Unitatea Floppy și Discheta

Inventarea unităţii de floppy disc este atribuită in general lui Alan Shugart, spre sfârşitul anilor’60, pe când acesta era angajatul firmei IBM. Unitatea a fost creată în 1967, în laboratoarele IBM din San Jose, unde Shugart conducea colectivul care se ocupa cu această problemă. De fapt ideea aparţine lui David Noble, unul dintre inginerii principali ai lui Shugart, cel care a produs discul flexibil cu diametrul de 8 inci şi înveliş de protecţie cu căptuşeală textilă. În 1969 Shugart părăseşte firma IBM pentru Memorex, luând cu el mai mult de 100 dintre inginerii companiei IBM. În anul 1973, după ce părăseşte şi firma Memorex luând iarăşi cu el o parte a asociaţilor, înfiinţează societatea Shugart Associates care-şi propune optimizarea şi producerea unităţilor de floppy disc. Interfaţa acestor unităţi, pusă la punct de Shugart, este şi astăzi de bază pentru toate unităţile de floppy disc cu care sunt dotate calculatoarele personale. Această interfaţă a fost folosită şi de către IBM, care şi-a creat astfel posibilitatea de a utiliza unităţi de floppy disc independente, create de alţi producători, evitând efortul dezvoltării unor soluţii proprii.

Părţile componente ale unităţilor de floppy disc

Capete de citire/scriere

În mod normal unităţile de floppy disc moderne au două capete de citire/scriere, ceea ce le conferă calitatea de unităţi „dublă faţă”. O astfel de unitate foloseşte unul dintre capete pentru o faţă a dischetei, iar pe cel de-al doilea pentru cealaltă faţă, astfel încât discheta poate fi scrisă sau citită pe ambele feţe. La început, calculatoarele personale erau dotate cu unităţi de floppy disc „simplă faţă” (primul PC a avut o astfel de unitate), dar astăzi astfel de unităţi nu mai sunt decât o amintire. Primul cap este cel de jos. Unităţile „faţă simplă” nu au decât capul de jos, în locul capului de sus având un braţ presor cu o perniţă de pâslă. Un alt amănunt privitor la unităţile cu două capete este faptul că cele două nu sunt suprapuse exact. Capul de sus este deplasat cu 4 sau 8 piste (în funcţie de tipul unităţii) înspre interiorul dischetei faţă de capul de jos, astfel încât termenul de „cilindru”, folosit în mod convenţional, ar trebui înlocuit, pentru mai multă corectitudine, cu acela de „con”.

Mecanismul capului este mişcat de un motor numit „dispozitiv d acţionare a capului”. Capetele se pot mişca în linie dreaptă, înainte şi înapoi, pe suprafaţa dischetei, în vederea poziţionării pe pista dorită. Datorită faptului că cele două capete sunt montate pe acelaşi mecanism de deplasare, mişcarea lor nu este independentă ci simultană. Capetele sunt confecţionate din feroaliaje moi care încorporează bobinele electromagnetice. Fiecare cap are o structură complexă, fiind alcătuit dintr-un cap de înregistrare centrat între două capete de ştergere de tip „tunel” în cadrul aceluiaşi ansamblu.

Metoda de înregistrare este denumită „ştergere tunel”; pe măsură ce este înregistrată o pistă, capetele de ştergere, care vin în urma capului de înregistrare, şterg zonele periferice ale pistei, ceea ce duce la formarea unei piste mai curate. Datele sunt forţate astfel în cadrul unei zone înguste pe fiecare pistă. Prin această acţiune se împiedică apariţia interferenţelor (datele de pe piste adiacente nu se influenţează unele pe altele). În acelaşi timp, prin eliminarea marginilor laterale ale pistei, sunt îndepărtate semnale a căror amplitudine este din ce în ce mai mică şi care din această cauză ar putea crea probleme.

Alinierea capetelor înseamnă poziţionarea acestora ţinând cont de pistele pe care trebuie să le citească sau să le scrie. Alinierea se poate verifica numai cu dischete etalon create pe maşini aliniate perfect. Astfel de dischete pot fi procurate în vederea verificării alinierii propriilor unităţi de floppy disc.

Cele două capete sunt apăsate pe dischetă de nişte arcuri, presând-o uşor de o parte şi de alta, astfel încât în timpul operaţiilor de scriere sau citire capetele sunt în contact direct cu suprafaţa dischetei. Cum turaţia unităţilor de floppy disc cu care sunt dotate calculatoarele personale nu depăşeşte 300 sau 360 rot/min, nu apar probleme de fricţiune deosebite. Unele tipuri mai noi de dischete sunt acoperite cu teflon sau alte materiale care reduc frecarea şi permit o mişcare mai uşoară a dischetei între capete. Ca urmare a contactului dintre dischetă şi capete, pe aceasta se formează cu timpul depuneri de oxizi proveniţi din materialul dischetei. Aceste depuneri trebuie curăţate periodic în cadrul acţiunilor de service sau de întreţinere preventivă.

Pentru ca citirea sau scrierea să se execute corect, capetele trebuie să fie în contact direct cu suportul magnetic al dischetei. Particule foarte mici de oxid, praf, murdărie, precum şi amprente, fum sau fire de păr pot provoca probleme la citirea sau scrierea dischetei. În urma testelor efectuate de producătorii de dischete şi unităţi de floppy disc, s-a constatat că un spaţiu de 0,000032 inci (0,8 microni)între capete şi suportul magnetic poate provoca erori de citire/scriere. Acum este de înţeles importanţa acordată manipulării dischetelor şi evitarea atingerii sau contaminării suportului magnetic. Dischetele de 3½inci sunt protejate excelent de învelişul rigid şi de sistemul de închidere a fantei de acces a capului. În schimb, dischetele de 5¼ inci nu beneficiază de aceeaşi protecţie, astfel că se impune o grijă sporită în manipularea lor.

Plăcile cu circuite

O unitate de floppy disc conţine totdeauna una sau mai multe plăci „logice”, plăci cu circuite electronice folosite la comanda capetelor de citire/scriere, a dispozitivului de acţionare a capului, a motorului de antrenare a dischetei, a diferiţi senzori şi a altor componente. Placa logică reprezintă interfaţa unităţii de floppy disc cu controlerul din calculator.

Interfaţa standard folosită în toate calculatoarele personale pentru unităţile de floppy disc este interfaţa Shugart Associates SA-400. Această interfaţa, inventată de Shugart în anii’70, a constituit baza pentru majoritatea interfeţelor de floppy disc. Alegerea acestei interfeţe ca standard industrial a creat posibilitatea achiziţionării de unităţi de floppy disc individuale care pot fi cuplate direct în calculatorul propriu.