IBM PC互換機、IBMパーソナルシステム/55、NEC PC-9800シリーズ上のPC DOSまたはMS-DOSで利用可能なフロッピーディスクフォーマットについて。

- フロッピーディスクのサイズとフォーマットの関係 -

8インチFDD、5.25インチFDD、3.5インチFDDはそれぞれのFDD側の端子の形状は異なるが、電気信号の物理仕様や論理仕様は同じ。つまり、FDDインターフェイスやFDDコントローラーには、ディスクのサイズによる区別は存在しない。
しかしBIOSがFDDのサイズや種類(5.25" 2D、5.25" 2HC、3.5" 2DD、3.5" 2HD、3.5" 2ED)の設定で利用可能なフォーマットを区別するため、ソフトウェア上ではサイズで区別することがある。

- DOSのフォーマット対応表 -

凡例: 対応=読み書きおよびフォーマットが可能、標準=ブートも可能、番号はIBM PC用またはNEC PC98用のDOSのバージョン

フォーマット形式 IBM PCおよびPS/55 NEC PC-9800シリーズ
8" 1S(250KB) ? 対応
8" 2D(1.2MB) ? 標準
5.25" 1D(160KB) 標準(*1) 2.0以前で対応(*1)
5.25" 1D(180KB) 2.0以降で対応(*1) X
5.25" 2D(320KB) 1.1以降で対応(*1) 2.0以前で標準(*1)
5.25" 2D(360KB) 2.0以降で標準(*1) X
5.25" 2DD(640KB) X(*2) 標準
5.25" 2DD(720KB) X(*2) 3.1以降で対応
5.25" 2HC,2HD(IBM PC/AT) 3.0以降で標準 読み書きのみ(*3)
5.25" 2HD(NEC PC98)
X(*4)
標準
3.5" 2DD(640KB) X 標準
3.5" 2DD(720KB) 3.2以降で標準 3.1以降で対応
3.5" 2HD(1.2MB,東芝 J-3100) J6.1/V以降で対応(*5) 読み書きのみ
3.5" 2HD(1.2MB,NEC PC98) J6.1/V以降で対応(*5) 標準
3.5" 2HD(1.44MB) 3.3以降で標準 5.0A以降で対応(*6)
3.5" 2ED(2.88MB) 5.0以降で対応 X
  1. 5.25インチ2HC(2HD)ドライブでは読み取りのみ可能。
  2. IBM5550やPS/55の一部の機種で動作する日本語DOSで対応。IBM PCでは基本的に利用不可。
  3. 非公開機能のFORMAT /5スイッチでフォーマットも可能。
  4. 有志が作成したJAPAN2HD.SYSというフリーウェアのデバイスドライバーを組み込むことで利用可能。
  5. デバイスドライバーを組み込む必要がある。詳細は後述。
  6. PC-9821シリーズの3モード対応ドライブと組み合わせることで対応。

- 各種フォーマットの仕様詳細 -

フォーマットの種類 物理仕様 論理仕様
媒体の種類 回転速度 トラック密度 記録方式 転送レート ビット密度 面数 容量(U) セクタ容量 セクタ数 シリンダ数 容量(F)
1S(250KB) 8" 1S 360rpm 48tpi FM 250Kbps 3268bpi 1 400KB 128B 26 77 250KiB
2D(1.2MB) 8" 2D 360rpm 48tpi MFM 500Kbps 6816bpi 2 1.6MB 1024B 8 77 1232KiB
1D(160KB) 5.25" 1D 300rpm 48tpi MFM 250Kbps 5536bpi 1 250KB 512B 8 40 160KiB
1D(180KB) 5.25" 1D 300rpm 48tpi MFM 250Kbps 5536bpi 1 250KB 512B 9 40 180KiB
2D(320KB) 5.25" 2D 300rpm 48tpi MFM 250Kbps 5876bpi 2 500KB 512B 8 40 320KiB
2D(360KB) 5.25" 2D 300rpm 48tpi MFM 250Kbps 5876bpi 2 500KB 512B 9 40 360KiB
2DD(640KB) 5.25" 2DD 300rpm 96tpi MFM 250Kbps 5922bpi 2 1.0MB 512B 8 80 640KiB
2DD(720KB) 5.25" 2DD 300rpm 96tpi MFM 250Kbps 5922bpi 2 1.0MB 512B 9 80 720KiB
2HC(1.2MB,IBM) 5.25" 2HD 360rpm 96tpi MFM 500Kbps 9646bpi 2 1.6MB 512B 15 80 1200KiB
2HD(1.2MB,NEC) 5.25" 2HD 360rpm 96tpi MFM 500Kbps 9646bpi 2 1.6MB 1024B 8 77 1232KiB
2DD(640KB) 3.5" 2DD 300rpm 135tpi MFM 250Kbps 8717bpi 2 1.0MB 512B 8 80 640KiB
2DD(720KB) 3.5" 2DD 300rpm 135tpi MFM 250Kbps 8717bpi 2 1.0MB 512B 9 80 720KiB
2HD(1.2MB,東芝) 3.5" 2HD 360rpm 135tpi MFM 500Kbps 14184bpi 2 1.6MB 512B 15 80 1200KiB
2HD(1.2MB,NEC) 3.5" 2HD 360rpm 135tpi MFM 500Kbps 14184bpi 2 1.6MB 1024B 8 77 1232KiB
2HD(1.44MB) 3.5" 2HD 300rpm 135tpi MFM 500Kbps 17434bpi 2 2.0MB 512B 18 80 1440KiB
2ED(2.88MB) 3.5" 2ED 300rpm 135tpi MFM 1.0Mbps 34848bpi 2 4.0MB 512B 36 80 2880KiB

* 容量(U)=未フォーマット時の容量、容量(F)=フォーマット時の容量、詳細は後述

NECの5.25インチ・3.5インチ2HDフォーマットは8インチ2Dフォーマットとの互換性を取ったもの。東芝の3.5インチ2HDフォーマットは5.25インチ2HCフォーマットとの互換性を取ったもの。

- 各種フロッピーディスク媒体の歴史と詳細 -

IBM 3740 Data Entry System (1974)
1974年9月に東陶機器へ導入されたIBM3740。(書誌"日本アイ・ビー・エム50年史"より。)
左下にIBMの8インチFDのエンベロープ、中央付近にわかりにくいが8インチFDが見える。FDDはエンベロープが置かれている下にあり、写真ではその挿入口は見えない。ちなみにIBM3740 Data Entry System(データ・エントリー・システム)は、写真手前にあるIBM3741 Data Station(データ装置)、写真右下にあるIBM3713 Printer(印刷装置)、写真右中央にあるIBM3742 Dual Data Station(複式データ装置)、写真中央やや左奥にあるIBM3747 Data Converter(データ変換装置)で構成され、キーボードで入力したデータを直接FDに記録するシステムであった。記録したデータは表示装置や印刷装置に出力できたほか、磁気テープに転送してコンピューターで処理することができた。

「日本アイ・ビー・エム50年史」によれば、フロッピーディスクが初めて採用されたのは1973年の「IBM3740データ・エントリー・システム」というシステムである。(OSを持たない単なる入出力装置のためコンピューターとはいいにくい。)その後、IBMのみならず様々なメーカーの汎用コンピューターでも使われるようになる。1970年代末期にはディスクやドライブのコストダウンが進み、パソコンでも使われるようになった。8インチFDはIBMが提唱したフォーマットが主流だったが、5.25インチや3.5インチFDは他社が提唱したフォーマットにIBMが追従する形となった。

種類 磁性体 容量(U) 登場時期 提唱者
8" 1S(片面単密度) 酸化鉄(III) 0.4MB 1973年 IBM
8" 2S(両面単密度) 酸化鉄(III) 0.8MB 1976年 IBM
8" 2D(両面倍密度) 酸化鉄(III) 1.6MB 1977年 IBM
5.25" 1S(片面単密度) 酸化鉄(III) 0.1MB 1976年 Shugart
5.25" 2D(両面倍密度) 酸化鉄(III) 0.5MB 1978年 Tandon
5.25" 2DD(両面倍密度倍トラック) 酸化鉄(III) 1.0MB 1981年 YE-DATA(?)
5.25" 2HD(両面高密度) コバルト酸化鉄 1.6MB 1982年 電電公社
3.5" 2D(両面倍密度) コバルト酸化鉄(?) 0.5MB 1981年 Sony
3.5" 2DD(両面倍密度倍トラック) コバルト酸化鉄 1.0MB 1984年 MSC
3.5" 2HD(両面高密度) コバルト酸化鉄 2.0MB 1985年 MSC(?)
3.5" 2ED(両面超高密度) バリウムフェライト 4.0MB 1988年 東芝

* MSC=Microfloppy Standard Committee(1982年に米国で設立された標準化団体。後にMicrofloppy Industry Committeeに改称。)

- メディアディスクリプタについて -

メディアディスクリプタは記憶媒体の先頭セクタのオフセット15hに記録される1バイトの数値で、ここで記憶媒体の種類を特定することができる。このIDはDOSで用いられるファイルシステム(FAT)の中でもFAT IDとして使われている。

フロッピーディスクのフォーマット別のメディアディスクリプタ一覧
MS KB75131 : Standard Floppy Disk Formats Suppoerted by MS-DOS

メディアディスクリプタはDEBUGコマンドやSYMDEBコマンド等で確認できる。

C:\>debug
-l ds:0 0 0 1

-d ds:0

2CBF:0000  EB 3C 90 49 42 4D 20 20-35 2E 30 00 02 01 01 00   .START
2CBF:0030  55 50 20 20 20 20 46 41-54 31 32 20 20 20 FA 33   UP    FAT12   .3
2CBF:0040  C0 8E D0 BC 00 7C 16 07-BB 78 00 36 C5 37 1E 56   .....|...x.6.7.V
2CBF:0050  16 53 BF 3E 7C B9 0B 00-FC F3 A4 06 1F C6 45 FE   .S.>|.........E.
2CBF:0060  0F 8B 0E 18 7C 88 4D F9-89 47 02 C7 07 3E 7C FB   ....|.M..G...>|.
2CBF:0070  CD 13 72 79 33 C0 39 06-13 7C 74 08 8B 0E 13 7C   ..ry3.9..|t....|

- 未フォーマット時の容量とフォーマット時の容量の違い -

フロッピーディスクにはデータだけでなく同期信号やGAP、CRCなどデータ以外の情報も記録されている。この部分は低レベルの領域(フロッピーディスクコントローラーなど)でしか扱われないため、ユーザーはとにかくプログラム開発者も普段は意識することはない。

未フォーマット時の容量とは全ての記憶容量で、フォーマット時の容量とはデータ部分だけを合計した容量のこと。FATフォーマットの場合はデータとしてブートセクタ、FATテーブル、ディレクトリエントリのための領域を確保するため、実際に記憶できるデータ(ファイル)の容量はさらに少なくなる。

- フォーマットパターン -

IBMフォーマットにおけるインデックスギャップとトラックギャップ

Gap4a|SYNC|IAM|Gap1|[セクタ群]|Gap4b

IBMフォーマットにおけるセクタのフォーマットパターン

SYNC|IDAM|C|H|R|N|CRC|Gap2|SYNC|DAM/DDAM|[DATA]|CRC|Gap3

出典:PC9801 BIOSとCプログラミング、川上俊史、工学図書株式会社、1991年

- PC DOSで3.5インチ1.2MBフォーマットを利用 -

IBM PC DOS J6.1/V、J6.3/V、J7.0/V、J2000では3モード対応FDDと組み合わせることで3.5インチ1.2MBフォーマット(NECフォーマット、東芝フォーマット)のディスクを使用することができる。

1. 1.2MB ディスケット・サポートの導入
DOSインストール時に「オプション・ツール」の「1.2MB ディスケット・サポート」を選択していなかった場合は、セットアップディスクで「SETUP /E」を実行して追加インストールを行う。

2. $FDD12.SYS(3.5型ディスケット駆動機構デバイス・ドライバー)の導入
CONFIG.SYSをEエディターなどのテキストエディターで開き、最下行に「DEVICE=$FDD12.SYS」を追加する。

保存して再起動すると3.5インチ1.2MBフォーマットのディスクが使えるようになる。ディスクの初期化フォーマットにはFORMATコマンドではなくFORMAT12.COM(1.2MBディスケット用フォーマット・ユーティリティー)を利用する。
FORMAT12コマンド


comments powered by Disqus

※コメント欄が表示されない場合はdisqusについてJavascriptが有効であることを確認して下さい.

(C) 2008-2017 akm. This blog theme is based on sakmug. Hosted by Xdomain