软盘

背景

软盘是一种便携式计算机存储设备，可以轻松处理数据。此类磁盘通常用于个人电脑、笔记本电脑和文字处理器，由金属或塑料制成并涂有氧化铁的扁平圆形板组成。当磁盘插入计算机的磁盘驱动器时，信息可以通过磁力压印在该涂层上，此后可以轻松定位和检索相同的数据。

磁存储可以追溯到 1900 年的世界博览会，当时一位名叫 Valdemar Poulsen 的丹麦工程师展示了一个 电报机。 这台机器包含钢线，波尔森在钢线上记录了一段演讲，从而引起了科学界的极大兴趣，并开创了磁存储介质的使用。在随后的几十年里，开发了各种各样的磁记录设备，包括软盘。磁盘于 1962 年首次用于存储数据，最初为高速计算机系统提供补充内存。它们被认为是此类检索的理想选择，因为用户可以无序地访问信息（例如，与听者必须播放所有先前材料才能到达所需点的磁带不同）。

软盘——更小、更灵活、更便携的早期磁盘版本——是在 1970 年代推出的。尽管它们不能像普通磁盘那样存储那么多的数据并且数据也不容易检索，但在灵活性、低成本和易用性很重要的情况下，软盘变得非常流行。如今，软盘已成为使用个人电脑和文字处理器的人们不可或缺的工具。

磁记录的原理相当简单。磁记录（写入）和回放（读取）是由计算机的磁盘驱动器完成的，其功能大致对应于录音机的功能。从计算机传输到软盘的数据以二进制代码的形式进行中继并以磁脉冲的形式接收，而磁盘又以二进制代码的形式传送磁模式。此代码仅使用 l 和 0，磁盘分别表示为单个磁脉冲和不存在脉冲。使用二进制代码是因为它最有效地利用了电和磁的自然二态特性。

为了在磁盘上记录信息，磁头接触磁盘的记录表面并将数据磁性压印到磁盘上，将计算机的二进制代码转换为磁盘的磁脉冲。一旦记录了由许多脉冲和缺失组成的磁模式，磁盘就会像永久磁铁一样保留编码信息。从磁盘检索信息涉及相反的过程。磁头感应磁盘记录表面上的磁性图案并将其转换回电子二进制代码。然后计算机“读取”这些信息，用它来执行计算或将其转换为字母和数字以在显示器上显示。

软盘目前提供三种尺寸：8 英寸（20.32 厘米）版、5 1/4 英寸（3.34 厘米）版和 3 一张 3 1/2 英寸的软盘包含夹在两个硬塑料盒之间的多层衬垫和记录介质.轮毂是不锈钢件，可将圆盘准确地放在驱动轴上。快门也是不锈钢，可保护记录介质。 1/2 英寸（8.89 厘米）微型版本。 8 英寸磁盘的存储容量从 250 KB（大约 250,000 个字符）到 1.6 MB（大约 160 万个字符），在 5 1/4 英寸磁盘上从 250 KB 到 1.6 MB，在 3 1/ 2 英寸磁盘从 500 KB 到 2 MB。

每种类型的软盘都根据其记录密度进一步识别。一个单面盘 只能在一侧存储数据，而双面磁盘 可以在两边存储数据。 双密度磁盘 可以存储两倍于单密度磁盘的数据，以及高密度磁盘 具有特殊涂层，使它们能够存储更多数据。

原材料

所有 8 英寸和 5 1/4 英寸磁盘都具有三个主要组件—— 护套、 衬里， 和 记录媒体。 护套由乙烯基聚合物聚氯乙烯 (PVC) 制成，可保护介质免受因搬运和存储可能造成的物理损坏。在夹克内部，衬里由一种特殊用途的无纺布防静电织物组成，在制造过程中层压到 PVC 上。衬垫通过清除介质表面的碎屑来持续清洁磁盘。记录介质是一层柔韧的 Mylar（杜邦公司的商标聚酯薄膜），厚度仅为 0.003 英寸（0.007 厘米）。

3 1/2 英寸软盘有许多不同的组件。它封装在硬塑料盒中，可保护其免受物理损坏。衬垫由类似于用于 8 英寸和 5 1/4 英寸磁盘的特殊用途织物组成，记录介质同样是 0.003 英寸厚的聚酯薄膜基底。 中心， 将圆盘准确地放在驱动轴上，由 不锈钢制成 并用粘性环固定在介质上。将外壳两侧分开以便介质可以在里面自由移动的按钮由高密度塑料制成。 写保护标签， 防止数据被错误记录或删除的塑料。 擦拭器选项卡， 也是塑料，对衬里施加压力，以实现均匀和连续的清洁。 弹簧式百叶窗， 保护介质，由不锈钢制成。

制造
过程

软盘的制造分三个阶段进行。先做盘本身，再做表壳，最后把两者组装起来。 8 和 5 1/4 英寸磁盘的程序与 3 1/2 英寸型号的程序略有不同。

磁盘制造

• 1 首先，记录介质 (Mylar) 以原料卷的形式涂有极细的氧化铁层。该层的厚度取决于磁盘的大小和密度类型。例如，8 英寸高密度磁盘的层厚度为 110 微英寸，3 1/2 英寸高密度磁盘的层厚度为 35 微英寸。标准密度磁盘的涂层比高密度磁盘的涂层更厚，并且矫顽力更小， 这意味着它具有较小的磁力。
• 2 接下来，将涂层薄膜切开，并使用类似于饼干切割机的自动设备冲压出合适尺寸的圆盘。 8寸和5 1/4寸软盘的组成部分。两者都包含一个记录介质、一个由无纺布制成的保护衬里和一个软塑料 (PVC) 护套。记录介质由带有氧化铁涂层的 Mylar 塑料组成。然后根据所需的规格和标准对每个磁盘进行抛光或抛光。 8 英寸和 5 1/4 英寸磁盘现在已准备好插入护套中。对于 3 1/2 英寸磁盘，不锈钢轮毂通过粘性环连接到介质上。 3 1/2 英寸磁盘现在已准备好插入塑料盒中。

夹克和外壳制造

• 3 8 英寸和 5 1/4 英寸磁盘的护套由聚氯乙烯 (PVC) 原料切割成合适的尺寸，并将织物衬里层压到它们上面。然后将每个护套冲压成适当的孔和槽口配置。 驱动主轴孔 在中间有助于将磁盘在磁盘驱动器中居中。 索引孔， 当与介质中的索引孔对齐时，允许驱动器定位每个数据段的开头。长而细的椭圆形孔，也称为 头部检修孔， 由磁头用于与介质直接接触。写保护缺口可防止数据被错误地记录或擦除。 浮雕槽口 防止头部检修孔的下端弯曲。打孔后，夹克被折叠成三折，只有顶部翻盖保持打开状态。夹克现在可以组装了。
• 4 3 1/2 英寸磁盘的外壳或外壳由硬塑料模制而成。它有一个矩形的头部访问槽。外壳下壳组装有按钮、雨刷片、写保护片和织物衬垫。上壳贴有鞋面织物衬里。现在连接了弹簧加载的百叶窗组件，两个外壳在顶部的两个角处连接。箱子现在可以组装了。

磁盘和外壳组装

• 5 对于 8 英寸和 5 1/4 英寸磁盘，介质从顶部插入护套。然后每个磁盘都经过全面的 此图显示了所有 3 种尺寸的完全组装的 Roppy 磁盘。 8 英寸和 5 1/4 英寸磁盘上的减压槽可防止磁头检修孔弯曲。这很重要，因为计算机磁盘驱动器使用磁头访问孔与记录介质直接接触。索引孔允许磁盘驱动器定位每个数据段的开头，而驱动器主轴孔则由磁盘驱动器用于将记录介质居中。电气和机械测试和认证。将一直打开的外套顶部折叠起来后，磁盘组装就完成了。然后在贴上标签和包装发货之前，对每个磁盘进行最终目视检查。
• 6 3 1/2 英寸磁盘的组装非常相似。首先，将准备好的介质插入外壳，然后对磁盘进行测试和认证。现在两个外壳在底部两个角处焊接，组装完成。每个磁盘都经过最终目视检查，然后贴上标签并包装以备发货。

质量控制

软盘是一种精密设备，必须忠实、准确地记录和回放存储在其记录介质上的信息。在制造过程中必须小心避免磁盘表面上的灰尘和划痕，因为即使是最小的缺陷也会导致写入和读取错误。制造操作必须在清洁的环境中进行。尽可能多的过程是自动执行的，以尽量减少人与磁盘的接触。

在每个主要操作之后，质量控制点都被内置到工艺流程中。首先，检查涂料混合物的粘度和分散性是否合适。涂层涂覆后，将检查其厚度、表面张力、耐久性和矫顽力。检查冲压圆盘的尺寸和孔配置是否正确。检查用于 3 1/2 英寸磁盘的半组装外壳的尺寸、零件放置、快门组装功能和外观是否正确。检查用于 8 英寸和 5 1/4 英寸磁盘的半组装护套的正确尺寸、孔和槽口配置、层压粘合和外观。

将媒体插入机箱后，每个磁盘都会经过严格测试并通过认证过程。电气测试检查各种电气参数，例如记录的信号变化、记录的频率和格式验证。机械测试可检查各种机械参数，例如焊接强度、护套耐久性、介质耐久性和尺寸。认证过程确保磁盘上没有坏磁道（磁道是磁头在写入和读取数据时遵循的线；磁道共同形成同心圆）。经过 100% 认证的磁盘已通过所有轨道的所有测试。大多数制造商检查每个磁盘的每个磁道并保证每个磁盘没有错误。

未来

近年来，光电存储器和存储设备在音频和视频记录方面越来越受欢迎，同样的技术现在也被应用于计算机存储器。光盘与传统光盘类似，只是存储介质更厚。由于这种差异，可以在磁盘的一个位置记录多个图像。

能够存储高达 20 兆字节数据的光盘已经面世，并且正在研究更高容量的磁盘技术。最近对 2 1/2 英寸（6.35 厘米）磁盘进行的一项实验表明，在磁盘的一个位置可以叠加多达 1000 个帧。磁盘的存储容量因此接近大约十个像素，这相当于大约十个小时的常规视频。

如此大的存储密度，加上高数据传输率和快速随机访问，使光存储器成为图像处理和数据库管理等广泛应用的潜在候选者。软盘的未来显然在于光存储器。有迹象表明，实际应用可能在未来三到五年内可用。