Das eBook Angewandte Mikroelektronik wurde von Hans Lohninger zur Unterstützung verschiedener Lehrveranstaltungen geschrieben. Weitere Informationen finden sie hier.

Home Speicher Magnetische Speicher Harddisks Grundlagen
Siehe auch: Magnetband, Floppy Disk 
del.icio.us Reddit Facebook StumbleUpon MySpace Twitter VIAS-Bibliothek durchsuchen  |  Index

Harddisk

Im Gegensatz zu den Floppy-Disks ist bei Festplatten die informationstragende, magnetisierbare Schicht auf einer steifen Aluminiumplatte aufgetragen. Bedingt durch die Rigidität des Trägermaterials kann die Datendichte gegenüber Floppy-Disks um einen Faktor 1000 erhöht werden.

Harddisks besitzen intern meist ein bis acht Platten (jeweils doppelseitig verwendet), die alle auf einer gemeinsamen Antriebsachse montiert sind. Für jede Plattenoberfläche ist ein eigener Schreib-/Lese-Kopf vorgesehen. Die Köpfe werden von einem gemeinsamen Antriebsmechanismus (Schrittmotor oder Voice Coil mit Servosystem) bewegt und fliegen ähnlich einem Luftkissenfahrzeug über die Plattenoberfläche.

Die auf einer Festplatte erzielbare Speicherdichte hängt von drei Parametern ab:

  • Der Spaltbreite des Schreib-/Lese-Kopfes,
  • der Dicke der magnetisierbaren Schicht und
  • der Flughöhe des Kopfes.
Diese drei Parameter sollen etwa dieselbe Größe haben. Je kleiner diese Abmessungen, desto höher ist die mögliche Speicherdichte.

Die Daten sind auf der Harddisk in konzentrischen Kreisen gespeichert, die jeweils in Sektoren unterteilt werden. Man nennt die kreisförmigen Spuren auch Zylinder, da die Spuren mehrerer Einzelplatten exakt übereinander liegen und so einen Zylinder bilden. Eine typische Harddisk enthält einige tausend Zylinder und 50 bis 200 Sektoren pro Spur. Bei älteren Harddisks war die Zahl der Sektoren für alle Spuren gleich groß, was zu einer Verschwendung von Speicherplatz in den äußeren Zylindern führt. Deshalb wurde auf eine variable Sektorunterteilung umgestellt, so dass äußere Spuren (die ja länger sind) mehr Sektoren enthalten als innere (LBA = logical block addressing).
Links: Winkelgleiche Aufteilung in Sektoren. Rechts: LBA-Adressierung bei der alle Sektoren gleich groß sind.

Die kleinste adressierbare Einheit auf der Platte ist also ein Sektor, der in der Regel 512 Byte Daten enthält. Je nach dem welches Betriebssystem man verwendet, kann allerdings der kleinste tatsächlich verwendbare Speicherblock deutlich größer sein. So fassen z.B. die verschiedenen Windows-Varianten immer mehrere Sektoren (z.B. 8 oder 16) zu einem "Cluster" zusammen, der dann über eine eindeutige Nummer angesprochen werden kann. Die Clusterbildung führt aber zu einer Verschwendung von Speicherplatz, da selbst bei sehr kleinen Dateien, die z.B. nur wenige Byte umfassen, immer ein ganzer Cluster für die Datei verwendet wird. Dadurch kommte es bei der Speicherung von sehr vielen, sehr kleinen Dateien zu einem erheblichen und unnötigen Platzverbrauch. So wird man bei einer Clustergröße von 8 kByte (16 Sektoren) für 1000 Dateien, die jeweils 50 Byte groß sind, auf der Harddisk nicht 50 kB (1000*50 Byte) benötigen, sondern 8 MB (1000*8000 Byte). Abhilfe schafft in diesem Fall nur das Packen der vielen kleinen Dateien in ein einziges Archiv. Dabei gewinnt man doppelt Speicherplatz, da einerseits die vielen Dateien nur mehr als eine Datei im Dateisystem geführt werden, und jede einzelne Datei auch noch komprimiert wird.

Home Speicher Magnetische Speicher Harddisks Grundlagen

Last Update: 2008-05-31