Đĩa mềm (tiếng Anh Floppy Disk) là bộ nhớ ngoài của máy tính có thể tháo ra và cầm theo người được làm từ một tấm chất dẻo hình tròn phủ một lớp bột vật liệu sắt từ mỏng và đặt trong một phong bì hình chữ nhật để tránh bụi cùng các tác động có hại.

Việc ghi/đọc đĩa mềm được thực hiện bằng một thiết bị ngoại vi có tên là ổ đĩa mềm, thường được viết tắt là FDD (Floppy disk drive) (xt. Ổ đĩa mềm). Khi cho đĩa mềm vào ổ đĩa, ổ đĩa sẽ quay đĩa để một vùng hình vành khăn trên mặt đĩa (cg. rãnh) lướt qua đầu từ, nhờ đó đầu từ có thể ghi hoặc đọc thông tin lên/từ đĩa theo sự điều khiển của hệ điều hành (xt. Hệ điều hành MS DOS). hệ điều hànhcũng có thể điều khiển đầu từ dịch chuyển theo phương bán kính đĩa để có thể ghi/đọc các rãnh khác nhau trên toàn mặt đĩa.

Cấu tạo

Phong bì chứa đĩa mềm tương đối cứng, mặt trong thường được dán một lớp chất xốp để lau bụi trên đĩa và làm giảm hệ số ma sát. Trên phong bì có một khe để đầu từ trong ổ đĩa có thể tiếp xúc trực tiếp với mặt đĩa và dịch chuyển theo phương bán kính đĩa; tùy theo loại đĩa khe này để hở hoặc có một tấm chắn tự động mở/đóng khi người sử dụng đưa đĩa vào/ra khỏi ổ đĩa. Ngoài khe hở nói trên, phong bì chứa đĩa mềm còn có một khe (ở loại đĩa 8 inch và 5,25 inch) hoặc nút gạt (ở loại đĩa 3,5 inch) để người sử dụng có thể che/gạt để bảo vệ chống ghi lên đĩa (write-protect).

Đĩa mềm có 3 loại kích thước (tính theo đường kính đĩa): 8 inch, 5,25 inch và 3,5 inch (inch là đơn vị đo chiều dài Anh, bằng 2,54 cm). Trên hình 1 dưới đây có mô tả về đĩa mềm 3,5 inch.

Ký hiệu loại đĩa mềm: đĩa mềm chỉ sử dụng một mặt được ký hiệu là SS (Single Sided), còn đĩa sử dụng cả hai mặt được ký hiệu là DS (Double Sided). Các đĩa ghi số liệu theo phương pháp mã hóa mật độ thấp được ký hiệu là SD (Single Density); các đĩa ghi số liệu theo phương pháp mã hóa cải tiến có mật độ cao gấp đôi được ký hiệu là DD (Double Density). Thí dụ về ký hiệu ghi trên một số đĩa đã từng có trên thị trường: SS/SD, DS/SD, DS/DD.

Các hệ điều hành nói chung đều có chức năng quản lý thông tin trên đĩa và điều khiển việc truy cập đĩa ở một số mức cao thấp khác nhau; vì vậy chúng phải có phương pháp tổ chức thông tin thích hợp để vừa đạt được tốc độ đọc/ghi dữ liệu cao vừa đạt hiệu quả sử dụng dung lượng nhớ của đĩa cao.

Mặt đĩa (side/head): chỉ có một số loại đĩa mềm thời kỳ đầu sử dụng một mặt để lưu trữ dữ liệu, còn lại đều sử dụng cả hai mặt đĩa. Khi lắp đĩa mềm vào ổ đĩa, mỗi mặt đĩa sẽ có một đầu từ đọc/ghi trên mặt đĩa đó. Chính vì vậy, để chỉ rõ vị trí của một đơn vị chứa thông tin trên đĩa, người ta có thể dùng mặt đĩa hoặc đầu từ (side/head). Các hệ điều hànhthường đánh số thứ tự side/head bắt đầu từ số 0.

Rãnh (track/cylinder): số liệu được ghi trên đĩa theo các đường tròn (thực tế là các hình vành khăn có độ rộng rất nhỏ) đồng tâm hay còn gọi là rãnh, được đánh số từ ngoài vào tâm theo thứ tự từ nhỏ tới lớn, rãnh ngoài cùng là rãnh 0. Trên hai mặt đĩa luôn có các cặp rãnh có cùng số thứ tự, mỗi cặp được gọi là một từ trụ (cylinder). Để chỉ rõ vị trí của một đơn vị chứa thông tin trên đĩa, người ta có thể dùng track hoặc cylinder tương tự như cặp side/head.

Cung (sector): mỗi rãnh (track) được chia làm nhiều phần bằng nhau gọi là cung (sector), số cung trên một rãnh tuỳ thuộc cách phân chia và loại đĩa mềm. Việc chia sector được thực hiện bằng một trong hai phương pháp sau đây:

• Chia sector bằng phần mềm (soft sectoring): đĩa 5,25 inch có một lỗ nhỏ gần tâm gọi là lỗ chỉ số, nó được cảm biến quang điện của ổ đĩa nhận biết, ổ đĩa căn cứ vào vị trí lỗ chỉ số để ghi lên rãnh các tín hiệu phân chia rãnh thành các cung. Đĩa 3,5 inch không có lỗ chỉ số nhưng nhờ có lỗ cắm chốt truyền động nên đĩa luôn luôn được kẹp vào hệ thống quay đĩa tại một vị trí xác định. Nhờ vậy đơn vị ổ đĩa có thể ghi các tín hiệu phân chia rãnh thành các phần bằng nhau như ở ổ đĩa 5,25 inch.

• Chia sector cố định (hard sectoring): ngoài lỗ chỉ số với các chức năng như trên, một số loại đĩa mềm còn có các lỗ cung cũng được nhận biết như lỗ chỉ số - chúng đánh dấu điểm bắt đầu cung số liệu trên rãnh. Phương pháp này được sử dụng với các đĩa mềm loại 8 inch và đĩa mềm 5,25 inch thời kỳ đầu.

Định dạng (format) đĩa mềm:

Người sử dụng có thể sử dụng các lệnh của hệ điều hànhhoặc một số phần mềm để định dạng đĩa, tức là ra lệnh cho ổ đĩa mềm ghi các thông tin về tổ chức đĩa lên đĩa. Các thông tin đó thường bao gồm: sử dụng một mặt đĩa hay cả hai mặt đĩa, trên mỗi mặt đĩa có bao nhiêu rãnh, mỗi rãnh được chia thành bao nhiêu cung v.v. Dung lượng đĩa mềm phụ thuộc vào các thông số định dạng, một số giá trị điển hình là 180, 360, 720 kilo byte, 1,44 mega byte. Tất nhiên dung lượng đĩa còn phụ thuộc vào đặc điểm vật lý của đĩa mềm (do nhà sản xuất quyết định) và đặc tính kỹ thuật của ổ đĩa mềm.

Một đĩa mềm đã được định dạng và chứa dữ liệu có thể được định dạng lại, khi đó thông tin về tổ chức đĩa sẽ được ghi lại, còn dữ liệu của người dùng sẽ bị mất. Mỗi hệ điều hànhcó tổ chức thông tin trên đĩa riêng; đĩa mềm được định dạng bằng hệ điều hành này có thể sử dụng được hoặc không sử dụng được với hệ điều hành khác, tùy thuộc vào các hệ điều hành cụ thể và các tham số mà người sử dụng truyền cho các lệnh hoặc phần mềm định dạng đĩa.

Quá trình hình thành và phát triển

Đĩa mềm và ổ đĩa mềm đầu tiên được sáng chế tại công ty IBM và trang bị cho máy tính mini vào cuối những năm 1960. Đĩa mềm đầu tiên này là loại có kích thước 8 inch, dung lượng dữ liệu là 80 ki-lô byte nhưng là loại chỉ đọc, được dùng để chứa một số vi chương trình kèm theo máy tính. Sau đó, người lãnh đạo việc thiết kế và chế tạo đĩa mềm và ổ đĩa mềm đầu tiên của công ty IBM là Alan Shugart đã rời khỏi IBM và thành lập công ty Memorex. Năm 1972 công ty Memorex đã bán ra thị trường ổ đĩa mềm và đĩa mềm có khả năng đọc-ghi đầu tiên, được ký hiệu là Memorex 650. Đĩa mềm này có dung lượng dữ liệu là 175 ki-lô byte, có 50 rãnh, mỗi rãnh có 8 cung được chia cố định, mỗi cung chứa được 480 byte dữ liệu. Loại đĩa này đã từng được sử dụng trong các máy tính mini của hãng IBM, DEC và nhiều hãng khác.

Đĩa và ổ đĩa mềm 5,25 inch ra đời năm 1981 cùng với sự ra đời của máy tính cá nhân IBM PC. Đĩa và ổ đĩa mềm 3,5 inch ra đời năm 1984 cùng với sự kiện hãng Apple đưa ra thị trường máy tính Macintosh. Loại đĩa này tuy vẫn được gọi là đĩa mềm, nhưng thực tế nó không còn “mềm” nữa, do sử dụng phong bì bằng nhựa cứng. Loại đĩa và ổ đĩa nhỏ gọn này nhanh chóng được sử dụng rộng rãi và trở thành một chuẩn của các máy tính cá nhân, kể cả máy của hãng IBM. Từ cuối những năm 1990, do khuynh hướng kết nối máy tính với Internet ngày càng phổ biến, người sử dụng có nhiều cách thuận lợi và rẻ tiền để chuyển tệp (file) qua mạng Internet, nên đĩa mềm ngày càng ít được sử dụng và dần biến mất.

Tập tin:Đĩa mềm.png

Tài liệu tham khảo

1. Benjamin W. Wah, Wiley Encyclopedia of Computer Science and Engineering, Publisher: Wiley-interscience, 2008. ISBN-10: 0471383937, ISBN-13: 978-0471383932.
2. Britannica Concise Encyclopedia, Revised and Expanded Edition, Publisher: Encyclopædia Britannica, Inc, 2006. ISBN: 978-1-59339-492-9.
3. Harry Henderson, Encyclopedia of Computer Science and Technology, Revised Edition, Publisher: Facts On File, Inc, 2009. ISBN-13: 978-0-8160-6382-6.
4. Michael Tischer, PCINTERN-System programming: The Encyclopedia of DOS programming Know How, 5th Edition, Arbacus, 1992. ISBN-10: 1557551456, ISBN-13: 978-1557551450.
5. Microsoft Computer Dictionary, Fifth Edition, Microsoft Press, 2002. ISBN 0-7356-1495-4.