Diskettenlaufwerke - Teile des Gerates,Kabel,Disketten,Funktionsweise

Diskettenlaufwerke

Ich hatte anfangs Probleme, dieses Thema abzugrenzen, d. h., ich wußte nicht, was Inhalt dieser Auarbeitung sein sollte. Später bin ich zu dem Entschluß gekommen, das ich hier die herkömmlichen "Floppy Disk Drives' (kurz FDDs) behandeln sollte. Dazu werde ich die Disketten selbst und die neuen Laufwerkstechnologien wie ZIP und JAZ kurz anreißen (mehr darüber in der Ausarbeitung von Wolfgang Fischer).

Diskettenlaufwerke sind neben dem Bildschirm die ältesten Peripheriegeräte im PC-Bereich. Sie waren vor den Festplatten die einzige Möglichkeit, Daten dauerhaft zu speichern und zu trasportieren. Als Speichermedium dienen Disketten (engl. Foppys). Der Vorgänger der heute üblichen 3 ½'-Disketten sind die 5 ¼'-Disketten.

Die Daten werden auf der Diskette in magnetischen Zuständen gepeichert. Es hängt von der Ausrichtung der magnetischen Teilchen ab, ob "0' oder "1' gespeichert ist. Es gibt Süd/Nord- und Nord/Süd-Ausrichtungen. Weiters hängt es vom Aufzeichnungsverfahren ab, wieviel auf einer Diskette gespeichert werden kann. Welche Arten es da gibt werde ich später erläutern.

 

Teile des Gerätes

Welche Qualität ein Diskettenlaufwerk hat hängt sehr stark von der mechanischen Verarbeitung des Gerätes ab. Die Elektronik eines Diskettenlaufwerkes ist unscheinbar klein gegenüber der Mechanik.

 

1. Antriebsmotor

Der Antriebsmotor wird nur aktiviert, wenn eine Diskette im Laufwerk liegt bzw. verriegelt ist. Er ist dafür zuständig, die Diskette in eine konstante Rotation zu versetzen: bei 3 1/2'-FDDs 300 Umdrehungen/min. und bei 5 1/4'-FDDs 360 Umdrehungen/min. Der Motor braucht zum Anlaufen durchschnittlich 400 Millisekunden.

Um eine konstante Rotation des Laufwerks nicht zu gefährden, sollten Diskettenlaufwerke immer nur horizontal oder vertikal in einem rechten Winkel betrieben werden. Beim Betrieb in einem schrägen Winkel bekommen die Lager des Laufwerks langfristig mit Sicherheit eine Unwucht.

 

2. Schreib-/Lesekopf

Diese sind notwendig, um Daten auf die Diskette zu schreiben bzw. von der Diskette zu lesen. Sie befinden sich auf einem Ausleger auf beiden Seiten des Laufwerkes, da Disketten üblicherweise zweiseitig gelesen und beschrieben werden können. Bei diesen Köpfen handelt es sich um kombinierte Köpfe, die gleichzeitig lesen und schreiben können.

 

3. Steppermotor

Die Bewegung und Positionierung der Köpfe wird mit Hilfe eines zweiten Motors durchgeführt. Wenn man sich beim Einschalten des PCs über ein unangenehmes Krächzen zu hören ist, so handelt es sich hier um die Köpfe, die vom Steppermotor zur Prüfung der Funktionsfähigkeit in ihre Ausgangsposition gefahren werden.

Beim Hochfahren wird normalerweise der PC im ersten Diskettenlaufwerk nachsehen, ob sich dort eine Diskette befindet. Ist es keine Bootdiskette, d. h. keine Diskette, die ein Betriebssystem enthält, wird der PC von der Festplatte gebootet. Im Normalfall wird der PC allein schon aus Geschwindigkeitsgründen - von der Festplatte starten. Die Einstellung "Floppy Drive Seek at Boot' im Advanced CMOS-Setup sollte ausgeschaltet werden, um das Laufwerk vor nicht unbedingt nötigen Abnutzungserscheinungen, zu bewahren.

 

4. Kontrollelektronik

Die Elektronik des Laufwerks befindet sich meist auf der Unterseite. Sie ist dafür verantwortlich, die Signale vom und zum Controller aufzubereiten bzw. die Informationen, die der Schreib-/Lesekopf liefert, in eine elektronisch verständliche Codierung umzusetzen.

Kabel

1. Flachbandkabel

Um den Datenaustausch zwischen dem Laufwerk und dem Rechner zu gewährleisten benötigt man ein 34-poliges Flachbandkabel, das mit dem einen Ende am Laufwerk angeschlossen wird und mit dem anderen Ende am Controller hängt. Ein Controller ist die Einheit im Rechner, die den Zugang der Peripheriegeräte zum Bus organisiert.

Es gibt immer wieder Probleme beim Anstecken des Flachbandkabels ans Laufwerk bzw. an den Conroller, die dann meist zu Laufwerkslesefehlern führen.

Eine korrekte Verkabelung der Diskettenlaufwerke ist nicht nur für die Funktionsfähigkeit der FDDs wichtig, sondern bestimmt auch die Priorität der Laufwerkskennung!

 

2. Stromversorgung

Ein zweiter Anschluß dient der Stromversorgung des Laufwerks. Modernere Laufwerke benötigen nur noch +5 V Spannung. Es ist jedoch noch immer ein Stecker vorhanden, die +12 V Spannung führt. Die Kabeln für die Stromversorgung kommen vom Netzteil des Rechners.

Man kann die Stromversorgung weder bei einem 3 1/2'- noch bei einem 5 1/4'-Diskettenlaufwerk falsch anschließen. Beide Stecker haben Führungen, die das falsche Aufsetzen des Steckers verhindern.

 

 

Disketten

Disketten (engl. Floppy-Disk oder kurz Floppy) sind jene Medien, auf denen die Daten durch die Diskettenlaufwerke gespeichert werden. In den Urzeiten der Computer gab es durchaus noch Disketten mit einer Größe von bis zu 8'. Jedoch heute sind eigentlich nur die älteren 5 ¼' Disketten und deren Nachfolger die 3 ½' Disketten von Bedeutung. Diese werden auch heute noch gebraucht.

 

1. Allgemein

Unabhängig von den verschiedenen Formaten, ist die physikalische Beschaffenheit solch eines Datenträgers immer gleich. Im Inneren der Ummantelung befindet sich eine Kunststoffscheibe mit einer magnetischen Beschichtung. Die Innenseiten der Ummatelung ist mit einem Filz ausgelegt, damit die Magnetscheibe von Druckschäden und Staubablagerungen beschützt wird.

Diese Schicht wird beim Formatieren der Diskette für die Speicherung von Daten vorbereitet. Dabei wird die Oberfläche in logische Sektoren und Spuren unterteilt.

Beim Lesen bzw. beim Schreiben liegt der Schreib-/Lesekopf auf der Oberfläche der Diskette auf.

 

2. Der Schreibschutz

Der Schreibschutz ist sehr hilfreich im Kampf gegen Computerfviren, die ja im Regelfall durch Diskettenaustausch verbreitet werden. Natürlich schütz der Schreibschutz vor ungewolltem Überschreiben wichtiger Daten.

Bie 5 ¼' Disketten ist der Schreibschutz eine rechteckige Einkerbung am Rande der Diskette. Üerklebt man diese Kerbe mit einem in der Diskettenpackung mitgelieferten kleinen Aufkleber (im Normalfall tut es auch ein Tesafilm-Streifen), können auf dieser Diskette keine Daten mehr abgelegt oder verändert werden. Ein ähnlicher Mechanismus existiert bei Audio-Cassetten. Über einen Berührungssensor tastet das Laufwerk diesen Schreibschutz ab und erkennt so, ob Informationen auf die Diskette geschrieben werden dürfen.

Bei 3 ½' Disketten ist der Schreibschutz durch einen einrastenden Schieber realisiert am hinteren Ende der Diskette realisiert.

 

3. 5 ¼' Diskette

Die Ummantelung dieser Diskette mißt 13,4 x 13,4 cm.

In der Mitte der Scheibe befindet sich ein Loch, um die Kunstoffscheibe zu zentrieren und fest an den Antriebsmechanismus des Laufwerks zu pressen. Ein kleines Loch rechts davon dient der Identifizierung des Indexloches. Es dient dem Laufwerk zur Identifizierung der Position der Diskette, genauer, an welcher Stelle nach einer Formatierung die Spuren der Diskette beginnen. Zur Erkennung wird das Indexloch an der entsprechenden Position im Laufwerk über einen Fotosensor abgetastet. (Es gibt auch Disketten mit mehreren Indexlöchern, die aber im PC-Bereich mit dem Betriebssystem DOS nicht verwendet werden. Bei diesen Disketten wird die logische Unterteilung hardwaremäßig durchgeführt.)

 

Man findet auf der Diskette weiterhin eine ovale Schreib-/Leseöffnung. In diesem Bereich greift der Schreib-/Lesekopf des Laufwerks auf die Oberfläche zu.

 

 

 

 

4. 3 ½' Disketten

3 1/2'-Disketten stecken in einer nicht-flexiblen Kunstoffhülle. Die kann zwar auch brechen, jedoch ist dazu ein gehöriger äußerer Druck vonnöten. Ein sicherer Schutz der Daten ist daher von vornherein gewährleistet.

 

Der Bereich, auf den der Schreib-/Lesekopf zugreift, ist immer durch einen Metallschieber geschützt, solange die Diskette nicht im Laufwerk liegt. Erst innerhalb der FDD wird der Schieber automatisch zur Seite gedrückt.

Die Diskette ist kleiner und damit handlicher als eine 5 1/4'-Floppy. Weil natürlich auch das entsprechende Laufwerk kleiner und vor allem leichter ist, ist sie für den Einsatz in portablen Geräten (Laptops, Notebooks) geradezu prädestiniert.

Zwar gibt es auch bei 3 1/2'-Disketten zwei Versionen mit unterschiedlicher Speicherkapazität, man erkennt den Unterschied jedoch sofort. Durch ein Sensorloch im rechten unteren Bereich der Diskette, das bei der DD-Version gänzlich fehlt.

Auf einer 3 1/2'-Diskette können wesentlich mehr Daten gespeichert werden als auf einer 5 1/4'-Diskette. Durch eine Materialverbesserung des Kunstoffträgers können die Daten enger nebeneinander abgelegt werden.

 

 

 

Funktionsweise

Logische Einteilung von Disketten

Diskettenlaufwerke werden elektronisch und mechanisch über die entsprechenden Bauteile angesprochen und gesteuert - beim Schreiben, Lagern und Lesen der Daten tritt aber das Betriebssystem in Aktion, und das Betriebssystem braucht eine Einteilung des Datenträgers in ganz bestimmte Bereiche, um mit dem Medium Diskette überhaupt erst etwas anfangen zu können.

Durchgeführt wird diese Einteilung durch den Vorgang des Formatierens. Aus diesem Grund wird eine Diskette in zwei Kenngrößen eingeteilt: in Spuren (engl. Tracks) und Sektoren (Sectors).

Die Anzahl der Daten, die innerhalb eines Sektors abgelegt werden können, ist ziemlich willkürlich - bei DOS liegt diese Größe bei 512 Bytes. Andere Betriebssysteme verwalten andere Mengen. Die Spuren entsprechen den der Rillen einer Schallplatte - abgesehen davon, daß die Schallplattenrille linear und nicht konzentrisch ist. Hier werden die Informationen magnetisiert abgelegt.

Die Kapazität einer Diskette ergibt sich aus der

Anzahl der Seiten x Spuren pro Seite x Sektoren pro Spur x Bytes pro Sektor.

Für eine 3 1/2'-HD-Diskette hieße das: 2 x 80 x 18 x 512 = 1.474.560 Bytes

 

Auf der Diskette steht dieser theoretische Platz aber nicht komplett zur Verfügung. Das Betriebssystem muß zur Verwaltung der Daten auf der Floppy bestimmte Bereiche reservieren (FAT = File Allocation Table).

 

Lesen und Schreiben

Wenn ein Datenträger formatiert worden ist, ist es möglich diesen zu beschreiben und später diese geschriebenen Daten wieder zu lesen.

https://www.litde.com/beispiele-der-texthermeneutik/

https://www.litde.com/fiktion-und-realitt/