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Speichermedium Diskette
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Beispiel einer Diskette (hier: 90-mm-[3,5″]-Diskette) | |
Allgemeines | |
---|---|
Typ | magnetischer Datenträger |
Kapazität | 80 KB[1] (8″) bis 3250 KB (3,5″ED) |
Lebensdauer | etwa 5 bis 30 Jahre |
Größe | 200 mm (8″-Diskette) 130 mm (5,25″-Diskette) 90 mm (3,5″-Diskette) 80 mm (3″-Diskette) |
Ursprung | |
Entwickler | Alan Shugart (IBM) |
Vorstellung | 1969 |
Nachfolger | CD, MOD, PD, Iomega Zip, USB-Sticks |
Eine Diskette ist ein tragbarer magnetischer Datenträger, dessen Grundbestandteil eine dünne, biegsame Kunststoffscheibe aus boPET ist, die von einer quadratischen oder rechteckigen Kunststoff- oder Papphülle (die mit einem Gewebe ausgekleidet ist, welches Staubteilchen fernhält) umschlossen ist. Diese Scheibe ist mit einem magnetisierbaren Material, meistens Eisenoxid, beschichtet, dessen Speicherprinzip dem der Festplatte ähnelt. Die englische Bezeichnung „floppy disk“ oder kurz „Floppy“, was ungefähr mit „wabbelige Scheibe“ ins Deutsche zu übertragen wäre (Diskette allein also nur „Scheibe“ bzw. im verwendeten Kontext Scheibe[ndatenträger]), beruht auf der flexiblen Eigenschaft des Speichermediums im Gegensatz zur hard disk („feste Scheibe“), woraus sich der Begriff Festplattenlaufwerk (englisch Harddisk drive) entwickelt hat.
Im Unterschied zu Festplatten schleift der Magnetkopf (Schreib-Lese-Kopf) bei Disketten direkt auf der beschichteten magnetisierbaren Oberfläche, was mit der Zeit zu deutlichem Abrieb führt und die dauerhafte Verwendbarkeit von Disketten stark einschränkt. Außerdem schleift auch die Magnetscheibe direkt an der umgebenden, fest im Laufwerk liegenden Hülle. Daher wird diese Hülle auf der Innenseite mit Teflon-beschichtetem (oder ähnlichem) Gewebe ausgestattet, um die Reibung zu minimieren.
Das Format (im Sinne von physischer Größe) von Disketten wird vor allem in Zoll (″) angegeben, gebräuchliche Größen waren und sind:
Darüber hinaus wurden noch andere Größen wie z. B. 3,25″ und 2" entwickelt, diese konnten sich allerdings nicht durchsetzen. Eine Ausnahme war die von Sony entwickelte Video Floppy im 2"-Format[2], die unter anderem in der analogen Urversion der Sony Mavica-Fotoapparate sowie in Still-Video-Kameras verwendet wurden:
2"-Video Floppy von Canon
Die Normen für 3,5″-Disketten sind ISO/IEC 8860-1:1987 (doppelte Dichte), ISO/IEC 9529-1:1989 (hohe Dichte, englisch ‚high density‘) und ISO/IEC 10994-1:1992 (extra-hohe Dichte); alle Angaben erfolgen in metrischen Einheiten. Diese Normen verdeutlichen die Messungen, die 90,0 × 94,0 × 3,3 mm ergeben. Die magnetische Scheibe im Inneren hat einen Durchmesser von genau 86,0 mm.
Es wird wie folgt unterschieden:
Bei hard-sektorierten Disketten gibt es auf der Kunststoffscheibe ein Indexloch pro Sektor, bei den wesentlich verbreiteteren soft-sektorierten nur eines überhaupt, bzw. einen asymmetrischen Antriebszugriff in der Mitte. Dieses Indexloch oder die Asymmetrie legt den Startpunkt einer Spur fest, sofern es vom Laufwerk nicht ignoriert wird (Soft-Synchronisierung: Erkennen des Spurbeginns durch Folge von Synchronisationsbits).
Meist verwendete Magnetschichtmaterialien:[3]
Zur genauen Spezifikation einer Diskette gehören noch weitere Angaben:
Es ist technisch möglich, je nach Spur eine verschiedene Anzahl von Sektoren unterzubringen, zumal auf den äußeren Spuren theoretisch mehr Platz ist; da jedoch dort die relative Geschwindigkeit des Kopfes auch höher ist, stieß dieses auf Schwierigkeiten. Einige Hersteller variierten daher entweder die Umdrehungsgeschwindigkeit (Apple, Victor / Sirius) oder die Datenrate (Commodore) abhängig von der Kopfposition, was zwar erlaubte, mehr auf der Diskette zu speichern, diese aber inkompatibel zu Laufwerken anderer Hersteller machte.
Ein Trick, die Zugriffsgeschwindigkeit zu erhöhen, bestand im so genannten Interleaving, wobei die Sektoren nicht numerisch aufsteigend, sondern in anderer Reihenfolge auf eine Spur aufgezeichnet wurden. Dadurch konnte zum Beispiel die technisch notwendige Nachbearbeitung eines Lesevorgangs erfolgen, und direkt danach der versetzt angeordnete logisch nächste Sektor eingelesen werden. Die ideale Interleave-Rate war oft von der verwendeten Hardware abhängig.
Ähnlich gelagert war die Idee, den logisch ersten Sektor einer Spur etwas versetzt gegenüber den benachbarten Spuren anzuordnen, so dass beim Lesen aufeinanderfolgender Spuren nach einem Spurwechsel, in dessen Verlauf sich die Diskette ja etwas weiterdreht, dieser Sektor gerade unter dem Lesekopf ankommt, so dass gleich weiter gelesen werden kann.
Disketten verfügen über einen Schreibschutz, der sich bei 3,5″-Disketten durch einen kleinen Schieber hinten rechts oben an- bzw. ausschalten lässt (offen = Schreibschutz). Bei 5,25″- und 8″-Disketten muss eine am Rand befindliche Schreibschutz-Aussparung (bei 8″ an der Front, bei 5,25″ seitlich) mit einem dunklen Aufkleber zum Schreibschutz zugeklebt werden (geschlossen = Schreibschutz). Der Schreibschutz wird im Laufwerk von einem mechanischen Schalter oder einer Lichtschranke erfasst, die den Strom zum Schreibkopf unterbrechen; es ist beabsichtigt, dass der Schreibschutz von Software nicht umgangen werden kann. Originaldisketten von kommerziell erhältlicher Software fehlte dieser Schieber bzw. diese Aussparung oft von vorneherein, sodass sie immer schreibgeschützt sind. Der fehlende Schieber der 3,5″-Disketten kann auch mit durchsichtigem Klebeband ersetzt werden, da bei diesen Disketten die Schreibschutzprüfung mechanisch erfolgt.
5,25″-HD- und 8″-Disketten rotieren üblicherweise mit 360 min−1, 5,25″-DD-, 3″- und 3,5″-Disketten mit 300 min−1.
Bei SD-Disketten werden die Daten mit 125 kbit/s übertragen, bei DD-Disketten sind es 250 kbit/s, bei HD-Disketten 500 kbit/s, und bei ED-Disketten sind 1 Mbit/s möglich.
Obwohl manche Hersteller von HD-Disketten mit einer theoretischen Lebensdauer von bis zu 100 Jahren warben, ist dieser Wert nur bei der Lagerung unter spezifischen Umweltbedingungen[5] erreichbar.[6] Wenn sie entsprechend gegen Wärme, Sonne und Magnetismus abgeschirmt ist, sollten Lagerzeiten von 10 bis 30 Jahren möglich sein.[7][8] Disketten geringerer Schreibdichte sind erfahrungsgemäß bei trockener Lagerung jahrzehntelang haltbar. Zum Schutz vor Verschmutzung werden 5,25″- und 8″-Disketten üblicherweise in einer Papier- oder Kartontasche aufbewahrt, die zum Lieferumfang der Diskette gehört. Bei ständiger Benutzung werden Disketten aufgrund des mechanischen Schreib- und Lesekopfes im Diskettenlaufwerk stärker belastet. Im ungünstigsten Fall weisen Disketten bereits nach ein bis zwei Jahren Defekte auf.[6]
Bei manchen älteren Disketten kann sich die Beschichtung langsam lösen und bei Verwendung im Laufwerk dessen Schreib-/Lesekopf verunreinigen. Dies ist herstellerabhängig und bei genauer Betrachtung der Oberfläche sind derartige Veränderungen oft schon vorher sichtbar. Der Schreib-/Lesekopf kann meist mit einer Alkohollösung wieder gereinigt werden. Es gibt auch spezielle Reinigungsdisketten.
Ursprünglich mussten Disketten in der Regel vor ihrem ersten Gebrauch formatiert werden, die dabei verwendeten Dateisysteme unterschieden sich jedoch anfangs von Rechnersystem zu Rechnersystem.
Durch die steigende Dominanz IBM-kompatibler PCs etablierte sich ab 1981 für Disketten zunehmend das von Microsoft entwickelte und von IBM verwendete Dateisystem FAT12 als Standard und es kamen zunehmend Disketten in den Handel, die bereits ab Werk mit FAT12 vorformatiert waren. Das FAT12-Dateisystem ist bis heute unter Microsoft Windows für Disketten in Gebrauch, es sind allerdings auch andere Betriebssysteme (wie zum Beispiel Linux) seit langem in der Lage, Datenträger in diesem Format zu lesen und zu beschreiben.
Format | Erscheinungsjahr | Kapazität in KiB[1] (falls nicht anders angegeben) |
davon abweichende im Handel angegebene Kapazität |
---|---|---|---|
8″ SS (read-only) | 1971 | 80 | |
8″ SS | 1973 | 256 | |
8″ SS | 1974 | 800 | |
8″ DS | 1975 | 1000 | |
5,25″ SS | 1976 | 110 | |
5,25″ DS, SD | 1977 | 180 | |
5,25″ DS, DD | 1978 | 360 | |
5,25″ DS, QD | 1982 | 720 | |
5,25″ DS, HD | 1984 | 1200 | |
3″ SD | 1982 | 360 | |
3,5″ SS, DD | 1983 | 360 | |
3″ DD | 1984 | 720 | |
3,5″ DS, DD | 1984 | 720 | |
2″ | 1985 | 720 | |
3,5″ HD | 1987 | 1440 | „1.44 MB“ |
3,5″ ED | 1991 | 2880 | „2.88 MB“ |
3,5″ LS-120 | 1996 | 120375 | |
3,5″ LS-240 | 1997 | 240750 | |
3,5″ HiFD | 1998/99 | 150000/200000 | |
Abkürzungen: SS = Single Sided; DS = Double Sided; SD = Single Density; DD = Double Density; QD = Quad Density; HD = High Density ED = Extra-high Density; LS = Laser Servo; HiFD = High capacity Floppy Disk | |||
Die aufgelisteten Speicherkapazitäten beziehen sich auf:
Bei anderen Formaten kann die mit den gleichen Laufwerken und Disketten erreichbare Speicherkapazität variieren. So existieren für MS-DOS Programme wie HD-COPY, VGA-COPY oder 2MGUI, mit denen sich beispielsweise 3,5″-HD-Disketten mit mehr als 1,44 MB formatieren lassen (z. B. 1,722 MB). Unter Linux ist dies mit fdformat ebenfalls möglich. |
Dateisystem | primär unterstützte Betriebssysteme |
---|---|
FAT12 | DOS, Windows |
ext2 | Linux |
UFS | BSD-Familie, Solaris |
HFS | MacOS |
AFFS | AmigaOS |
In der Praxis hat die große Verbreitung von DOS- und Windows-Betriebssystemen dazu geführt, dass FAT12 das dominierende Dateisystem auf Disketten ist. FAT12 wird auf den meisten anderen Betriebssystemen als kompatibles Dateiformat für den Dateiaustausch unterstützt. Auch besondere Geräte mit Diskettenlaufwerken, wie Schreibmaschinen (vgl. Brother LW-Reihe) oder Keyboards und spätere Floppyemulatoren unterstützen FAT12.
Die erste Diskette (8″, ≈ 200 mm) mit dem dazugehörenden Laufwerk wurde von IBM 1969 für die Computerserie System/370 auf den Markt gebracht. Dieses Laufwerk konnte Disketten aber nur lesen und nicht beschreiben und diente daher nur dazu, den Benutzern neue Versionen der IBM-Systemsoftware preiswerter zukommen zu lassen. Für die tägliche Arbeit blieben zunächst die teuren und platzraubenden Lochkarten, Lochstreifen und Magnetbänder üblich. Die Erfindung der Diskette wird allgemein Alan Shugart zugeschrieben. Die Kapazität der ersten Diskette betrug genau 80 Kibibyte (damals üblicherweise mit „KB“ abgekürzt), was 1000 Lochkarten entsprach, einer damals üblichen Verkaufseinheit.
1972 brachte die Firma Memorex das erste Diskettenlaufwerk mit Schreibfähigkeit auf den Markt, wieder entwickelt von Shugart; damit begann die allmähliche Ablösung der Lochkarten, Lochstreifen und Magnetbänder. Shugart gründete 1973 seine eigene Firma (Shugart Associates) und entwickelte 1976 die 5,25″-Diskette (≈ 130 mm). 1978 stellte TEAC das erste 5,25″-Diskettenlaufwerk der Welt vor; für die damals neuen Mikrocomputer wurde das neue Format sofort aufgegriffen, für Großrechner erst etwas später. 1981 stellte Sony die 90-mm-Diskette im starren Gehäuse vor, zunächst einseitig mit 360 Kibibyte, später beidseitig mit 720 Kibibyte (737.280 Byte in 9 Sektoren) und danach 1440 Kibibyte (1.474.560 Byte in 18 Sektoren). Später wurde sie – entsprechend den anderen Diskettengrößen – hauptsächlich als 3,5″-Diskette bezeichnet.
Viele andere Systeme verwendeten dieselben Disketten, jedoch mit unterschiedlichen Aufzeichnungsformaten und/oder Dateisystemen. So fasst etwa eine mit FFS formatierte 3,5″-HD-Diskette eines Amiga-Rechners 1,76 MB, gewöhnlich wurden dort aber 3,5″-DD-Disketten verwendet, die mit rund 880 KB formatiert waren. Später erscheinen noch sogenannte ED-Disketten mit 2880 KB (36 Sektoren). Letztere fanden vor allem bei Rechnern von NeXT und der PS/2-Reihe von IBM Verwendung, erreichten darüber hinaus aber kaum Verbreitung.
Die 1440-KB-Diskette blieb die 1990er hindurch der übliche Standard. Sie wurde zum Ende des Jahrzehnts zusehends in den Hintergrund gedrängt, weil die Datenmengen immer größer wurden und keine offenen Standards für Disketten größerer Kapazität entwickelt wurden. Software wurde häufig auf gepressten CDs verkauft. Bis CD-Brenner bezahlbar wurden und der Datenaustausch über das Internet sich verbreitete, erlangten diskettenartige Produkte mit höherer Kapazität von einzelnen Herstellern eine gewisse Verbreitung, insbesondere das Zip-Laufwerk, aber auch die SuperDisk.
Spätestens seitdem Flash-Speicher preisgünstig geworden sind und die meisten Computer zumindest USB-Sticks problemlos lesen und beschreiben können, hat die Diskette praktisch keine Marktbedeutung und Anwendungen mehr. Allerdings verkaufte Sony in Japan 2009 noch 12 Millionen Stück bei einem Marktanteil von 70 %, kündigte jedoch für März 2011 die Einstellung der Produktion an.[9] Verbatim wird somit der letzte Produzent von Disketten sein, die vor allem Absatz in den Nachfolgestaaten der ehemaligen Sowjetunion finden.[10][11]
Ein kleiner Markt besteht auch heute noch für ältere Synthesizer und Sampler, da für diese als Speichermedien für die Klangdaten oft Disketten verwendet wurden, z. B. beim Roland S-50. Diese Musikinstrumente werden im Gegensatz zu älteren Computern häufiger noch produktiv genutzt. Für sie gibt es inzwischen Laufwerksemulatoren zum Austausch des Diskettenlaufwerks, die bis zu 100 virtuelle Disketten auf einem USB-Stick speichern können (→ Alternativen). Bei Geräten, die über die Möglichkeit des MIDI-Dump verfügen, können die Klangdaten außerdem auf diesem Weg übertragen werden.
All diese verbesserten Versionen des ursprünglichen 3,5″-Diskettenlaufwerkes konnten jedoch keine größere Verbreitung erlangen. Mittlerweile sind auch sie hinsichtlich Speicherkapazität und Geschwindigkeit überholt.
Apple liefert seine Rechner bereits seit der Vorstellung des iMac im Jahre 1998 ohne Diskettenlaufwerk aus.
Auch IBM-kompatible PCs haben etwa seit dem Jahr 2004/2005 zunehmend oft keine eingebauten Diskettenlaufwerke mehr. Stattdessen kann man externe Diskettenlaufwerke an die USB-Schnittstelle anschließen, die jedoch bei Neugeräten nicht im Lieferumfang enthalten sind und oft auch das Lesen und Schreiben anderer als mit 1,44 MB formatierten HD-Disketten nicht unterstützen. Oft ist der nötige Controller für Diskettenlaufwerke weiterhin auf dem Mainboard vorhanden, so dass man dann nachträglich selbst ein Diskettenlaufwerk einbauen kann. Derartige Controller auf Steckkarten sind schon seit den 1990er Jahren nicht mehr neu erhältlich, weil auf dem PCI-Bus und auch auf PCI Express die dafür notwendigen DMA-Signale des ISA-Bus fehlen. Die Diskettenlaufwerks-Controller auf neueren PC-Mainboards werden über den LPC-Bus an den Prozessor angebunden; LPC ist ein aus Softwaresicht ISA-kompatibler Bus, der aber mit weniger Leitungen auskommt und bei dem es keine Steckplätze gibt.
Seit 2002/2003, mit der Verfügbarkeit des ausreichend schnellen USB-2.0-Anschlusses, werden zunehmend USB-Sticks (Flash-Speicher), sowie andere externe USB- und FireWire-Massenspeicher wie Festplatten und DVDs als Datenträger verwendet. Die notwendigen Fähigkeiten für einen vollständigen Ersatz der Diskette auf dieser Basis, vor allem die Bootfähigkeit, waren jedoch erst einige Jahre später gegeben.
Bei den USB-Sticks gibt es einige Modelle, bei denen der Speicherbereich zweigeteilt ist: Der erste Speicherbereich entspricht in Organisation und Kapazität einer 3,5″-HD-Diskette, die mit dem Dateisystem FAT12 formatiert ist (1440 KB, 80 Spuren mit 18 Sektoren je Spur und 512 Byte je Sektor). Dieser Bereich ist somit direkt als virtuelle Bootdiskette nutzbar. Der zweite wesentlich größere Speicherbereich ist wie bei allen anderen USB-Sticks als sog. Wechselplatte organisiert.
Für ältere Synthesizer und programmgesteuerte Maschinen gibt es hardwarekompatible Diskettenemulatoren in üblicher 3,5″-Laufwerksgröße mit einem frontseitigen Anschluss für USB-Speichersticks. Auf diesem können dann bis zu 100 Diskettenabbilder der Formate 720 KB, 1,2 MB oder 1,44 MB gespeichert werden. Über Tasten und eine zweistellige Anzeige am Emulator kann dann eine der virtuellen Disketten ausgewählt werden. Zur Verwaltung des Inhalts an einem Desktopcomputer kann entweder ein ebensolcher Emulator angeschlossen werden, oder man verwendet den üblichen USB-Port, woraufhin mittels Software die gewünschte virtuelle Diskette beschrieben werden kann. Speziellere Systeme können auch 8″-Disketten oder 3,5″-Sonderformate emulieren und mit CF-Karte oder über ein Netzwerk arbeiten.
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