ระบบคอมพิวเตอร์

ฟอลปปี้ดิสก์ (floppy disk)

การทำงานจะช้ากว่าและมีความจุน้อยกว่าเมื่อเทียบกับไดรฟ์ชนิดอื่น แต่ข้อดี ก็คือ มีขนาดเล็ก พกพาได้และสามารถติดตั้งเข้ากับคอมพิวเตอร์เครื่องใดก็ได้ และสามารถใช้งานได้เลยไม่ต้องติดตั้งซอฟต์แวร์เพิ่มเติม แผ่นดิสก์สามารถนำไปใช้กับคอมพิวเตอร์เครื่องใดก็ได้ เพียงแค่ใส่แผ่นเข้าก็สามารถถ่ายโอนข้อมูลได้อย่างสะดวกและง่ายดาย ราคาถูก ฟลอปปี้ไดรฟ์กลายมาเป็นมาตรฐานที่คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องจะต้องมี

แผ่นดิสก์ (disk)

แผ่นดิสก์เป็นสื่อที่ใช้ในการเก็บข้อมูลไว้ได้แม้ไม่มีกระแสไฟหล่อเลี้ยง ข้อมูลที่แท้จริงที่เก็บอยู่บนแผ่นดิสก์คือ 1 กับ 0 เท่านั้น

การเขียนข้อมูลลงบนดิสก์
ก่อนที่เราจะสามารถเขียนข้อมูลลงบนดิสก์ได้นั้น เราจะต้องทำการจัดเรียงอนุภาคเหล็กที่กระจายอยู่บนแผ่นเสียก่อน เริ่มต้นโดยการปล่อยกระแสไฟไปยังหัวอ่านซึ่งมีลักษณะเป็นแกนแม่เหล็ก และมีขดลวดพันอยู่ตรงกลาง เมื่อปล่อยกระแสไฟไปยังขดลวดที่พันอยู่ตรงกลางแกนเหล็ก จะทำให้แกนเหล็กนั้นกลายเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า และเหนี่ยวนำอนุภาคเหล็กที่รกะจายอยู่จัดเรียงตัวตามขั้วที่ต่างกันเข้าหากัน สิ่งที่ได้เราเรียกว่า แมกนีติกแบน (magnetic band)
หลังจากที่สร้างแมกนีติกแบน อันหนึ่งขึ้นมาแล้ว ก็จะสร้างอันต่อไปเรื่อยๆ ในการแทนค่าข้อมูลที่เป็น 0 กับ 1 นั้นจะใช้ แมกนีติกแบน 2 อัน ถ้าข้อมูลเป็น 1 แมกนีติกอันแรกกับอันที่สองที่อยู่ติดกันจะสลับขั้วกัน ถ้าเป็น 0 แมกนีติกแบนอันแรกกับอันถัดไปจะมีขั้วไปทางเดียวกัน เมื่อเขียนข้อมูลแต่ละตัวเสร็จแล้ว กระแสไฟจะเปลี่ยนทิศทาง สลับขั้วเริ่มต้นบิตใหม่ นั่นคือ แบนเริ่มต้นของบิตต่อไปจะมีขั้วต่างจากแบนที่สองของบิตก่อนหน้านั้น

การอ่านข้อมูล
กระบวนการกลับจากการเขียนข้อมูล นั่นคือจะไม่มีการจ่ายกระแสไฟไปที่ขดลวดที่แกนเหล็ก ของหัวอ่าน หลักการก็คือ เมื่อต้องการอ่านข้อมูลตำแหน่งไหน ตัวควบคุมจะสั่งให้หัวอ่านเลื่อนไปที่ตำแหน่งนั้น เมื่อหัวอ่านเคลื่อนผ่านแผ่นแม่เหล็ก การเรียงตัวแบบมีขั้วของแถบแม่เหล็กที่อยู่บนดิสก์ จะเหนี่ยวนำให้แกนเหล็กที่หัวอ่านกลายเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าและเกิดกระแสไฟในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง ซึ่งจะไหลอยู่ในขดลวดที่พันอยู่ที่แกนเหล็ก การสลับขั้วของแต่ละแบนจะทำให้คอมพิวเตอร์รู้ว่าข้อมูลที่อ่านอยู่นั้นเป็น 0 หรือ 1 นั่นเอง

การฟอร์แมท (format)
สิ่งแรกที่ไดรฟ์ต้องทำคือการฟอร์แมทดิสก์ ซึ่งก็คือการเขียนดิสก์นั่นเอง โดยเป็นการเขียนเพื่อกำหนดตำแหน่งบนแผ่นดิสก์ ให้เป็นรูปแบบ หรือ patternเดียวกัน นั้นก็คือจะแบ่งดิสก์ออกเป็นส่วนๆ เรียกว่าเซกเตอร์ (sector) เมื่อหัวอ่านเคลื่อนผ่านก็จะอ่านตำแหน่งเหล่านี้เพื่อระบุว่าเป็นตำแหน่งที่มีข้อมูลอยู่หรือไม่ข้อมูลหลายๆ เซกเตอร์เรียกว่า คลัสเตอร์ (cluster) หรือ บล๊อก (block) ซึ่งจำนวนเซกเตอร์ใน 1 คลัสเตอร์นั้นแตกต่างกันขึ้นอยู่กับรุ่นของระบบปฏิบัติการที่ใช้ในการฟอร์แมทดิสก์ และขนาดความจุของดิสก์ คลัสเตอร์เป็นหน่วยย่อยที่สุดที่ใช้ในการเก็บข้อมูล อธิบายให้ง่ายคือ ถ้าเรามีคลัสเตอร์ขนาด 256 ไบต์ แต่ข้อมูลที่เราต้องการบันทึกมีเพียง 10 ไบต์ ก็จะใช้เนื้อที่ย่อยที่สุดคือ 1 คลัสเตอร์ไปเลยในการเก็บไฟล์นั้นไฟล์เดียว
ไดรฟ์จะสร้างไฟล์ข้อมูลชนิดพิเศษขึ้นมาที่ sector 0 (เลขเริ่มต้นของทางคอมพิวเตอร์ คือ 0 เลขต่อไปคือ 1)
ไฟล์นี้คือ file allocation table หรือ FAT ไว้สำหรับเก็บข้อมูลโครงสร้างไดเรกทอรี่บนไดรฟ์ และข้อมูลแต่ละคลัสเตอร์ว่าเก็บข้อมูลไฟล์ใด ซึ่งคุณไม่สามารถเข้าไปดูข้อมูลเหล่านี้ได้

การเขียนไฟล์ลงบนดิสก์
เมื่อคุณต้องการบันทึกแฟ้มข้อมูล ระบบปฏิบัติการจะจัดการทำงานต่างๆ ที่จำเป็นในการบันทึกไฟล์นั้นลงบนดิสก์ เริ่มจาก เพิ่มข้อมูล คือชื่อไฟล์ของคุณลงไปในไดเรกทอรี่ที่คุณเลือกไว้ ลงใน FAT
ระบบปฏิบัติการจะทำการตรวจสอบว่ามีคลัสเตอร์ว่างหรือไม่ โดยที่ไม่ต้องเขียนทับไฟล์อื่น ผลที่ได้คือหมายเลขคลัสเตอร์ที่ว่าง พร้อมทั้งหมายเลข เซกเตอร์ของคลัสเตอร์นั้นด้วย ระบบปฏิบัติการจะส่งค่าเหล่านี้ไปให้ BIOS
หลังจากนั้น BIOS จะปล่อยให้ซอฟต์แวร์ทำงานอื่นได้ และ BIOS จะดึงข้อมูลจาก RAM และในขณะเดียวกันก็ทำการส่งสัญญาณและหมายเลขเซกเตอร์ไปที่ตัวควบคุมไดรฟ์ ว่าให้บันทึกข้อมูลที่ระบบกำลังส่งไปให้ด้วย และเริ่มต้นด้วยเซกเตอร์ที่ได้รับ
ถ้าข้อมูลนั้นใหญ่เกินกว่าจะเก็บไว้ในคลัสเตอร์เดียวได้ ระบบปฏิบัติการจะทำการรวจสอบอีกว่ามีคลัสเตอร์ใดว่างอีกบ้าง ซึ่งอาจไม่ได้อยู่ติดกันกับอันแรกก็ได้ หลังจากนั้น FAT จะถูกแก้ไขข้อมูลการต่อของคลัสเตอร์ที่ไฟล์นั้นๆใช้ และคลัสเตอร์นั้นก็จะกลายเป็นคลัสเตอร์ที่ไม่ว่าง และจะทำงานอย่างนี้ไปเรื่อยๆ จนกระทั้งไม่มีข้อมูลเหลือแล้ว ระบบปฏิบัติการจะพบรหัสจบไฟล์ หรือ End OF File (EOF) หลังจากนั้นระบบปฏิบัติการจะบอก FAT ว่าคลัสเตอร์ใดบ้างเก็บข้อมูลของไฟล์นั้น ระบบก็จะรู้ว่าคลัสเตอร์นั้นได้ถูกใช้ไปแล้ว

การอ่านแฟ้มข้อมูลจากดิสก์
เมื่อคุณต้องการเปิดแฟ้มข้อมูล โปรแกรมจะส่งคำสั่งและชื่อแฟ้มข้อมูลไปยังระบบปฏิบัติการ สิ่งแรกที่ระบบปฏิบัติการทำ คือ ไปตรวจสอบที่ FAT ว่าข้อมูลของชื่แฟ้ข้อมูลนั้นถูกเก็บไว้ที่คลัสเตอร์ใด เมื่อได้หมายเลขคลัสเตอร์มาแล้วก็ส่งไปให้ BIOS และ BIOS จะส่งสัญญาณไปยัง ตัวควบคุมไดรฟ์พร้อมทั้งหมายเลขคลัสเตอร์ที่ได้รับ เพื่อให้ตัวควบคุมสั่งให้หัวอ่านเลื่อนไปยังตำแหน่งคลัสเตอร์ที่ระบุ เพื่อทำการอ่านข้อมูลจากจุดเริ่มต้นจนถึงจุดสิ้นสุดของแฟ้มข้อมูล
ต่อจากนั้นไดรฟ์จะส่งข้อมูลที่อ่านได้ไปยัง BIOS ซึ่งจะส่งข้อมูลไปยัง RAM และโปรแกรมนั้นก็จะสามารถใช้งานกับข้อมูลต่อได้

การลบแฟ้มข้อมูล

เมื่อคุณต้องการลบแฟ้มข้อมูล จริงๆแล้วข้อมูลไม่ได้ถูกลบไปจริงๆ ระบบปฏิบัติการเพียงแต่แก้ไขข้อมูลใน FAT ว่าคลัสเตอร์ที่เก็บข้อมูลของไฟล์เป็นคลัสเตอร์ว่าง และลบชื่อแฟ้มนั้นออกจากไดเรกทอรี่ ดังนั้นคลัสเตอร์ที่เก็บข้อมูลไฟล์นั้น จะกลายเป็นคลัสเตอร์ว่างและแฟ้มข้อมูลอื่นสามารถเอาคลัสเตอร์นั้นไปใช้เก็บข้อมูลได้ เนื่องจากว่าตราบใดที่ข้อมูล ในคลัสเตอร์นั้นยังไม่ถูกไฟล์ใดใช้งาน คุณก็ยังสามารถกู้ข้อมูลแฟ้มนั้นมาใช้ได้อีกครั้ง