软盘的故事

22.01.2025 20:09 Uhr – 21 Minuten Lesezeit
Von Stefan Dreher

您还记得软盘吗?不记得了吧?

您甚至能认出Word等许多程序中的保存图标吗?能吗?嗯,那上面画的就是软盘。

当然,软盘图标并非通过3D打印机打印出来的物体;它们是当年真实存在的产品。软盘是首批数据存储设备之一,它淘汰了穿孔卡片,彻底改变了计算机世界。它也因其柔软的特性而得名“软盘”。

我将为您讲解软盘驱动器的历史以及软盘是如何流通使用的。

8英寸(20.32厘米):开端

首批软盘驱动器早在1967年就已问世,但它们只能读取数据,并仅能将微代码加载到微型计算机中;当时的初始存储容量仅为81KB。微代码是设备的固件和控制指令。

这些软盘尺寸为8英寸(约20厘米),即直径20厘米。这体积相当庞大。工程师艾伦·舒格特(Alan Shugart)发明了它们。但直到1971年左右,它们才不仅可以读取,还可以写入和格式化。

回到1971年,计算机的体积有书桌那么大;设备被放置在桌下,为您的双脚留出空间。软盘驱动器则安装在桌子后部,软盘从上方插入。每个软盘驱动器重达6公斤,通常会有两个驱动器,因为最早的计算机没有硬盘。

功耗也绝不算低。每当从8英寸软盘读取或写入数据时,它们都会消耗55瓦的电力。

它们被称为Type 1型磁盘,每张8英寸软盘的存储容量仅为237.25KB。CP/M是这类微型计算机的标准操作系统。

5.25英寸(13.34厘米):进入家用电脑领域

随着时间的推移,软盘的尺寸发生了变化,变得更小巧、更实用,以便能装入家用电脑。当时,第一批家用电脑,例如IBM AT-XT,被推出,相应地,软盘也被缩小到5.25英寸(约13厘米),以便它们能适配家用电脑的软盘驱动器。

存储容量也得以提升,最终达到了1.2MB。这足以存储50篇文章,每篇文章1万字,每篇大小约20KB。图像数据在当时非常占用存储空间,像科幻作家这样的图书作者则使用WordStar工作,这是一款纯文本应用程序,没有图片或额外功能。

您只能编辑文本,无法插入图片。当时的文本在小屏幕上琥珀色的显示屏上闪烁,人们因此可以轻松地使用家用电脑进行文字处理、电子表格制作乃至编程。

然而,它们更容易受到磁层上指纹的影响,而且软盘可能会不小心被折叠,从而损坏数据。

3.5英寸(8.89厘米):“现代”软盘

现在我们来到了软盘发展的最后一个阶段,它只需要磁盘本身上的磁读写头。软盘进一步缩小到3.5英寸(8.89厘米),并配备了塑料外壳和读写头区域的保护盖。这是必要的,因为许多人会触摸磁层,导致其无法使用。软盘的磁层对触碰非常敏感,因为每一次触碰都可能使其氧化并留下永久性指纹。

得益于塑料外壳,软盘不再容易被折叠,因此这些创新确保了软盘的数据安全性。简化的写保护槽口保护数据免受意外覆盖,因为当槽口被向上拨动时,写保护功能就会激活。此时,驱动器不允许写入任何数据,只能读取。

它节省空间且便于携带,可以轻松存放在软盘专用塑料盒中,因为它们的直径仅略大于8厘米。在1990年代左右,它成为了主要的存储介质。

驱动器也变得更小,并以节省空间的方式安装在电脑机箱内,因为到1990年代中期,5.25英寸软盘已不再使用。腾出的5.25英寸驱动器位则被用于安装CD驱动器。

存储容量与数据安全

但软盘的存储容量很低,对于许多现代应用来说几乎不够用。只有文本文件或纯文本源代码才能完全容纳在软盘上,但它们却极其耐用。我至今仍保留着一些软盘,上面的数据已经保存了40多年。

然而,它也会老化,扇区会慢慢变得不可用,因为磁性会受到地磁和手机信号塔等外部因素的影响。软盘上的磁性会由于这些影响而逐渐消退。这在VHS录像带上也能看到,许多年后画面和声音都会失真。

通常,您可以使用特殊的软盘复制程序来抢救数据,这些程序在读取错误发生时可以多次重复或无限次尝试。在Linux系统下有如ddrescue这样的工具,或者在复古电脑上使用软盘复制程序。通过多次读取,旧软盘上的数据仍有可能恢复,从而安全地传输到镜像文件。如果运气不好,它们可能仍然无法使用,甚至显示为“未格式化”。

我成功保存了20-30年前的回忆,那时我用旧电脑编写了无数文本文件、BASIC程序和源代码。

旧式硬盘

老式硬盘的情况类似,但它们的使用寿命要长得多,因为存储层足够厚,可以保证数据安全。与今天的现代硬盘相比,它们仍然拥有与软盘类似的磁性涂层,因此存储容量也与软盘相近。

因为最早的硬盘采用MFM调制技术,这种技术也曾用于软盘,之后才通过改进的频率调制和其他磁性涂层显著增加了存储容量。

我那块40年前的30MB硬盘至今仍完美运行,就像第一天一样。但它很吵,不幸的是,老设备普遍如此。许多复古电脑都配备了硬盘模拟器或软盘模拟器,这样它们就可以使用SD存储卡工作,噪音消失,复古电脑也因此保持安静。

1990年代中期左右,500MB左右的硬盘和CD-ROM上的电脑游戏已是常态。是的,您没看错,是兆字节,而不是千兆字节或太字节。游戏通常将预渲染的3D场景作为视频文件存储在CD-ROM上,因为3dfx和Nvidia等3D图形加速器直到1990年代末才广为人知。

2000年代:一个时代的终结

2000年千禧年之交,USB存储棒迅速普及,并逐渐取代日益过时的软盘。软盘的生产逐渐停止。索尼等最后几家主要制造商于2010年停止生产软盘。然而,软盘仍被用于航空和旧机器控制等小众领域。

但USB存储棒的数据安全性不如软盘,因为如果向USB存储棒写入过多数据,或者在未安全弹出的情况下直接拔出,它们可能会损坏,数据会突然变得无法读取,从而无法使用。这就是为什么在拔出它们之前,您总是需要点击“安全弹出”。

软盘则不然;它们被认为是极其坚固耐用的。即使在航空、机器控制和军事等小众领域,它们仍被用于某些特定应用。您只需要确保在驱动器正在读取或写入软盘时不要将其取出。

日本与软盘

在日本,软盘曾必须随申请一同提交,但这项义务已于2024年废除。据报道,直到最近,仍有大约1900项官方程序要求企业通过软盘或CD-ROM提交补充数据。

这种反向案例可能也并不少见。例如,据称东京目黑区的一家银行向该区政府收取每月380欧元的服务费,原因竟然是该机构仍坚持通过信使和软盘提交工资支付数据。

这种持续使用的原因在于文化和官僚因素的结合。它们被认为是可靠的,并且由于与网络隔离使用,能提供抵御黑客攻击的保护。它是一种离线介质,这使其在处理敏感数据时具有吸引力,也就是说,软盘本身从不活跃,必须插入驱动器才能读取。

在日本,人们尊重传统,因为“运行中的系统不要碰”这句格言在那里普遍适用。因此,秉持的是“没坏就别修”的心态。然而,从长远来看,维护软盘变得越来越昂贵,因为软盘驱动器和备件的生产早已停止。

“软盘之战胜利了!软盘终于成为了过去时。”日本方面高兴地宣布。

结论

大约三年前开始,微软Windows 11操作系统在寻找新驱动时,不再首先搜索传统上保留给软盘驱动器的A盘符,而是立即查找C盘。

因此,A和B盘符被保留用于软盘驱动器,而硬盘则从C盘开始,而非A盘。

软盘虽然过时,但除了数据容量低之外,它们被认为是坚固耐用的。对于复古爱好者来说,能将软盘握在手中并滑入驱动器,感觉非常棒。

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本文原文以德语发表,并经技术协助翻译及发布前编辑审校。 查看原文 (德语)