Diskette
Eine Diskette ist ein magnetischer Datenträger. Sein Grundbestandteil ist eine dünne, biegsame Kunststoffscheibe aus boPET. Diese ist mit einem magnetisierbaren Material beschichtet, meist Eisenoxid, dessen Speicherprinzip dem der Festplatte ähnelt. Anfangs nur von einer quadratischen Papphülle mit Lesefenster umschlossen, sind spätere Datenträger (ab 3,5″) durch ein festes Kunststoffgehäuse mit Fensterverschluss besser geschützt. Die englische Bezeichnung „floppy disk“ oder kurz Floppy, was im Deutschen etwa „wabbeliger Scheibe“ entspricht, beruht auf der flexiblen Eigenschaft des Speichermediums, im Gegensatz zur hard disk („feste Scheibe“) eines Festplattenlaufwerkes (englisch hard disk drive). Im Unterschied zur Festplatte schleift der Magnetkopf (Schreib-Lese-Kopf) bei einer Diskette direkt auf der beschichteten magnetisierbaren Oberfläche, was mit der Zeit zu deutlichem Abrieb führt und die dauerhafte Verwendbarkeit von Disketten stark einschränkt. Außerdem schleift die Magnetscheibe auch 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. EigenschaftenFormateDas 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 entwickelt, wie 3,25″ und 2″, diese konnten sich allerdings nicht durchsetzen. Eine Ausnahme war die von Sony entwickelte Video Floppy im 2″-Format[3], die unter anderem in der analogen Urversion der Sony-Mavica-Fotoapparate sowie in Still-Video-Kameras verwendet wurden.
DatendichtenDie 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:[4]
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 das 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 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 ist hardwareabhängig. 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, so dass 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. Datenübertragungsrate5,25″-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 Datenbits mit einer Baudrate von 125 kHz (8″ mit 250 kHz), bei DD-Disketten mit 250 kHz (8″ mit 500 kHz), bei HD-Disketten 500 kHz und bei ED-Disketten mit 1 MHz auf die Diskette geschrieben. Das ergibt Bruttodatenraten von 15625 Byte/s, 31250 Byte/s, 62500 Byte/s und 125000 Byte/s. Da sich auf den Spuren nicht nur Daten, sondern auch Steuerdaten befinden und Sicherheitsabstände zwischen den Sektoren eingehalten werden müssen, damit bei leichten Abweichungen der Rotationsgeschwindigkeit der Folgesektor nicht beschädigt wird, ist die erreichbare Nettodatenrate einer Spur deutlich geringer.
Für das Lesen einer gesamten Diskette kommen noch die Spurwechselzeiten hinzu. Das reduziert die effektive Datenrate typischerweise um ein weiteres Drittel (doppelseitige Diskette, Kopfumschaltung schnell genug) bis um die Hälfte. Die effektive Lesegeschwindigkeit einer DD-Diskette lag damit bei ca. 15 KByte/s, die einer HD-Diskette bei ca. 30 KByte/s. LebensdauerObwohl 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[6] erreichbar.[7] Wenn sie entsprechend gegen Wärme, Sonne und Magnetismus abgeschirmt ist, sollten Lagerzeiten von 10 bis 30 Jahren möglich sein.[8][9] 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.[7] Ein weiteres Risiko besteht in der Lagerung von Disketten in einer feucht-warmen Umgebung, die, wie bei allen magnetischen Datenträgern, die Bildung von Pilzen begünstigt.[10] Pilze können auch den Schreib-/Lesekopf verunreinigen oder die Ablösung der Beschichtung bei älteren Disketten bewirken. Letzteres ist herstellerabhängig und bei genauer Betrachtung der Oberfläche sind derartige Veränderungen oft schon vorher sichtbar. Der Schreib-/Lesekopf kann meist mit einer Alkohollösung gereinigt werden. Es gibt auch spezielle Reinigungsdisketten. Diskettenlaufwerke
Tabellenübersicht der DiskettenformateDisketten müssen in der Regel vor ihrem ersten Gebrauch formatiert werden, die dabei verwendeten Dateisysteme unterschieden sich anfangs von Rechnersystem zu Rechnersystem. Durch die steigende Verbreitung 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 unter Microsoft Windows für Disketten in Gebrauch, auch andere Betriebssysteme (wie Linux) sind seit langem in der Lage, Datenträger in diesem Format zu lesen und zu beschreiben.
Verwendbare Dateisysteme (Beispiele)Nicht jedes Dateisystem kann auf jedem Datenträger eingesetzt werden. Während z. B. FAT12 für Disketten entwickelt wurde und auch auf Festplattenpartitionen bis 16 MiB (bis in die 1980er Jahre) eingesetzt werden konnte, kam mit FAT16 die Definition von Zylindern dazu. Obwohl bei den damals üblichen einseitig beschichteten Festplatten deren Zylinder jeweils identisch mit der Spur sind,[11] setzten die FAT16/32- und NTFS-Treiber bei der CHS-Adressierung zumindest die Unterstützung von Zylindern in der Steuerelektronik des Laufwerks voraus und sind ohne eine unterstützende Steuerelektronik nicht zu Disketten abwärtskompatibel. Erst die späteren SuperDisk- und Zip-Disketten waren mit der CHS-Adressierung kompatibel. Moderne Systeme, spätestens seit den 2000er Jahren, setzen auf LBA zur Adressierung der Speicherblöcke, was auf allen Laufwerken funktioniert.
In der Praxis hat die große Verbreitung von DOS- und Windows-Betriebssystemen dazu geführt, dass FAT12 das dominierende Dateisystem auf Disketten ist. Es wird von den meisten anderen Betriebssystemen als kompatibles Dateiformat für den Dateiaustausch unterstützt. Auch andere Geräte mit Diskettenlaufwerken, wie Schreibmaschinen (vgl. Brother LW-Reihe) oder Keyboards und spätere Floppyemulatoren, unterstützen FAT12. GeschichteNach wechselbaren Plattenstapeln oder Einzelfestplatten ab 1956 wurde von IBM 1969 die erste Diskette (mit einem Scheibendurchmesser von 200 mm, ≈ 8″) mit dem dazugehörenden Laufwerk 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 (Scheibendurchmesser 130 mm, ≈ 5,25"). 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 KiB, später beidseitig mit 720 KiB (737.280 Byte in 9 Sektoren) und danach 1440 KiB (1.474.560 Byte in 18 Sektoren). Ihr Scheibendurchmesser beträgt 85 mm, aber ihr Plastikgehäuse ist 90 mm breit. Später wurde sie – entsprechend den anderen Diskettengrößen – hauptsächlich als 3,5″-Diskette bezeichnet. Viele andere Systeme verwendeten dieselben Disketten, jedoch mit unterschiedlichen Aufzeichnungsformaten oder Dateisystemen. So fasst etwa eine mit FFS formatierte 3,5″-HD-Diskette eines Amiga-Rechners 1,76 MiB, gewöhnlich wurden dort aber 3,5″-DD-Disketten verwendet, die mit rund 880 KiB formatiert waren. Später erscheinen noch sogenannte ED-Disketten mit 2880 KiB (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-KiB-Diskette blieb die 1990er Jahre hindurch der übliche Standard. Zum Ende des Jahrzehnts wurde sie 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. Sony verkaufte 2009 in Japan noch 12 Millionen Stück bei einem Marktanteil von 70 %, kündigte jedoch für März 2011 die Einstellung der Produktion an.[12] Verbatim wird somit der letzte Produzent von Disketten sein, die vor allem Absatz in den Nachfolgestaaten der ehemaligen Sowjetunion finden.[13][14] Ein kleiner Markt besteht 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 (→ Weiterentwicklungen). Bei Geräten, die über die Möglichkeit des MIDI-Dump verfügen, können die Klangdaten außerdem auf diesem Weg übertragen werden. WeiterentwicklungenIn den 1990er Jahren kamen verschiedene weiterentwickelte Laufwerksformate auf den Markt, teils als Alternative, teils als Ergänzung zur 3,5"-Floppy:
All diese verbesserten Versionen des ursprünglichen 3,5″-Diskettenlaufwerkes konnten keine größere Verbreitung erlangen. Gründe waren teils fehlende Kompatibilität zur nach wie vor benötigten 3,5"-Diskette, hoher Preis oder zu später Markteintritt. Die Laufwerke mussten mit den parallel entwickelten beschreibbaren optischen Medien konkurrieren, mit deren Speicherkapazität sie nicht mithalten konnten. Mittlerweile sind sie hinsichtlich Speicherkapazität und Geschwindigkeit überholt. Aussterben der DisketteApple liefert seine Rechner bereits seit der Vorstellung des iMac im Jahre 1998 ohne Diskettenlaufwerk aus. Auch IBM-kompatible PCs haben etwa seit 2004/2005 zunehmend 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 1440 KiB formatierter HD-Disketten nicht unterstützen. Oft ist der nötige Controller für Diskettenlaufwerke noch auf dem Mainboard vorhanden, so dass man 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. Für einige Zwecke sind jedoch Disketten noch nicht direkt ersetzbar. So müssen zum Beispiel Firmware-Updates einiger Geräte mit Disketten durchgeführt werden. Soweit CDs, DVDs oder USB-Sticks unterstützt werden, kann es sich anbieten, dennoch eine Diskette zu verwenden, denn das Erstellen einer virtuellen Bootdiskette auf diesen neuen Medien ist immer noch nicht trivial. Bei den USB-Sticks gibt es einige Modelle, deren Speicherbereich zweigeteilt ist: Der erste Speicherbereich entspricht in Organisation und Kapazität einer 3,5″-HD-Diskette, die mit dem Dateisystem FAT12 formatiert ist (1440 KiB, 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 Speicherkarten oder USB-Speichersticks. Auf diesen können dann bis zu 100 Diskettenabbilder der Formate 720 KiB, 1200 KiB oder 1440 KiB gespeichert werden. Über Tasten und eine zweistellige Anzeige am Emulator kann dann eine der virtuellen Disketten ausgewählt werden. Zur Verwaltung des Inhalts auf einem Desktopcomputer kann entweder ein ebensolcher Emulator angeschlossen werden, oder man beschreibt das Speichermedium direkt, wobei mittels Software die virtuellen Disketten verwaltet werden können. Speziellere Systeme können auch 8″-Disketten oder 3,5″-Sonderformate emulieren und mit CF-Karte oder über ein Netzwerk arbeiten. Beispiele für Anwendungsfälle neueren Datums
Speichern-SymbolLange nach dem Verschwinden von Diskettenlaufwerken in den meisten modernen PCs ist die Diskette, meist als 3,5-Zoll-Diskette, weiterhin auf fast allen Betriebssystemen und vielen Anwendungsprogrammen als Symbol, englisch Icon, für das Speichern von Dateien zu finden.[24] Dadurch, dass jüngere Menschen oft die Zeit der Diskettenlaufwerke auf Computern nicht erlebt haben, kennen sie Disketten teilweise nur als das Speichern-Symbol in Menüs und Symbolleisten.[25] Zusammen mit dem Aufkommen von 3D-Druckern hat sich daraus der Witz entwickelt, in dem der Vater eine Diskette in der Hand hält und der Sohn das sinngemäß mit den Worten kommentiert: „Cool, du hast das Speichern-Symbol ausgedruckt!“[26] Obwohl es bereits in den 2000er Jahren immer wieder Versuche gab, die Diskette als das Speichern-Symbol durch etwas Moderneres abzulösen,[27][28][29][30][31][32] findet sie sich auch 2022 noch z. B. in Microsoft Office.[33] Siehe auch
WeblinksWiktionary: Diskette – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons: Diskette – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
Einzelnachweise
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