Diskette

Achtergrond

Een diskette is een draagbaar computeropslagapparaat waarmee gegevens eenvoudig kunnen worden verwerkt. Dergelijke schijven, die vaak worden gebruikt bij personal computers, notebookcomputers en tekstverwerkers, bestaan ​​uit platte, ronde platen van metaal of plastic en bedekt met ijzeroxide. Wanneer een schijf in het schijfstation van een computer wordt geplaatst, kan informatie magnetisch op deze coating worden gedrukt, waardoor dezelfde gegevens daarna gemakkelijk kunnen worden gevonden en opgehaald.

Magnetische opslag gaat terug tot de Wereldtentoonstelling van 1900, waar een Deense ingenieur genaamd Valdemar Poulsen een telegraaf liet zien. Deze machine bevatte staaldraad waarop Poulsen een toespraak magnetisch opnam, waardoor veel belangstelling werd gewekt in de wetenschappelijke gemeenschap en het gebruik van magnetische opslagmedia werd ingehuldigd. In de daaropvolgende decennia werd een grote verscheidenheid aan magnetische opnameapparaten ontwikkeld, waaronder de floppydisk. Magnetische schijven, die in 1962 voor het eerst werden gebruikt om gegevens op te slaan, boden aanvankelijk extra geheugen in snelle computersystemen. Ze werden als ideaal beschouwd voor dit type opvraging omdat een gebruiker niet-opeenvolgend toegang kon krijgen tot informatie (in tegenstelling tot bijvoorbeeld een cassette waarop een luisteraar al het voorgaande materiaal moet afspelen om een ​​gewenst punt te bereiken).

Diskettes - kleinere, flexibelere, draagbare versies van de eerdere magnetische schijven - werden in de jaren zeventig geïntroduceerd. Hoewel ze niet zoveel gegevens kunnen opslaan als conventionele schijven en de gegevens niet zo gemakkelijk kunnen worden opgehaald, zijn floppydisks extreem populair geworden in situaties waar flexibiliteit, lage kosten en eenvoudig gebruik belangrijk zijn. Tegenwoordig is de diskette een onmisbaar hulpmiddel geworden voor mensen die met personal computers en tekstverwerkers werken.

Het principe van magnetische opname is vrij eenvoudig. De magnetische opname (schrijven) en afspelen (lezen) worden uitgevoerd door een computerschijf, waarvan de functie in grote lijnen overeenkomt met die van een audio-platenspeler. Gegevens die van de computer naar de diskette worden overgedragen, worden doorgegeven in de vorm van een binaire code en ontvangen in de vorm van magnetische pulsen, terwijl de schijf op zijn beurt magnetische patronen doorgeeft die de computer als een binaire code ontvangt. Deze code gebruikt alleen l's en nullen, die de schijf respectievelijk weergeeft als enkele magnetische pulsen en de afwezigheid van pulsen. Binaire code wordt gebruikt omdat deze het meest effectief gebruik maakt van de natuurlijke tweetoestandskenmerken van elektriciteit en magnetisme.

Om informatie op een schijf op te nemen, maakt een magnetische kop contact met het opnameoppervlak van de schijf en drukt er magnetisch de gegevens op af, waardoor de binaire codes van de computer worden omgezet in de magnetische pulsen van de schijf. Zodra een magnetisch patroon bestaande uit vele pulsen en afwezigheden is geregistreerd, behoudt de schijf de gecodeerde informatie net als een permanente magneet. Het ophalen van informatie van de schijf omvat het tegenovergestelde proces. De magnetische kop detecteert het magnetische patroon op het opgenomen oppervlak van de schijf en zet het terug in een elektronische binaire code. De computer "leest" deze informatie vervolgens en gebruikt deze om berekeningen uit te voeren of deze te vertalen in letters en cijfers voor weergave op de monitor.

Diskettes worden momenteel aangeboden in drie formaten:een 8-inch (20,32 centimeter) versie, een 5 1/4-inch (3,34 centimeter) versie en een 3 Een 3 1/2-inch diskette bevat verschillende lagen voering en opnamemedia tussen twee harde plastic behuizingen . De naaf is een roestvrijstalen stuk dat de schijf nauwkeurig op de aandrijfas centreert. De sluiter, eveneens van roestvrij staal, beschermt de opnamemedia. 1/2-inch (8,89 centimeter) micro-versie. De opslagcapaciteiten op een 8-inch schijf variëren van 250 kilobytes (ongeveer 250.000 tekens) tot 1,6 megabytes (ongeveer 1,6 miljoen tekens), op een 5 1/4-inch schijf van 250 kilobytes tot 1,6 megabytes en op een 3 1/ 2-inch schijf van 500 kilobytes tot 2 megabytes.

Elk type diskette wordt verder geïdentificeerd aan de hand van zijn opnamedichtheid. Een enkelzijdige schijf kan gegevens slechts aan één kant opslaan, terwijl een dubbelzijdige schijf kan aan beide kanten gegevens opslaan. Schijven met dubbele dichtheid kunnen twee keer zoveel gegevens opslaan als schijven met enkele dichtheid, en schijven met hoge dichtheid hebben een speciale coating waardoor ze nog meer data kunnen opslaan.

Grondstoffen

Alle 8-inch en 5 1/4-inch schijven hebben drie hoofdcomponenten:het -omhulsel, de voering, en de opnamemedia. De mantel is gemaakt van een vinylpolymeer, polyvinylchloride (PVC), om de media te beschermen tegen fysieke schade die kan worden veroorzaakt door hantering en opslag. Binnen in de jas bestaat de voering uit een speciaal, niet-geweven, antistatisch weefsel dat tijdens de fabricage op het PVC is gelamineerd. De voering reinigt de schijf voortdurend door vuil van het oppervlak van de media te verwijderen. Het opnamemedium is een plooibare laag Mylar - een polyesterfilm die een handelsmerk is van de Du Pont Corporation - die slechts 0,003 inch (0,007 centimeter) dik is.

De 3 1/2-inch floppydisk heeft veel verschillende componenten. Het is ingesloten in een harde plastic cartridge die het beschermt tegen fysieke schade. De voering bestaat uit een speciaal weefsel dat vergelijkbaar is met dat wat wordt gebruikt voor 8-inch en 5 1/4-inch schijven, en het opnamemedium is eveneens een Mylar-basis van 0,003 inch dik. De -hub, die de schijf nauwkeurig op de aandrijfas centreert, is gemaakt van roestvrij staal en bevestigd aan de media met een zelfklevende ring. De knop die de twee zijkanten van de schaal scheidt, zodat de media vrij naar binnen kunnen bewegen, is gemaakt van plastic met een hoge dichtheid. Het tabblad schrijfbeveiliging, die voorkomt dat gegevens per ongeluk worden vastgelegd of gewist, is van plastic. Het wisser-tabblad, ook plastic, oefent druk uit op de voering om een ​​uniforme en continue reiniging mogelijk te maken. De veerbelaste sluiter, die de media beschermt, is gemaakt van roestvrij staal.

Het fabricageproces

De fabricage van een floppydisk vindt plaats in drie fasen. Eerst wordt de schijf zelf gemaakt, dan wordt de behuizing gemaakt en ten slotte worden de twee geassembleerd. De procedure voor 8- en 5 1/4-inch schijven verschilt enigszins van die voor het 3 1/2-inch model.

Schijfproductie

• 1 Eerst wordt het opnamemedium (Mylar), in de vorm van een voorraadrol, gecoat met een uiterst fijn laagje ijzeroxide. De dikte van deze laag is afhankelijk van de grootte van de schijf en het soort dichtheid. De laagdikte is bijvoorbeeld 110 micro-inch voor 8-inch diskettes met hoge dichtheid en 35 micro-inch voor 3 1/2-inch schijven met hoge dichtheid. De coating voor diskettes met standaard dichtheid is dikker dan die voor diskettes met hoge dichtheid en is minder dwingend, wat betekent dat het minder magnetische kracht heeft.
• 2 Vervolgens wordt de gecoate film gesneden en worden schijven van de juiste maat uitgestanst met een automatisch apparaat dat lijkt op een koekjesvormer. De samenstelling van 8-inch en 5 1/4-inch diskettes is het enige. Beide bevatten een opnamemedium, een beschermende voering van niet-geweven stof en een omhulsel van zacht plastic (PVC). Het opnamemedium bestaat uit Mylar kunststof met een coating van ijzeroxide. Elke schijf wordt vervolgens gepolijst of gepolijst volgens de vereiste specificaties en normen. 8- en 5 1/4-inch schijven zijn nu klaar om in de jackets te worden gestoken. Voor 3 1/2-inch schijven wordt een roestvrijstalen naaf met een plakring aan de media bevestigd. 3 1/2-inch schijven zijn nu klaar om in hun plastic behuizing te worden geplaatst.

Fabricage van jas en koffer

• 3 De mantels van de 8-inch en 5 1/4-inch schijven zijn op de juiste maat uit polyvinylchloride (PVC) gesneden en de stoffen voering is erop gelamineerd. Elke mantel wordt vervolgens geponst in de juiste configuratie met gaten en inkepingen. Het aandrijfasgat in het midden helpt om de schijf in het schijfstation te centreren. Het indexgat, wanneer uitgelijnd met een indexgat dat in de media is geponst, kan de schijf het begin van elk gegevenssegment lokaliseren. Het lange, dunne, ovale gat, ook wel het hoofdtoegangsgat genoemd, wordt door de magneetkop gebruikt om in direct contact te komen met de media. De schrijfbeveiligingsinkeping voorkomt dat gegevens per ongeluk worden opgenomen of gewist. De reliëfinkepingen zorg ervoor dat het onderste uiteinde van het toegangsgat van het hoofd niet buigt. Nadat de openingen zijn geperforeerd, wordt de jas in drie richtingen gevouwen, waarbij alleen de bovenflap open blijft. De jassen zijn nu klaar voor montage.
• 4 De behuizing of het omhulsel van 3 1/2-inch schijven is gegoten uit hard plastic. Het heeft een rechthoekige toegangssleuf voor de kop. De onderste schaal van de hoes is gemonteerd met de knop, het wisserlipje, het schrijfbeveiligingslipje en de stoffen voering. De bovenste schaal is bevestigd met een bovenste stoffen voering. Het veerbelaste sluitersamenstel is nu bevestigd en de twee schalen zijn verbonden aan de bovenste twee hoeken. De koffers zijn nu klaar voor montage.

Schijf en behuizing

• 5 Voor 8- en 5 1/4-inch schijven wordt het medium via de bovenkant in de hoes gestoken. Elke schijf ondergaat vervolgens uitgebreide Dit diagram toont volledig geassembleerde Roppy-schijven in alle 3 maten. De reliëfinkepingen op de 8-inch en 5 1/4-inch schijven zorgen ervoor dat het toegangsgat van de kop niet buigt. Dit is belangrijk omdat de computerschijf het toegangsgat van de kop gebruikt om in direct contact te komen met de opnamemedia. Door het indexgat kan de diskdrive het begin van elk gegevenssegment lokaliseren, terwijl de drive-spilopening door de diskdrive wordt gebruikt om de opnamemedia te centreren. elektrische en mechanische testen en certificering. Nadat de bovenkant van de jas, die open was gelaten, is gevouwen, is de schijfmontage voltooid. Elke schijf krijgt vervolgens een laatste visuele inspectie voordat deze wordt geëtiketteerd en verpakt voor verzending.
• 6 Montage van 3 1/2-inch schijven lijkt erg op elkaar. Eerst wordt de voorbereide media in de shell gestoken en vervolgens wordt de schijf getest en gecertificeerd. De twee schalen zijn nu aan de onderste twee hoeken gelast en de montage is voltooid. Elke schijf krijgt een laatste visuele inspectie en wordt vervolgens gelabeld en verpakt voor verzending.

Kwaliteitscontrole

Een diskette is een delicaat apparaat dat de informatie op de opnamemedia getrouw en nauwkeurig moet opnemen en afspelen. Stof en krassen op het schijfoppervlak moeten tijdens het fabricageproces zorgvuldig worden vermeden, omdat zelfs de kleinste onvolkomenheid schrijf- en leesfouten kan veroorzaken. De fabricagehandeling moet worden uitgevoerd in een schone omgeving. Het proces wordt zoveel mogelijk automatisch uitgevoerd om menselijk contact met de schijven tot een minimum te beperken.

Na elke grote operatie worden kwaliteitscontrolepunten in de processtroom ingebouwd. Eerst wordt het coatingmengsel gecontroleerd op de juiste viscositeit en dispersie. Nadat de coating is aangebracht, wordt deze gecontroleerd op dikte, oppervlaktespanning, duurzaamheid en coërciviteit. Uitgeponste schijven worden gecontroleerd op de juiste afmetingen en gatconfiguraties. De semi-geassembleerde koffers voor 3 1/2-inch schijven worden gecontroleerd op de juiste afmetingen, plaatsing van onderdelen, functie en uiterlijk van de sluitermontage. De semi-geassembleerde mantels voor de 8-inch en 5 1/4-inch schijven worden gecontroleerd op de juiste afmetingen, de configuratie van gaten en inkepingen, laminatieverbindingen en uiterlijk.

Nadat de media in de behuizing zijn geplaatst, wordt elke schijf grondig getest en doorloopt ze een certificeringsproces. Elektrische tests controleren de verschillende elektrische parameters, zoals de geregistreerde signaalvariantie, geregistreerde frequentie en formaatverificatie. Mechanische tests controleren de verschillende mechanische parameters zoals lassterkte, mantelduurzaamheid, mediaduurzaamheid en afmetingen. Het certificeringsproces zorgt ervoor dat er geen slechte sporen op een schijf staan ​​(een spoor is de lijn die de magneetkop volgt bij het schrijven en lezen van gegevens; samen vormen de sporen concentrische cirkels). Een schijf die 100 procent gecertificeerd is, heeft alle tests op alle sporen doorstaan. De meeste fabrikanten controleren elk nummer van elke schijf en garanderen dat elke schijf foutloos is.

De Toekomst

In de afgelopen jaren zijn opto-elektronische geheugens en opslagapparaten populair geworden voor audio- en video-opnames, en dezelfde technologie wordt nu toegepast op computergeheugens. Een optische schijf is vergelijkbaar met een conventionele schijf, behalve dat het opslagmedium dikker is. Door dit verschil is het mogelijk om meerdere beelden op één plaats op de schijf op te nemen.

Er zijn al optische schijven beschikbaar die tot 20 megabyte aan gegevens kunnen opslaan en er wordt onderzoek gedaan naar schijftechnologie met een hogere capaciteit. Een recent experiment met een 2 1/2-inch (6,35 centimeter) schijf toonde aan dat maar liefst 1000 frames op één locatie op de schijf konden worden geplaatst. De opslagcapaciteit van de schijf benadert dus ongeveer tien pixels, wat overeenkomt met ongeveer tien uur gewone video.

Een dergelijke grote opslagdichtheid, gecombineerd met een hoge gegevensoverdrachtsnelheid en snelle willekeurige toegang, maakt optisch geheugen een potentiële kandidaat voor een breed scala aan toepassingen, zoals beeldverwerking en databasebeheer. De toekomst van floppy disks ligt duidelijk in optische geheugens. Er zijn aanwijzingen dat in de komende drie tot vijf jaar praktische toepassingen beschikbaar kunnen zijn.