Diskette

Speichermedium

Allgemeines
Name	Diskette
Typ	magnetisch
Ursprung
Erfindungsjahr	1971
Erfinder	Alan Shugart (IBM)
Speicherkapazität	80 KiB
Daten (3,5″ HD Disketten)
Größe	ca. 3,5″ (90,0 mm × 94,0 mm × 3,3 mm)
Speicherkapazität	1440 KiB (siehe auch Diskettenformate)
Lebensdauer	ca. 5 Jahre

3,5″-Diskette Vorder- und Rückseite, sowie Innenseite

Eine Diskette ist ein magnetischer Datenträger, der zur Datenspeicherung verwendet wird. Sie besteht aus einer flexiblen Kunststoffscheibe – daher die englische Bezeichnung „floppy disk“ oder kurz „Floppy“, was deutsch ungefähr mit „wabbelige Scheibe“ zu übersetzen wäre. Diese Scheibe ist mit einem magnetisierbaren Material, meistens Eisenoxid, beschichtet. Zum Schutz ist sie meistens in einem Kunststoffgehäuse (früher: Pappe) verpackt, welches je nach Diskettentyp entweder ebenfalls biegsam oder starr ist.

Im Unterschied zu Festplatten schleift der Schreib-/Lesekopf bei Disketten direkt auf der beschichteten magnetisierbaren Oberfläche, was mit der Zeit zu deutlichem Abrieb führt und die dauerhafte Verwendbarkeit von Disketten stark einschränkt.

Außerdem schleift auch die Magnetscheibe 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

Das Format von Disketten wird meistens in Zoll (″) angegeben, gebräuchliche Größen waren:

200 mm (ca. 8″) mit 180 KiB – das ursprüngliche Diskettenformat von IBM als Ersatz für die unhandlichen Stapel von Lochkarten, später mit bis zu 1 MiB
130 mm (ca 5,25″) mit 80 KiB bis 1200 KiB (160 KiB bei den ersten IBM-PCs)
90 mm (ca. 3,5″) mit 720 KiB bis 3520 KiB ≈ 3,4 MB (ED-Disketten mit 44 Sektoren formatiert)
80 mm (ca. 3″) mit 180 KiB pro Seite (u. a. Schneider CPC und Joyce)

Darüber hinaus wurden noch andere Größen (wie z. B. 3,25 Zoll und 50 mm (ca. 2 Zoll)) entwickelt, die sich aber nicht durchsetzen konnten.

Die Normen für 3,5″-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 mm × 94,0 mm × 3,3 mm ergeben. Die magnetische Scheibe im Inneren hat einen Durchmesser von genau 86,0 mm. Man unterscheidet

ein- und zweiseitig beschriebene Disketten (SS: single sided, DS: double sided),
die Aufzeichnungsdichte, die sich aus dem verwendeten magnetischen Material ergibt (SD: Single Density, DD: Double Density, HD: High Density, ED: Extended Density), sowie
hard- oder soft-sektoriert.

Bei hard-sektorierten Disketten gibt es auf der Kunststoffscheibe ein Indexloch pro Sektor, bei soft-sektorierten nur eines überhaupt. Dieses Indexloch legt den Startpunkt einer Spur fest, sofern es vom Laufwerk nicht ignoriert wird (Soft-Synchronisierung: Erkennen des Spurbeginns durch Folge von Synchronisations-Bits).

Zur genauen Spezifikation einer Diskette gehören noch weitere Angaben:

die Anzahl der Magnetspuren („Tracks“) (anfänglich meist 35, später typischerweise 40 oder 80)
die Anzahl Sektoren (Blöcke pro Spur) (zum Beispiel 18)
die Blockgröße (früher 128, 256 oder 512 Byte, heute meistens nur noch 512 Byte)
das Aufzeichnungsverfahren (anfänglich FM, später meistens MFM; bei Apple und Commodore wurde auch das GCR-Verfahren eingesetzt)
die Spurdichte, meist 96 tpi (tracks per inch), Commodore benutzte hier auf seinen größeren Laufwerken den abweichenden Wert von 100 tpi, um die Kapazität zu erhöhen, 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 dieses auf Schwierigkeiten. Einige Hersteller variierten daher entweder die Umdrehungsgeschwindigkeit (Apple) oder die Datenrate (Commodore) abhängig von der Kopfposition, was mehr auf der Diskette zu speichern erlaubte, diese aber inkompatibel zu Laufwerken anderer Hersteller machte.

Ein Trick, die Zugriffsgeschwindigkeit zu erhöhen, bestand im so genannten 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 war oft von der verwendeten Hardware abhängig.

Ähnlich gelagert war die Idee, den logisch ersten Sektor einer Spur etwas versetzt gegenüber den benachbarten Spuren anzuordnen, so dass nach einem Spurwechsel im Idealfall zum Beispiel gleich weiter gelesen werden konnte..

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 seitliche (bei 8″ an der Front) Schreibschutz-Aussparung mit einem Aufkleber zum Schreibschutz zugeklebt werden (geschlossen = Schreibschutz).

Eine HD-Diskette behält die Daten ca. fünf Jahre. Wenn sie entsprechend gegen Feuchtigkeit und Magnetismus abgeschirmt ist, sind auch längere Lagerzeiten problemlos möglich. Wegen des Erdmagnetismus empfiehlt es sich jedoch, die Daten nach 1 - 2 Jahren erneut auf eine andere Diskette zu kopieren, um einen Datenverlust mit höherer Sicherheit zu verhindern. Disketten geringerer Schreibdichte sind erfahrungsgemäß bei trockener Lagerung jahrzehntelang haltbar.

Diskettenlaufwerke

Ein Diskettenlaufwerk dient zum Lesen und Schreiben der Daten der Diskette. Es gibt interne, die in ein Computergehäuse integriert werden, und externe Laufwerke, die ein eigenes Gehäuse haben und über Kabel an den Rechner angeschlossen werden. Die Bauformen entsprechen denen der Disketten: 200 mm (8″), 130 mm (5,25″) und 90 mm (3,5″).

Während 8″-Laufwerke meistens nach dem Einschalten pausenlos laufen und bei Nichtgebrauch die Schreib-Lese-Köpfe von der Diskette abgehoben werden, wird bei den kleineren Varianten der Motor nur bei Bedarf angeschaltet; die Köpfe können daher immer auf der Diskettenoberfläche verbleiben, ohne diese zu überlasten.

Geschichte

Die erste Diskette (200 mm, 8 Zoll) mit dem dazu gehörenden Laufwerk wurde von IBM 1969 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 Magnetbänder üblich. Die Erfindung der Diskette wird allgemein Alan Shugart zugeschrieben. Die Kapazität der ersten Diskette war ca. 80 KiB, 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 und Magnetbänder. Shugart gründete 1973 seine eigene Firma (Shugart Associates) und entwickelte 1976 die 5,25″-Diskette. 1978 stellte TEAC das erste 5,25″-Diskettenlaufwerk der Welt vor; für die damals neuen Mikrocomputer wird das neue Format sofort aufgegriffen, für Großrechner erst etwas später. 1981 stellt Sony die 90-mm-(3,5″)-Diskette im starren Gehäuse mit zunächst 720 · 1024 Byte = 720 KiB ≈ 737 kB (9 Sektoren), später 1440 · 1024 Byte = 1440 KiB = 1 474 560 Byte ≈ 1,40625 MiB (18 Sektoren, unformatiert) vor. Die falsche Bezeichnung der letzteren mit „1,44 MB“ rührt durch die Tatsache, dass 1 MB mit 1000 · 1024 Byte berechnet wurde. Sie kommt im IBM-PC ab den PS/2-Modellen zum Einsatz und wird dadurch zum Standard.

Viele andere Systeme verwendeten dieselben Disketten, jedoch mit unterschiedlichen Aufzeichnungsformaten und Dateisystemen. So fasst etwa eine mit FFS formatierte 3,5″-HD-Diskette eines Amiga-Rechners 1,76 MB., gewöhnlich wurden aber 3,5" DD Disketten verwendet, die mit ca. 880KB formatiert waren. Später erscheinen noch so genannte ED-Disketten mit 2880 · 1024 Byte = 2880 KiB (36 Sektoren) (fälschlicherweise mit 2,88 MB bezeichnet). Letztere fanden vor allem bei Computern von NeXT und den IBM PS/2s Verwendung, erreichten darüber hinaus aber kaum Verbreitung. Die „1,44-MB“-Diskette blieb viele Jahre hindurch der übliche Standard, bis die Diskette durch die zunehmende Vernetzung der Rechner und die neuen, wesentlich mehr Daten fassenden, beschreibbaren optischen Medien (CD-R und DVD-R) an Verbreitung und Nutzung verlor. Seit ca. 2000 werden immer mehr neue Computer ganz ohne Diskettenlaufwerk verkauft.

Ein kleiner Markt besteht auch heute noch für ältere Synthesizer und Sampler, da für diese als Speichermedien für die Klangdaten oft Disketten verwendet wurden, z.B. beim Roland S-50. Bei Geräten die über die Möglichkeit des Mididump verfügen, können die Klangdaten auf diesem Weg gesichert werden.

Alternativen

Zeitweise wurden in IBM-PC und auch Apple-Computern Zip-Laufwerke (100 MB, später 250 MB und zuletzt 750 MB) als Diskettenlaufwerksersatz verbaut. Diese konnten sich aber nicht dauerhaft durchsetzen, da sie von den beschreibbaren optischen Medien verdrängt wurden.
Ein sehr kurzes Gastspiel als Ersatz hatten SuperDisk-Laufwerke (LS120). Neben speziellen Speichermedien sind hier auch Standard-3,5″-Disketten mit einer Kapazität von 1440 KiB bzw. 720 KiB verwendbar.
Sony versuchte 1998 mit einem HiFD-Diskettenlaufwerk, das Disketten mit 200 MB Kapazität lesen und beschreiben konnte, und zur „1,44-MB“-Diskette kompatibel war, die gängigen Laufwerke abzulösen.

All diese verbesserten Versionen des ursprünglichen 3,5-Zoll-Diskettenlaufwerkes konnten jedoch keine größere Verbreitung erlangen. Mittlerweile (2007) sind auch sie hinsichtlich Speicherkapazität und Geschwindigkeit überholt.

Apple Computer liefert seine Rechner bereits seit 1998 ohne Diskettenlaufwerk aus. Auch neuere IBM-kompatible PCs haben seit dem Jahr 2004/2005 zunehmend oft keine eingebauten Diskettenlaufwerke mehr. Stattdessen kann man externe Diskettenlaufwerke an die USB-Schnittstelle anschließen, die jedoch bei Neugeräten nicht im Lieferumfang enthalten sind. Oft ist der Diskettencontroller dennoch auf dem Mainboard vorhanden, so dass man dann nachträglich selbst ein Diskettenlaufwerk einbauen kann.

Seit 2002/2003 werden zunehmend USB-Sticks (Flashspeicher) sowie andere externe USB- und FireWire-Massenspeicher wie Festplatten und DVDs als Datenträger verwendet, jedoch sind die notwendigen Fähigkeiten für einen vollständigen Ersatz der Diskette auf dieser Basis, vor allem die Bootfähigkeit, erst bei neueren x86-PC-Hauptplatinen gegeben.

Für einige Dinge sind jedoch Disketten noch nicht direkt ersetzbar. So müssen zum Beispiel Firmware-Updates für Adaptec RAID-Karten auf zwei Disketten verteilt gespeichert werden. CDs, DVDs und USB-Sticks unterstützen zwar eine Disketten-Emulation zum Booten, nicht aber das Wechseln auf eine zweite virtuelle Diskette. Außerdem ist das Erstellen einer virtuellen Bootdiskette auf diesen neuen Medien immer noch nicht trivial.

Diskettenformate

Historische Liste nach Erscheinen der Diskettenformate, einschließlich des zuletzt überall vorhandenen Formates, 3½-inch HD.
Format	Erscheinungsjahr	Kapazität in KiB (falls nicht anders angegeben)	davon abweichende im Handel angegebene Kapazität
8-inch (read-only)	1971	80
8-inch	1973	256	256 KB
8-inch	1974	800
8-inch dual-sided	1975	1000
5¼-inch	1976	110
5¼-inch DS, SD	1977	180
5¼-inch DS, DD	1978	360	360 KB
5¼-inch HD	1984	1200
3-inch	1982	360
3-inch DD	1984	720
3½-inch DD	1984	720	720 kB
2-inch	1985	720
3½-inch HD	1987	1440	1,44 MB
3½-inch ED	1991	2880	2,88 MB
3½-inch LS-120	1996	120,375 MB	120 MB
3½-inch LS-240	1997	240,75 MB	240 MB
3½-inch HiFD	1998/99	150/2000 GB	150/2000 GB
Abkürzungen: DD = Double Density; QD = Quad Density; HD = High Density ED = Extended Density; LS = Laser Servo; HiFD = High capacity Floppy Disk
Die aufgelisteten Speicherkapazitäten beziehen sich auf: Für 8-inch: Standard-IBM-Formate, wie sie von den System/370-Großrechnern und neueren Systemen verwendet werden Für 5¼- und 3½-inch: Standard-PC-Formate, die angegebenen Kapazitäten sind die Gesamtgröße aller Sektoren der Diskette, einschließlich des für Bootsektor und Dateisystem verwendeten Speicherplatzes Bei anderen Formaten kann die mit den gleichen Laufwerken und Disketten erreichbare Speicherkapazität variieren.