laveffekttilstand, en software- eller hardwarenulstilling bruges til at afslutte,
bit 7 (S/W Reset) - Indstilling af denne bit til 1 vil nulstille controlleren. Ved afslutningen af operationen nulstilles den automatisk.

Databufferregister ( eng. DATA eller eng. FIFO )

Deltager i alle disklæse- og skriveoperationer. Kapacitet - 16 bytes.

inputregister redigér _ _

Læs kun. Den mest signifikante bit ( eng. Disk CHange, DCH ) viser diskskiftesignalet, resten er reserveret.

Konfigurationskontrolregister ( CCR )

Kun tilgængelig til optagelse. De to mindst signifikante bit duplikerer funktionerne af DSR-registret med hensyn til dataoverførselshastighedsopgaven, de resterende bit er reserveret.

ST0-ST3 controller status information

Oplysninger om den registeransvarliges tilstand lagres i registre, der ikke har deres egne adresser, og derfor er utilgængelige.

Formater

8″

De første drev blev designet til at fungere med 8" disketter, der kunne rumme 80, 256 eller 800 KB information.

5¼″

Det næste masseformat var 5¼″ disketter; distribution med dem modtaget og de tilsvarende drev.

Den første masseproducerede personlige computer , IBM PC'en , udgivet i 1981 af IBM , skulle bruge et eller to 5¼-tommer diskettedrev som en permanent lagerenhed .

Højden på et 5¼-tommers diskettedrev er 1 U , og bredden er næsten tre gange højden. Dette blev nogle gange brugt af computerkasseproducenter , hvor tre enheder placeret i en firkantet "kurv" kunne omorienteres sammen med den fra et vandret til et lodret arrangement.

3½″

Højdensitet 3½″ diskdrev (den uformaterede kapacitet af en diskette, bestemt af optagelsestæthed og medieområde, er 2 MB ) dukkede første gang op i IBM PS/2 -computere i 1987. Disse drev skriver mønster: Antal cylindre med 18 sektorer pr. spor, hvilket resulterer i en kapacitet på 1,44 MB , har en rotationshastighed på 300 rpm og skriver 1,2 gange mere data end drev i 5¼″-format ved 1,2 MB (hastighedsdataoverførsel i disse høje densitetsdrev er de samme, og de er kompatible med de samme høj- og lavdensitetscontrollere). For at bruge den maksimale dataoverførselshastighed på 500.000 bps for de fleste standard drevcontrollere med høj og lav tæthed , skal disse drev være 300 o/min . Hvis drevet drejer disketten ved 360 rpm (som et 5¼″-drev), skal antallet af sektorer pr. spor reduceres til 15, ellers vil controlleren ikke have tid til at behandle signalerne.

Toshiba begyndte kommerciel produktion af 2,88 MB drev med ultrahøj kapacitet i 1989. I 1991 adopterede IBM officielt disse drev til installation i PS/2-computere, og stort set alle PS/2'ere, der er udgivet siden da, inkluderer disse drev som standardudstyr. Disse drev kræver MS -DOS version 5.0 eller nyere installeret.

Drevet på 2,88 MB kræver en diskcontrolleropgradering for at fungere korrekt , da disse drev har samme hastighed på 300 RPM, men skriver 36 i stedet for 18 sektorer pr. spor. I modsætning til tidligere formatdrev-controllere, som har en maksimal dataoverførselshastighed på 500.000 bps , for at disse 36 sektorer kan læses eller skrives på samme tid, kræver det et 1,44 MB -drev at læse og skrive 18 sektorer , kræver controlleren meget højere datahastighed, 1.000.000 bps .