ディスク II

ディスクIIフロッピーディスクサブシステム（Disk ][とも表記される）は、5+マイク・マークラの推薦によりスティーブ・ウォズニアックが設計し、アップルコンピュータが製造した1 ⁄ 4インチフロッピーディスクドライブ。 1978年6月に予約販売価格495ドルで発売され、その後コントローラカード（最大2台のドライブを制御可能）とケーブル込みで595ドル（2023年の2,780ドルに相当）で販売された。Disk IIは、1977年のApple IIパーソナルコンピュータで使用するために特別に設計されたもので、低速のカセットテープストレージを置き換えるものであった。

アップルは基本5機種のうち少なくとも6機種を生産した。+Apple II シリーズの全期間を通じて、 1 ⁄ 4インチ Disk II コンセプトは Disk II、Disk III、DuoDisk、Disk IIc、UniDisk 5.25"、Apple 5.25 Drive と進化してきました。これらのドライブはすべて外観が異なり、4 種類のコネクタを使用していますが、電子的には非常によく似ています。すべて同じ低レベル ディスク フォーマットを使用でき、2 個以下のプラグとワイヤで構成されるシンプルなアダプタを使用してすべて交換できます。ほとんどの DuoDisk ドライブ、Disk IIc、UniDisk 5.25 "、AppleDisk 5.25" は同じ 19 ピンD-Subコネクタを使用しているため、直接交換できます。+Apple が Disk II ファミリーとは別に販売した1 ⁄ 4インチ ドライブは、Mac II および SE で PC フロッピー ディスクを読み取れるように作られた 360k MFMユニットでした。

Appleの3ではそうではない+1 ⁄ 2インチ ドライブは、複数の異なるディスク フォーマットと複数の異なるインターフェイスを使用し、同じコネクタを使用するモデルであっても電子的にはまったく異なるため、通常は互換性がありません。

Appleは当初、当時の他のマイクロコンピュータと同様にデータカセットストレージを使用していたApple IIにディスクドライブを提供していなかった。Appleの初期の投資家で幹部のマイク・マークラは、マークラが書いた小切手帳残高計算プログラムがテープからの読み込みに時間がかかりすぎることに気づき、共同設立者のスティーブ・ウォズニアックにコンピュータのドライブシステムの設計を依頼した。 ^{[1] [2]ウォズニアックは}ディスクコントローラについて何も知らなかったが、ヒューレット・パッカードに在籍していたときに、シュガート・アソシエイツのドライブを操作するためのシンプルな5チップ回路を設計していた。^[1]

Apple II にディスク ドライブがなかったことは、洗練されたプロ仕様の製品となるはずだった Apple II の「明らかな弱点」でした。Osborne 1 の設計者Lee Felsensteinは後に、 「カセット システムとディスク システムの違いは、趣味のデバイスとコンピュータの違いと同じです。たとえば、VisiCalc がカセット システムで動作することは期待できませんでした」と述べています。Apple II が真剣に受け止められるにはディスク ドライブが必要であることを認識し、Apple はディスク ドライブとそれを動作させるためのDOSの開発に着手しました。Wozniak は 1977 年のクリスマス休暇を費やしてコントローラの設計を改良し、既存のコントローラと比較して使用するチップの数を 10 分の 1 に減らしました。DOS がまだなく、Wozniak はオペレーティング システムの設計に不慣れだったため、Steve Jobs はShepardson Microsystems にこのプロジェクトを持ちかけました。1978 年 4 月 10 日、Apple は Shepardson と 13,000 ドルで DOS の開発契約を結びました。^[3]

1977 年後半にディスク ドライブ プロジェクトが始まって間もなく、スティーブ ジョブズはシュガートのオフィスに何度も足を運び、100 ドルのディスク ドライブが欲しいと訴えました。ウォズニアックが IBM のディスク コントローラ設計の研究を終えると、ジョブズはシュガートに、コントローラ ボード、インデックス センサー、ロードソレノイド、トラック ゼロ センサーのないディスク ドライブを販売するよう要求しました。この要求にシュガートは戸惑いながらも、これに従い、Apple II 用ディスク システムの開発でプロトタイプとして使用できる 25 個のドライブ メカニズムを Apple に提供しました。このプロトタイプは SA-390 と命名されました。

ウォズニアックはノーススターコンピュータや他のより複雑なフロッピーコントローラを研究した。彼は自分のシンプルな設計にはそれらの機能が欠けていると考えていたが、ソフトセクターディスクを使用できるなど、それらの設計は洗練されていないことに気付いた。ウォズニアックはシュガートコントローラのマニュアルに従って、トラックあたり10セクターのストレージを備えたFMタイプのコントローラを開発しようとしたが、グループコードレコーディングではトラックあたり13セクターしか収容できないことに気付いた。ウォズニアックは結果として生まれたディスクIIシステムを「アップルでの最も素晴らしい経験であり、最高の仕事」と呼び、このシステムとVisiCalcがApple IIの成功の要因であると述べた。^[1]

スティーブ・ウォズニアックは、SA-390 ドライブの一部は調整なしでは動作せず、他のドライブはまったく動作しないことを発見した。^[要出典]同僚のエンジニア、クリフ・ヒューストンは、組立ラインで故障したドライブを復活させるいくつかの手順を考案した。アップルがシュガートに SA-390 の追加注文を送ったとき、シュガートのエンジニアは、ディスクドライブ製造業者がアップルを騙しており、SA-390 は実際には工場検査に合格しなかった SA-400 の不良品であったことを認めた。その考えは、アップルはドライブを動作させることができず、戻ってより高価な SA-400 を購入せざるを得なくなるというものだった。

Disk II はアップルにとって大成功だった。それまでに販売されたフロッピーディスクシステムの中で最も安価で、同社に莫大な利益をもたらしただけでなく、標準の FM ドライブよりも 20% 近くも多くのストレージ容量を持っていた。しばらくの間、マイクロコンピュータ業界における唯一の直接の競合製品は、85k に標準の FM ストレージしか使用していなかったTRS-80 Model Iだった。 ^[4] Atari 8 ビットコンピュータのディスクドライブのスループットは Disk II の 15 KB/秒よりもずっと遅く、ビジネス市場での競争力に深刻な影響を与えた。しかし、Disk II の発表からわずか 1 年後に 倍密度MFMコン​​トローラのコストが下がったため、ウォズニアックの設計の利点はいくぶん打ち消された。

初期のディスクIIドライブ（A2M0003）は、最初に市販された5台のディスクドライブであるシュガートSA-400の改良版であった。+1 ⁄ 4インチディスケットドライブ。Appleは標準のSA-400コントローラボードを除いたドライブ機構のみを購入し、それをWozniakのボード設計に置き換え、Appleのレインボーロゴをフェイスプレートに刻印した。Appleでの初期生産は2人で行われ、1日に30台のドライブを組み立てた。1982年までに、Appleはコスト上の理由からAlpsドライブに切り替えた。 ^{[5] [6]}

ディスク片面あたりの通常のストレージ容量は、  Apple DOS 3.2.1 以前では113.75 KiB (セクターあたり 256 バイト、トラックあたり 13 セクター、片面あたり 35 トラック)、DOS 3.3 およびProDOSでは 140 KiB (セクターあたり 256 バイト、トラックあたり 16 セクター、片面あたり 35 トラック) でした。1980 年に DOS 3.3 で使用するために導入された 16 セクターのハードウェア アップグレードでは、コントローラ カードのファームウェアのみが変更され、「 6 and 2 エンコーディング」と呼ばれるより効率的な GCR コードが使用されるようになりました。ドライブ自体も物理的なビット密度も変更されていません。このアップデートには、古い 13 セクターの Apple II ソフトウェアが自動的に起動しないという欠点がありました。

Disk II コントローラは完全にソフトウェアで操作されるため、ドライブ メカニズムとメディアの物理的制限内であれば、ユーザーはエンコードとフォーマットを完全に制御できました。これにより、ソフトウェア会社はあらゆる種類の独創的なコピー保護スキームを使用することができました。

Disk II のベースとなった Shugart SA-400 は、片面 35 トラックのドライブでした。しかし、書き込みアクセスを可能にするために、フロッピー ディスクの保護シェルに 2 つ目の切り込みを入れた後、ユーザーが手動でディスクを裏返して反対側を利用するのが一般的でした。ディスクの複数の面を使用するほとんどの商用ソフトウェアも、このような「フリッピー」ディスクで出荷されました。一度にアクセスできるのは片面だけですが、各フロッピー ディスクの容量は実質的に 2 倍になりました。これは、メディアがまだかなり高価だった初期の頃は特に重要な考慮事項でした。

Disk II では、フルハイトのドライブ機構がベージュ色に塗装された金属ケースに収められ、20 ピンのリボン ケーブルでコントローラ カードに接続されていました。コントローラ カードは、Apple のメインボードのバス スロットの 1 つに接続されていました。コネクタはコントローラ カード上で位置がずれやすく、ドライブ内の特定の IC がショートします。後で正しく接続された場合、このように損傷したドライブは、挿入されたディスクが回転し始めるとすぐにデータが消去されます。市販のソフトウェアを配布するために使用されるような書き込み禁止のディスクであってもです。この問題により、多数の顧客からの苦情と修理が発生し、Apple はユーザー マニュアルにコネクタの適切な取り付け方法を説明する警告メッセージを印刷するに至りました。後のドライブでは、位置がずれることのない別のコネクタが使用されました。オリジナルの Disk II 用のDB-19アダプタは、最終的に Apple の後のコネクタ標準で使用できるようになりました。

1 台の Apple II または Apple IIe コンピュータには、最大 14 台のドライブを接続できます。コントローラ カード 1 枚につき 2 台のドライブ、スロット 1 枚につき 1 台のカード、コンピュータ 1 台につき 7 つの使用可能なスロットがあります。DOS および ProDOS オペレーティング システムは、通常のスロット (Apple II/II+ のスロット 0 または後期モデルの特別なメモリ拡張スロットを除く) のいずれのカードでも同様に動作しますが、Apple の印刷マニュアルでは、最初のコントローラ カードにスロット 6 を使用することが推奨されています。ほとんどの Apple II ソフトウェアでは、このスロットをメインの5に使用することを想定しています。+1 ⁄ 4インチ ディスク ドライブを搭載し、それ以外の場合は故障します。Appleは、 Bell & Howellバージョンの Disk II も黒色塗装ケースで製造しました。これは、Apple が既に製造していた Bell & Howell バージョンの Apple II Plus の色と一致していました。

1978年、アップルは当時開発中だった新しいApple ///とLisaビジネスコンピュータで使用するために独自の「FileWare 」ドライブ機構を開発する予定でした。しかし、すぐにその機構に問題が生じ、Apple ///に組み込むことができなくなりました。そのため、そのマシンはDisk IIと同じShugart設計を引き続き使用しました。^[7]

Apple /// 用に導入された Disk II の最初のバリエーションであるDisk III (A3M0004) は、独自のコネクタを備えた改良されたプラスチック ケース内に同一のドライブ メカニズムを搭載していました。多少の改良を加えると、両方のドライブは互換性があります。Apple は Apple /// で新しいドライブの購入を強制しようとしましたが、多くの元 Apple II ユーザーは、既存の安価な Disk II ドライブを改造する方法をすぐに考案しました。ただし、この方法でサポートされた外付け Disk II は 1 つだけでした。Disk III は、Apple /// の 1 つの 26 ピンリボン ケーブルコネクタに最大 3 台の追加ドライブをデイジー チェーン接続できる最初のデバイスで、合計 4 台のフロッピー ディスク ドライブを使用できました。Apple /// は、Apple で初めて内蔵ドライブ メカニズムを搭載したデバイスでした。Apple III Plusでは、26 ピン コネクタがDB-25コネクタに変更されたため、Disk III で使用するにはアダプタが必要になりました。

1983年、Appleはついに、 Disk IIおよび///ドライブの代替として、オリジナルのApple Lisaで使用されていた871キロバイトの「FileWare 」メカニズムを実装したシングルおよびデュアル外付けドライブ（ UniFileおよびDuoFile ）を発表しました。しかし、Apple製の「Twiggy」ドライブメカニズムの信頼性の問題により、製品は出荷されませんでした。^{[8] [9]}

1984 年、前年のApple IIeの発表直後に、Apple は、高さ 3 分の 1、容量 140 キロバイトの Disk II ドライブ機構を 2 つ並べて 1 つのプラスチック ケースに収めたDuoDisk (A9M0108) という組み合わせを発表しました。これはデイジー チェーン接続できません。このユニットは、コンピュータの上部、モニタの下に積み重ねられるように設計されていました。各ユニットには独自のディスク コントローラ カードが必要で (各カードは依然として 2 つのドライブしか制御できないため)、ユニットの数は使用可能なスロットの数に制限されます。実際には、Apple II コンピュータで 2 つ以上のディスク ドライブを有効に活用できる用途はほとんどありません。+1 ⁄ 4インチ ドライブでは、この制限はほとんど問題になりません。当初は Apple III Plus に合わせて DB-25 コネクタを搭載してリリースされましたが、Apple の標準 DB-19 フロッピー ドライブ コネクタを採用した最初の製品でした。

ディスクIIc（A2M4050）は、ハーフハイトの5+1984年にApple Computerが発表した1/4インチフロッピーディスクドライブ。Apple IIcパーソナルコンピュータと一緒に使用できるように設計されており、 5インチのフロッピーディスクを搭載した唯一のApple IIです。+1 ⁄ 4インチ内蔵ディスクドライブ機構。オリジナルのIIcのディスクポートは、1つの追加の外部5を制御するためにのみ設計されていました。+1 ⁄ 4インチ ディスク ドライブのため、この特定のドライブでは背面のデイジー チェーン ポートが省略されています。ドライブ デバイスのチェーンの最後尾にあれば、他の Apple II モデルでも使用できます (デイジー チェーン ポートがないため)。ただし、Disk IIc はコントローラ カードなしで販売され、Apple IIc コンピュータにはコントローラ カードは必要ないため、この場合は既存の Disk II コントローラ カードに適合させる必要がありました。フル ハイトの Disk II と基本的に同じである Disk IIc は Apple によって 329 ドルで販売され、その後他の企業も同様のドライブをより安い価格で販売しました。 ^[10]

DuoDisk の発売からちょうど 1 年後、Apple はDuoDisk に似たデザインのプラスチック ケースに入ったUniDisk (A9M0104) を発表しました。数か月後にUniDisk 3.5が発売された後、似た名前のドライブを区別するために、UniDisk は非公式に「UniDisk 5.25」と呼ばれるようになりました。

UniDisk はあらゆる用途において Disk II を完全に置き換えることができたため、この時点でオリジナルの Disk II は製造中止となりました。

1986 年に、Apple 5.25 ドライブ(A9M0107) という名のプラチナグレー バージョンのドライブが、最初のプラチナ カラーのコンピュータであるApple IIGSとともに発表されました。このドライブの名前は、同じく IIGS とともにリリースされたApple 3.5 ドライブの名前に似ています。

以前の DuoDisk や Disk IIc と同様に、UniDisk と Apple 5.25 Drive は、個別のドライブ エンクロージャ内のハーフ ハイト ディスク メカニズムでした。両方のドライブには、デイジー チェーンパススルー ポートが装備されていました。ドライブは基本的に Apple II コンピュータ間で相互に、また以前のドライブと交換可能でしたが、わずかな電気的な違いにより、Apple 5.25 Drive は、Apple IIGS の後期 (ROM 3) バージョンおよびMacintosh LCのApple IIe カードでのみ使用できました。

1984年、アップルはより現代的なソニーデザインの3を選択した。+1 ⁄ 2インチフロッピーディスクは、後期モデルのLisaと新しいApple Macintoshに搭載されました。それに応じて、彼らは新しい3を導入しようとしました。+Apple II シリーズでも1 ⁄ 2インチ 800 キロバイトのフロッピー ディスク形式が採用され、最終的には 140 キロバイトの Disk II 形式に取って代わりました。ただし、外付けのUniDisk 3.5ドライブを使用するには、ROM のアップグレード (既存の Apple IIc マシンの場合。この時期以降に出荷された新しいマシンには工場出荷時に搭載されていました) または新しい種類のディスク コントローラ カード (Apple IIe の場合はいわゆる「Liron カード」) が必要でした。3.5 の容量ははるかに大きく、ビット レートも高かったため、+1/2インチドライブでは、ソフトウェア駆動のDisk IIコントローラを使用することは非現実的でした。Apple IIシリーズの1MHz 6502 CPUでは、それらを読み取るには遅すぎたからです。そのため、新しく、はるかに高度な（そしてそれに応じて高価な）ハードウェアフロッピーコントローラを使用する必要がありました。そして、多くのオリジナルのApple IIでは、さらにアップグレードしないと、新しいコントローラカードをまったく使用できませんでした。また、Apple IIシリーズのほとんどすべての商用ソフトウェアは、引き続き5で公開されました。+1 ⁄ 4インチディスクは、はるかに大きなインストールベースを持っていました。これらの理由から、 3+1 ⁄ 2インチ フォーマットは、Apple II ユーザーにはあまり受け入れられませんでした。Apple 3.5 ドライブは、 UniDisk 3.5 インチと同じ 800 キロバイト フォーマットを採用していましたが、内部コントローラを廃止したため、価格が安くなりました。以前のすべての Apple II ドライブとは異なり、Macintosh でも動作するように設計されており、Apple II モデルの中では、より高速なメイン CPU を搭載したApple IIGSとApple IIc +モデルのみと互換性がありました。オーディオビジュアル機能が向上した Apple IIGS では、より大容量のディスク フォーマットも必要でした。+1 ⁄ 2インチフォーマットはユーザーに受け入れられ、標準フォーマットとなった。Appleは最終的にApple IIシリーズにも1.44メガバイトのSuperDriveと対応するコントローラカードを提供したが、 5+1 ⁄ 4インチディスクIIフォーマットのドライブは、新しい3と並行して提供され続けました。+1 ⁄ 2インチ ドライブであり、1993 年にプラットフォームが廃止されるまで、IIGS 以外のモデルの標準として残っていました。

公式には、以下の3つ+Apple II では 1 ⁄ 2インチ ドライブを使用できます。

• Apple 3.5 インチ外付け (A9M0106) – Liron または Superdrive コントローラを搭載した Apple II、または外付け 19 ピン フロッピー ポートを備えたすべての Macintosh 用に設計されています (Mac 512 は、HFS ファイル システム サポートを提供する HD20 INIT を備えた内部 400 キロバイト ドライブから起動する必要があります。Macintosh 128K はこれに対応していません)。ドライブはデイジー チェーン接続できますが、この機能は Macintosh ではサポートされていません。
• Unidisk 3.5インチドライブ (A2M2053) – LironまたはSuperdriveコントローラを搭載したApple II用に設計されています(Macintoshとは互換性がありません) A9M0106はIIGSでより高速に動作するため、8ビットApple IIにのみ推奨されます
• Apple FDHD 外付け (G7287) – 800 キロバイトの GCR に加えて、720 キロバイト/1.44 メガバイトの MFM フロッピー ディスクをサポートします。Superdrive コントローラを搭載した Apple II および Mac 向けに設計されていますが、古い 800 キロバイト コントローラを搭載したマシンでも動作します (800 キロバイト ドライブとして – G7287 は Mac 128/512 と互換性がありません)

400 キロバイトおよび 800 キロバイトの Macintosh 外付けドライブ (M0130 および M0131) は、ドライブの自動ディスク取り出し機能をサポートしていないため、標準の Apple II コントローラとは互換性がありません。ただし、サードパーティのコントローラでは使用できます。

5が1つあります+Apple 社製の1 ⁄ 4インチ ドライブは、上記のすべてのドライブと完全に互換性がありません。1987 年、Apple 社はIBMが支配するビジネス マーケットで、相互互換性の手段を提供することでより競争力を高めようとしました。Macintosh SEとMacintosh IIのリリースと同時に、Apple 社はApple PC 5.25 インチ ドライブをリリースしました。このドライブには、Mac モデルごとに異なる個別のカスタムPC 5.25 フロッピー ディスク コントローラ カードが必要でした。これは、 5インチ ドライブで唯一のものです。+Apple 社が製造し、Macintosh で使用できる 1 ⁄ 4インチ ドライブ。

このドライブは業界標準の両面5+1/4インチ、 360キロバイトのフォーマットされたフレキシブルディスク。外観はDisk IIcに似ている。同梱の特別なMacintosh Apple File Exchangeユーティリティを使用することで、ドライブはMS-DOS形式のフロッピーディスクからファイルを読み書きすることができた。ソフトウェア「トランスレータ」は、 WordStar形式とMacWrite形式の間で文書を変換するなど、さまざまな機能を提供した。 ^{[11]このドライブは、すべてのApple IIコンピュータおよび}Macintosh LC用のApple IIeカードと互換性がなく、Macintoshで5を読み書きすることもできない。+1 ⁄ 4インチ Apple II フォーマットのディスク。

このドライブは、業界全体で3が採用されたことで時代遅れになりました。+1 ⁄ 2インチディスクは3に置き換えられました。+1 ⁄ 2インチApple FDHD ドライブ。既存のすべての Macintosh、 DOS、 Windows形式、および Apple II ProDOS 形式も ​​読み書きできます

この表は、オリジナルの 1979 Disk II コントローラと、新しい 1983 Uni/Duo Disk I/O コントローラ (655-0101) のピン配置を示しています。

これら 2 つのコントローラの回路は同一です。Disk II ヘッダーのピン番号は、Disk II コントローラ カードのシルクスクリーンと DOS 3.3 マニュアルに記載されている回路図に基づいています。Uni/Duo Disk D-19 のピン配置は、Apple //c Reference Manual, Volume 1から引用されています。^[12]

注記:

• アクティブロー信号には「*」が付きます
• ほとんどの信号はドライブ 1 とドライブ 2 の両方で共有されるため、各ドライブのロジックは ENABLE* 信号を使用して適切にアクティブ化します。
  • ディスク II ドライブ 1 とドライブ 2 のピン 14 には、個別の有効信号 (14a と 14b) があります。
  • Uni/Duo ディスクのピン 17 は最初のドライブ (ドライブ 1) にチェーンされ、2 番目のドライブ (ドライブ 2) は最初のドライブの別のロジックによって有効になります。
• EXTINT* 信号は、Disk II コントローラ カードには存在しません。Apple //c コンピュータでは、内部6551 ACIA ( UART ) チップの DSR* 信号にルーティングされます。

• Appleドライブのリスト

• Apple II の歴史 - 第 5 章 (ディスク II)
• Apple Floppy Disk II 2006年2月3日アーカイブ、Wayback Machine
• Apple フロッピードライブ
• ディスク II プログラミング例
• ディスク II コントローラ ハードウェアの記事
• comp.sys.apple2 FAQ ミラーの Apple II ディスケット FAQ と Apple II ドライブ FAQ
• Apple II の歴史 - 第 8 章 (Apple IIc)
• Apple フロッピードライブの回路図
• Appleの13,000ドルのOSの裏に隠された秘話