mini|Teile einer 3½″-Diskette:1. HD-Kennloch2. Drehlager3. Schutzblende4. Gehäuse aus Kunststoff5. Ring aus Teflon-beschichtetem Papier6. Magnetscheibe7. Disk-Sektor (Element der internen Datenstruktur, nicht visuell wahrnehmbar)8. Schreibschutzschieber mini|3½″-Diskette Vorder- und Rückseite, sowie Innenseite mini|Datenträger einer 3½″-Diskette mini|Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme der magnetisierbaren Oberfläche, 20.000-fach vergrößert
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 3½″) durch ein festes Kunststoffgehäuse mit Fensterverschluss besser geschützt. Die englische Bezeichnung „“ oder kurz Floppy, was im Deutschen etwa „wabbeliger Scheibe“ entspricht, beruht auf der flexiblen Eigenschaft des Speichermediums, im Gegensatz zur („feste Scheibe“) eines Festplattenlaufwerkes ().
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.
Eigenschaften Formate mini|Magnetooptische Visualisierung magnetisch gespeicherter Informationen einer Floppy Diskette mini|3½-Zoll-Diskette mit einem Computerspiel von 1987 mini|Diverse 3½-Zoll-Disketten aus den 1980er Jahren mini|Apples „Double-Sided Floppy Disks“ (1980er Jahre)
Das Format (im Sinne von physischer Größe) von Disketten wird vor allem in Zoll (″) angegeben; gebräuchliche Größen waren und sind: 8″ (eigentlich 200 mm) mit 80 bis 1184 KiBDie Kapazitäten von Disketten werden in einer Mischung aus Zweierpotenzen und Zehnerpotenzen notiert. „KB“ steht bei Disketten üblicherweise für die auch KiB und Kibibyte genannte Einheit von 210 = 1024 Byte. „MB“ steht bei Disketten je nach Typ für 1000 oder 1024 KiB. In diesem Artikel werden „KiB“ und „MiB“ in der Bedeutung von 1024 Byte bzw. 1024 KiB verwendet und „KB“ und „MB“ in der Bedeutung von 1000 Byte bzw. 1000 KB, wenn nichts anderes angegeben ist. – das ursprüngliche Diskettenformat von IBM als Ersatz für unhandliche Lochkartenstapel. 5¼″ bzw. 5,25″ (eigentlich 130 mm) mit 88 bis 1200 KiB (160 KiB beim ersten IBM PC) 3½″ bzw. 3,5″ (eigentlich 90 mm) mit 360 bis 2880 KiB (1440 KiB HD-Disketten waren zuletzt das Standardformat im PC-Bereich; ED-Disketten mit 2880 KiB fanden kaum Verbreitung.) Die Kunststoffhülle ist 90 mm breit, 94 mm lang und 3,3 mm hoch. 3″ (eigentlich 80 mm) mit 180 KiB pro Seite (u. a. Schneider/Amstrad CPC, Joyce und Oric Atmos) 2″ für Video Floppy eingeführt mit der Sony-Mavica-Digitalkamera 2″ für Zenith minisPORT (793 KiB, doppelseitig, double-density, 80 Spuren, 245 tpi, Medium: Fujifilm LT-1). Aufgrund des hohen Preises (80 $ für 10 Stück) wenig verbreitet.
Darüber hinaus wurden noch andere Größen entwickelt, wie 3¼″ und 2″, diese konnten sich allerdings nicht durchsetzen. Eine Ausnahme war die von Sony entwickelte Video Floppy im 2″-Format,floppy disk (Video Floppy) (1986 - 1990s) auf der Website Museum Of Obsolete Media (abgerufen: 24. Mai 2017) die unter anderem in der analogen Urversion der Sony-Mavica-Fotoapparate sowie in Still-Video-Kameras verwendet wurden.
Datendichten Die Normen für 3½″-Disketten sind ISO/IEC 8860-1:1987 (doppelte Dichte), ISO/IEC 9529-1:1989 (hohe Dichte, ) 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: Ein- und zweiseitig beschriebene Disketten SS: single sided, alternative Bezeichnungen: 1S, 1 DS: Double sided, alternative Bezeichnungen: 2S, 2 die Aufzeichnungsdichte, die sich aus dem verwendeten magnetischen Material ergibt SD: Single Density DD: Double Density, alternative Bezeichnung: 2D, seltener auch HC für hohe Kapazität (aus englisch ) bei 3½″-Disketten QD: Quad Density, alternative Bezeichnung: 4D HD: High Density ED: Extra-hohe Dichte (aus englisch ) - oder -sektoriert – also hart oder weich in Datenblöcke unterteilt
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: DD: 2 µm Eisenoxid, Koerzitivfeldstärke rund 24 000 A/m HD: 1,2 µm Kobalt dotiertes Eisenoxid, Koerzitiv-Feldstärke rund 48 000 A/m ED: 3 µm Bariumferrit, Koerzitiv-Feldstärke rund 60 000 A/m
Zur genauen Spezifikation einer Diskette gehören noch weitere Angaben: die Anzahl der Magnetspuren, die „Tracks“, (anfänglich meist 35, später typischerweise 40 oder 80) die Anzahl Sektoren, also Blöcke pro Spur, (z. B. 9 oder 18) die Blockgröße (früher 128, 256, 512 oder 1024 Byte, heute meistens nur noch 512 Byte; viele Controller unterstützen auch 1- und 8-KiB-Sektoren) das Aufzeichnungsverfahren (anfänglich FM, später meistens MFM; bei Apple und Commodore wurde auch das GCR-Verfahren eingesetzt) die Spurdichte, meist 48, 96 oder 135 tpi (Tracks Per Inch). Commodore benutzte auf einigen Laufwerken den abweichenden Wert von 100 tpi, was diese Disketten für Fremdlaufwerke physisch unlesbar machte.
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 3½″-Disketten durch einen kleinen Schieber hinten rechts oben an- bzw. ausschalten lässt (offen = Schreibschutz). Bei 5¼″- und 8″-Disketten muss eine am Rand befindliche Schreibschutz-Aussparung (bei 8″ an der Front, bei 5¼″ 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 3½″-Disketten kann auch mit durchsichtigem Klebeband ersetzt werden, da bei diesen Disketten die Schreibschutzprüfung mechanisch erfolgt.
Datenübertragungsrate 5¼″-HD- und 8″-Disketten rotieren üblicherweise mit 360 min−1, 5¼″-DD-, 3″- und 3½″-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. Name Modulations-frequenz Datenrate(brutto) Sektorenpro Spur Drehzahl Datenrate(netto) Spuren Spurabstand Kapazität(SS / DS) 8″ SD 250 kHz FM 31250 Byte/s 26× 128 Byte 360 min−1 19968 Byte/s (64 %) 74 ″ 240,5 / 481 KiByte 8″ DD 500 kHz MFM 61250 Byte/s 26× 256 Byte 360 min−1 39936 Byte/s (64 %) 74 ″ 481 / 962 KiByte 5¼″/3½″ DD 250 kHz MFM 31250 Byte/s 26× 128 Byte 300 min−1 16640 Byte/s (53 %) 40 ″ 130 / 260 KiByte 5¼″/3½″ DD 250 kHz MFM 31250 Byte/s 16× 256 Byte 300 min−1 20480 Byte/s (66 %) 80 ″ 320 / 640 KiByte 5¼″/3½″ DD 250 kHz MFM 31250 Byte/s 9× 512 Byte 300 min−1 23040 Byte/s (74 %) 80 ″ / ″ 360 / 720 KiByte 5¼″/3½″ DD 250 kHz MFM 31250 Byte/s 5× 1024 Byte 300 min−1 25600 Byte/s (82 %) 80 ″ / ″ 400 / 800 KiByte 5¼″ HD 500 kHz MFM 62500 Byte/s 15× 512 Byte 360 min−1 46080 Byte/s (73 %) 80 ″ 600 / 1200 KiByte 3½″ HD 500 kHz MFM 62500 Byte/s 18× 512 Byte 300 min−1 46080 Byte/s (73 %) 80 ″ 720 / 1440 KiByte
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.
Lebensdauer 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 UmweltbedingungenBeispiel: Hersteller Imation warb mit einer Lebensdauer von 100 Jahren bei der Lagerung bei 4–53 Grad Celsius und 8–90 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit. erreichbar. Wenn sie entsprechend gegen Wärme, Sonne und Magnetismus abgeschirmt ist, sollten Lagerzeiten von 10 bis 30 Jahren möglich sein. Disketten geringerer Schreibdichte sind erfahrungsgemäß bei trockener Lagerung jahrzehntelang haltbar. Zum Schutz vor Verschmutzung werden 5¼″- 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. 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. 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 Diskettenformate mini|Größenvergleich zwischen einer 8″- und einer 3½″-Diskette