如果你曾与计算机打过交道，那么很可能在某个时候使用过软盘。软盘驱动器（FDD）是向计算机添加数据的主要方式，直到CD-ROM驱动器普及。事实上，FDDs在过去20多年里一直是大多数个人计算机的关键组件。
基本上，软盘驱动器读写数据到一块小小的、圆形金属涂层的塑料片上，类似于音频磁带。在本文中，你将了解更多关于软盘驱动器内部结构及其工作原理。你还将发现一些关于FDDs的有趣事实。
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软盘驱动器的历史
软盘驱动器（FDD）由艾伦·舒加特（Alan Shugart）于1967年在IBM发明。最早的软盘驱动器使用8英寸磁盘（随着尺寸变小，后来被称为“软盘片”），随后演变为1981年8月第一台IBM个人计算机上使用的5.25英寸磁盘。5.25英寸磁盘容量为360千字节，而如今3.5英寸软盘片的容量为1.44兆字节。
5.25英寸磁盘之所以被称为“软盘”，是因为软盘片的包装是一个非常柔软的塑料套，与如今3.5英寸软盘片所用的硬壳不同。
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到20世纪80年代中期，读写头的改进设计以及磁记录介质的进步，促成了如今使用的不那么柔软的3.5英寸、1.44兆字节（MB）容量的FDD。有几年时间，计算机同时支持两种FDD尺寸（3.5英寸和5.25英寸）。但到20世纪90年代中期，5.25英寸版本逐渐失宠，部分原因是软盘片的记录表面通过开放的访问区域很容易被指纹污染。
软盘驱动器的部件
磁盘
软盘很像磁带
- 两者都使用涂有氧化铁的薄塑料基材。这种氧化物是一种铁磁材料，这意味着如果你将其暴露在磁场中，它会被磁场永久磁化。
- 两者都可以即时记录信息。
- 两者都可以多次擦除和重复使用。
- 两者都非常便宜且易于使用。
如果你使用过音频磁带，你就会知道它有一个很大的缺点——它是一种顺序设备。磁带有开头和结尾，要将磁带移动到磁带上歌曲序列中的另一首歌曲，你必须使用快进和倒带按钮来找到歌曲的开头，因为磁头是固定的。对于长音频磁带，倒带整个磁带可能需要一两分钟，这使得在磁带中间寻找歌曲变得困难。
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软盘，像磁带一样，由两面涂有磁性材料的薄塑料片制成。然而，它的形状像磁盘而不是长条状的磁带。磁道呈同心圆排列，因此软件可以从“文件1”跳转到“文件19”，而无需快进浏览文件2-18。软盘片像唱片一样旋转，磁头移动到正确的磁道，提供所谓的直接访问存储。
驱动器
FDD的主要部件包括
- 读/写磁头：位于软盘片的两侧，它们在同一组件上一起移动。磁头并非直接相对，以防止在两个介质表面上的写入操作之间发生相互干扰。同一个磁头用于读写，而第二个更宽的磁头用于在写入之前擦除磁道。这使得数据可以写入更宽的“空白区域”，而不会干扰相邻磁道上的模拟数据。
- 驱动电机：一个非常小的锭子电机与软盘片中心的金属轮毂啮合，以每分钟300或360转（RPM）的速度旋转软盘片。
- 步进电机：该电机以精确的步进转数移动读/写磁头组件到正确的磁道位置。读/写磁头组件固定在步进电机轴上。
- 机械框架：一个杠杆系统，打开软盘片上的小保护窗，使读/写磁头能够接触双面软盘介质。外部按钮允许弹出软盘片，此时软盘片上的弹簧加载保护窗会关闭。
- 电路板：包含所有处理从软盘片读取或写入数据所需的电子元件。它还控制用于将读/写磁头移动到每个磁道的步进电机控制电路，以及读/写磁头向软盘片表面移动的动作。
当读/写磁头在磁道之间移动时，它们不接触软盘介质。电子光学系统检查3.5英寸软盘片下角（或5.25英寸软盘片侧面）是否存在开口，以查看用户是否希望防止数据写入其中。
在软盘上写入数据
以下是软盘驱动器如何向软盘写入数据的概述。读取数据与此非常相似。以下是发生的过程
- 计算机程序向计算机硬件传递一条指令，要求将数据文件写入软盘。这与硬盘驱动器中的单个盘片非常相似，只是它的旋转速度慢得多，容量小得多，访问时间也更慢。
- 计算机硬件和软盘驱动器控制器启动软盘驱动器中的电机，使软盘旋转。磁盘的两面都有许多同心磁道。每个磁道又被分成更小的段，称为扇区，就像披萨的切片一样。
- 第二个电机，称为步进电机，以与磁道间距匹配的微小增量旋转一个蜗轮轴（台式虎钳中蜗轮的微型版本）。到达正确磁道所需的时间称为“访问时间”。步进电机的这种步进动作（部分旋转）像台式虎钳的钳口一样移动读/写磁头。软盘驱动器电子设备知道电机需要转动多少步才能将读/写磁头移动到正确的磁道。
- 读/写磁头停在磁道上。读磁头检查格式化软盘片上预先写入的地址，以确保它正在使用软盘片的正确一面并位于正确的磁道。此操作与唱片机自动转到黑胶唱片上的某个凹槽的方式非常相似。
- 在将程序数据写入软盘片之前，擦除线圈（位于同一读/写磁头组件上）会通电，以“清除”一个宽的、“空白”扇区，然后再用写磁头写入扇区数据。被擦除的扇区比写入的扇区更宽——这样，来自相邻磁道扇区的信号就不会干扰正在写入的磁道中的扇区。
- 通电的写磁头通过磁化嵌入软盘片表面的微小铁条状磁铁颗粒来将数据写入软盘片，这与信用卡背面磁条所使用的技术非常相似。磁化颗粒的南北极定向方式使得它们的模式可以在随后的读取操作中被检测和读取。
- 软盘片停止旋转。软盘驱动器等待下一个命令。
在典型的软盘驱动器上，在上述所有操作期间，小指示灯会一直亮着。
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软盘驱动器趣闻
以下是一些关于FDDs的有趣事实
- 两个软盘如果放在一起存储不会损坏，因为它们的磁性水平都很低。
- 在你的PC中，FDD数据带状电缆有一个扭曲——这个扭曲告诉计算机该驱动器是A驱动器还是B驱动器。
- 像许多家用电器一样，如今的FDD中实际上没有可维修的部件。这是因为新驱动器的成本远低于拆卸和维修驱动器通常收取的每小时费用。
- 如果你在更换软盘片后希望重新显示软盘驱动器上的数据，你只需点击F5键（在大多数Windows应用程序中）。
- 在每个3.5英寸软盘片的一角，都有一个小滑块。如果你移动滑块，露出小孔，你就保护了软盘片上的数据不被覆盖或擦除。
软盘虽然很少用于分发软件（像过去一样），但仍在这些应用中使用
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