Ievads
Kopš antīkās vēstures laikiem cilvēks ir centies saglabāt
to, ko ir radījis un šim nolūkam ir izmantojis visus tos rīkus, kas ir bijuši
pieejami viņa dzīves laikā. Vai tā bija klints alu cilvēkiem no Bronzas
laikmeta, vai vaska tāfelītes Senajā Divupē, vai papiruss Ēģiptē un pat
Gutenberga iespiedmašīna, cilvēks ir ne vien izmantojis apkārtni sava nodoma
īstenošanai, bet arī izveidojis jaunas tehnoloģijas informācijas saglabāšanai.
Tieši tā 16. gs. radās iepriekšminētā Gutenberga ierīce masveida rakstu darbu
iespiešanai un gramofona plates 20. gs, sākumā.
Lai arī no mūsdienās pieejamo bibliotēku un arhīvu
daudzuma varam spriest, ka papīrs ir visnotaļ noturīgs un ilglaicīgs materiāls,
pat mūsdienās problēmas sagādā gatava, izdrukāta teksta rediģēšana un
mainīšana.
Viens no savulaik izplatītākajiem informācijas
nesējiem bija magnētiskās plēves lentu un disku veidā. Šis 20. gs.
jaunievedums, kādu laiku, savu lēto izmaksu dēļ, bija kļuvis par ļoti izplatītu
informācijas nesēju. Digitālajā laikmetā dzīvojošajiem cilvēkiem tas varētu
šķist pārspīlēti novilcinājusies attīstība, bet apmēram 30 gadus magnētiskās
lentes bija tikai militāro un akadēmisko struktūru darba uzglabātājs. Tikai pēc
1970. gada magnētiskās lentas sāka izmantot arī sadzīvē – audio un video
signālu transportam un glabāšanai. Bet ap šo laiku datoros sāka izmantot
ekonomiskākus un ērtākus informācijas nesējus – magnētiskos diskus, kas,
pateicoties savai pieejamībai un informācijas kapacitātei, ļoti strauji bija kļuvuši
par populārāko informācijas apmaiņas līdzekli starp datoriem un pat par
informācijas uzglabātājiem ārpus datora.
Lai gan viena no 8 collu diskešu atzara - datoru cieto
disku vēsture ir attīstījusies līdzīgi un darbības metodes arī ir līdzīga, šajā
darbā tiks apskatīts tiešais disku turpinājums – mīkstās disketes.
vēsture
Ņemot vērā perfokaršu
neefektivitāti laika taupības ziņā, Alans Šugarts no kompānijas IBM 1971.
gadā ieviesa magnētiskus diskus (pirms tam tos sauca par “Atmiņas diskiem”),
kurus liekot speciālās disku iekārtās IBM lielajos korporatīvajos
datoros, varēja izmantot gan kā programmkodu pārnesējus, gan kā diagnosticējošu
programmu glabātājus. Šie diski bija pirmie komerciāliem nolūkiem izgatavotie
diski, turklāt no tiem informāciju varēja tikai nolasīt (read-only), tie
bija 8 collas lieli, informācija glabājās no vienas puses un saturēja tikai 100
kilobaitus, kas, protams, priekš 1970 gada bija pietiekami. Trīs gadus vēlāk –
1973. – tika izveidots tāds pats 8 collu disks, bet jau ar lasīšanas/rakstīšanas
iespējām un 250 kilobaitu ietilpību. Šos diskus deva klāt pārdotajiem IBM datoriem. Apzīmējums – floppy
(mīkstā) nāk no disketes fiziskās īpašības – lokanības.
1976. gadā A. Šugarts, nu jau no Shugart Associates, sadarbībā ar Dysan Corporation
izgatavoja 5.25 collu disketes (zīmējums Nr. 1). Tās tāpat kā 8 collu disketes
informāciju spēja uzglabāt tikai no vienas puses un arī 100 kb informācijas.
Vēlāk pie šiem parametriem piestrādāja un izveidoja tā sauktās “Double-sided, double (high) density” (Abpusējas augstas ietilpības) disketes, kas spēja saturēt sākumā 356kb,
tad 720kb un 1.2Mb. Ietilpība bija atkarīga no operāciju sistēmas, piemēram Macintosh
tipa datoriem tā bija mazāka, nekā PC tipa datoriem. Tomēr, ja runā par
nekorporatīvajiem datoriem, tad sākumā 356kb disketes piedāvāja tikai IBM Personal Computer datoram 1981. gadā. Ap 1995. gadu
5.25 collu disketes izzuda no apgrozības, salīdzinoši (tā laika prasībām) mazās
ietilpības un datu fiziskās drošības dēļ.
Attīstot diskešu kapacitāti,
ražotāji sāka piedāvāt arī izmēros mazākas disketes un to iekārtas. Tā 1980.
gadā firma SONY piedāvāja 3.5 collu disketes (zīmējums Nr.
2)
Nākamajos gados savus formātus
piedāvāja arī citas kompānijas (tika stādītas priekšā 2.0, 2.5, 2.8, 3.0, 3.25
un 4.0 collu disketes), bet SONY ieviestais
izmērs – 3.5 collas (turpmāk – 3.5”) – tomēr palika par standartu, jo tieši šā
izmēra diskešu iekārtām lasāmās/rakstāmās galviņas darbība bija visstabilākā.
Kā arī bija speciāls slīdošs vāciņš, kas aizsargāja disketi pret putekļiem un
pirkstu nospiedumiem.
Interesanti, ka mūsdienās 3.5”
disketes atļauj uzglabāt 1.5Mb datu, lai gan datu lasīšanas tehnoloģija ir
palikusi tā pati, kas 8 collu disketēm.
Diskešu uzbūve
Būtiska atšķirība magnētisko lenšu un disku praktiskajā
darbībā ir – sekvenciālā rakstīšana. Lentām dati ir rakstīti no viena sākuma
līdz vienām beigām un lai atrastu vajadzīgos datus, nākas meklēt pa visu lentu,
pārtinot to no vienas malas uz otru. Diskiem dati glabājas atzīmētās vietās pa
visu disku, līdz ar to atliek tikai nolasīt FAT – File Allocation table (Failu Atrašanās Tabulu),
lai diskešu lasītājs zinātu, kurās īsti vietās failu un tā daļas meklēt.
Pēc darbības principa, magnētiskais disks ir
līdzīgs VHS kasetei: uz abiem atrodas ar ferromagnētisku slāni (dzelzs oksīds)
apklāts materiāls, uz kura tiek veidots vai konstatēts magnētiskā lauka
izvietojums. Abos var ierakstīt un nolasīt ierakstīto daudz reizes, bet jāņem
vērā, ka materiāla kvalitāte šādā gadījumā zūd. Abi ir salīdzinoši nedārgi un
viegli lietojami.
Tomēr ir atšķirība abu darbībā un
datu izvietojumā. Disketē datu celiņi ir izvietoti koncentriskos riņķos. Tas ir
liels pluss laika ekonomijai, jo lai atrastu “Fails19” diskešu lasītāja
galviņai nevajag skriet cauri visiem failiem sākot no “Fails1”, bet gan atrast
“Fails19” atrašanās vietu no failu saraksta pirmajā celiņā, un tad šķērsām pāri
diskam aizkļūt uz faila atrašanās vietu. Precīzākai failu atrašanai, disks ir
sadalīts sektoros, cilindros un celiņos (zīmējums Nr. 3).
Rakstīšanas atļaujas vai aizlieguma princips abām (3.5” un 5.25”) disketēm
ir līdzīgs. 5.25” disketēm tas tiek noteikts pēc atsegta vai aizklāta (ar
līmlentu) roba disketes sānos. 3.5” disketēm ir mazs slēdzītis, kas atsedz vai
aizsedz caurumu, pēc kura rakstīšanas iespēja tiek noteikta. Noteikšanas
mehānisms var būt gan mehāniska ķēde, gan, jaunākās iekārtās – gaismas diode.
Diskešu iekārtas uzbūve
Diskešu iekārta, saukta arī par FDD – Floppy Disk
Drive, tiek definēta, kā “elektromagnētiska iekārta mīksto (floppy)
disku lasīšanai un rakstīšanai”. Tā sastāv no vairākām daļām, kas varētu
atšķirties dažādām diskešu iekārtu paaudzēm, bet būtībā saglabātos līdzīgas:
Lasīšanas/rakstīšanas galviņām: Atkarībā no tā, vai diskete un pati
iekārta ir Double-Sided
(divpusēja) vai Single-Sided (vienpusēja), galviņu skaits attiecīgi var
būt četras vai divas. Lai gan viena galviņa spēj gan lasīt, gan rakstīt, otra –
platākā – ir pielikta klāt kā magnēts, kas izdzēš visu kas iet pirms galviņas
rakstīšanas režīmā, lai rakstīšana notiktu mehāniski, nevis ar analogu signālu
attīrītā, laukumā. Savstarpēji abu galviņu komplekts ir novietots ar mazu
nobīdi, lai nenotiktu elektromagnētisko lauku mijiedarbība, rakstot vienlaicīgi
no abām pusēm.
Iekārtas motors: Neliels
ass motors, kas griež pie disketes centra pievienotu disketes saķeres
mehānismu, kas, savukārt, nocentrēts ar metāla/plastmasas disku. Agrāk šis
disks bija magnētiskā diska lielumā, bet pēc kāda laika disbalansa dēļ ar šiem
rotācijas diskiem radās problēmas, jo diska rotēšana kļuva nevienmērīga, līdz
ar to magnētiskā diska lasīšana - apgrūtināta, tādēļ šie diski tika samazināti.
Turklāt, ja agrāk, skatoties uz izmontētu vai vēl neiemontētu diskešu iekārtu,
tie bija redzami, tad vēlāk tie tika noslēpti aiz aizsargplāksnes, jo putekļi,
citu iekārtu kabeļi un mehāniska saskarsme ar korpusu, tāpat maisīja iekārtas
darbībai.
Soļa motors: Pie šī motora
ir pievienots lasīšanas/rakstīšanas galviņu komplekts, jo šis motors darbojas
ar precīziem pagriezieniem tā, lai viens pagrieziens būtu viena diska celiņa
platumā. Ja FAT tiek nolasīts, ka “Fails19” atrodas n-tajā
celiņā, tad soļa motors veic n darbības un galviņa atrodas vajadzīgajā
vietā.
Mehāniska atvilktne: Iestumjot disketi iekārtā,
atvilktne to saķer, ar speciālu sliedi atver aizsargplāksni, piespiež pie
disketes saķeres mehānisma, lai veicot pirmo apgriezienu, mehānisms atrastu
gropītes disketes centrā un veiksmīgi saķertu disketi. Atvilktnei ir
pievadmehānisms no “āras” – poga. Ieliekot disketi iekšā, tā pati nobloķējas,
šajā mirklī korpusa ārienē ir redzama izbīdījusies poga, kuru piespiežot
bloķēšana atceļas un diskete izlien laukā.
Mikroshēmu plāksne: Te ir saliktas visas darbībai nepieciešamās mikroshēmas, kas nodarbojas ar
datu apstrādi rakstīšanai uz disketes, vai nolasītās informācijas nodošanu
procesoram. Te arī atrodas mikroshēma Soļa motora darbināšanai, kā arī
rakstīšanas atļaujas pārbaudes ķēde un galviņu stāvokli attiecībā pret disketi,
jo tās tiek piespiestas pie disketes tikai lasīšanas/rakstīšanas procesa laikā.
Kā notiek Rakstīšanas process
Lasīšanas process ir ļoti līdzīgs rakstīšanas procesam,
tādēļ aprakstīts tiks tikai viens – rakstīšana.
1.
Datorprogramma nodod rakstīšanas
instrukciju procesoram. Līdzīgi notiek arī instrukcijas nodošana cietajam
diskam, tikai te tas notiek mazliet lēnāk.
2.
Procesors nodod instrukciju
Diskešu iekārtas kontrolierim (iekārtai, kas pati nodarbojas ar izvades/ievades
datu apstrādi, lai atslogotu procesoru)
3.
Kontrolieris iedarbina iekārtas
motoru, lai tas sāk griezt disketi. Otrs motors – soļa motors, veic
dažus apgriezienus, lai noteiktu disketes celiņu platumu (tas atšķiras dažādas
ietilpības disketēm). Šo otro darbību sauc par “piekļuves laiku” tas ir laiks,
kas paiet, līdz soļa motoru apkalpojošā mikroshēma saprot celiņa platumu un
izrēķina, cik liels pagrieziens jāveic, lai pārlektu no viena celiņa uz nākamo.
4.
Lasīšanas/Rakstīšanas galviņa
apstājas celiņa sākumā. Katra formatēta celiņa sākumā ir adrese, kas satur
informāciju par disketes attiecīgo pusi un celiņa numuru.
5.
Pirms rakstīt datus, dzēšanas
galviņa tiek aktivizēta un vispirms pāriet pāri sekcijai, kurā dati tiks
ierakstīti. Izdzēstais laukums būs mazliet lielāks par ierakstīto, līdz ar to,
pēc tam lasot un rakstot šajā laukumā, nenotiks iejaukšanās no citu celiņu un
sektoru magnētiskā lauka.
6.
Rakstīšanas galviņa magnetizē
nepieciešamo laukumu, rakstot informāciju uz disketes.
7.
Diskete apstājas griezties un
diskešu iekārta gaida nākamo instrukciju.
Nobeigums
Pēc 30 gadus ilgas kalpošanas, diskešu tehnoloģija tiek
atstāta vēsturei. Korporācija INTEL paziņoja, ka no 2003. gada vairs neražos diskešu iekārtu kontrolierus, līdz
ar to diskešu iekārtas vairs nevarēs lietot bez atsevišķi nopērkamiem
kontrolieriem.
Lai gan diskešu iekārtas un diskešu izmaksas ir diezgan
nelielas, patērētāji sāk dot priekšroku citām tehnoloģijām. Magnētiskais slānis
ar savu nenoturību tomēr nevar apmierināt laikā, kad informācijas vērtība ir
kļuvusi nenovērtējama.
Visliekāko uzmanību un atzinību ir guvuši kompaktdiski.
Pašlaik ir pieejami 42x CD matricas, kurās 650Mb (~450 disketes) ierakstās
apmēram minūtē, tad ir tik pat ilgi cik 1.44Mb vienā disketē. Lai gan CD
matricu izturība pret mehāniskiem bojājumiem nav tik liela, kā gribētos
patērētājam, tā tomēr ir lielāka nekā disketēm.
Vēl viena tehnoloģija, kas gūst atzinību, ir atmiņas
moduļi. Video un foto tehnikā jau kādu laiku izmanto vairāku tipu atmiņas
moduļus (Compact Flash, Smartmedia Card, u.c.), bet arī datoros sāk
izmantot atmiņas kartes, kas izmanto USB (Universal Serial Bus)
pieslēgumu, kurš ir pieejams visos pēdējos 3 gados ražotajiem datoriem.
Savukārt, ja USB kontroliera nav, tas maksā apmēram tik pat daudz cik jauna
diskešu iekārta.
Tomēr magnētiskie diski tiek vēl izmanoti arī citās
jomās, no kurām tie tik ātri nepazudīs – iekārtās, kurās nav patstāvīgas
atmiņas (citā diska), bet tomēr ir vajadzība pēc dažādu programmkodu
pielietošanas. Piemēram, šujmašīnas, sintezatori, datortīklu maršrutizatori, kā
arī citas jomas, kur pirms laika bija pat iedomājama ārējās atmiņas
izmantošana, bet tas tikai pierāda, ka disketes gluži neizzudīs, bet gan, kā
daudzas citas tehnoloģijas, pāries citās jomās, lai iegūtu jaunu lomu.
Nav komentāru:
Ierakstīt komentāru