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Grundlagen der Informationstechnik
Festplatten (HDD)
Die Funktionsweise einer Festplatte (HDD = Hard Disk Drive) ähnelt der eines Diskettenlaufwerks, nur besteht eine Festplatte aus mehreren übereinander liegenden, extrem genau gefertigten Aluminiumscheiben bzw. Glaskeramikscheiben. Auf die Scheiben ist beidseitig eine magnetisierbare Beschichtung mit der Dünnfilmtechnik aus Kobalt aufgebracht. Auch hier wird die Oberfläche in konzentrische Spuren ein geteilt und diese dann wieder in einzelne Sektoren. Die jeweils positionsgenau übereinander liegenden Spuren des Plattenstapels bezeichnet man als Zylinder.
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Für jede Plattenseite ist ein Schreib-Lese-Kopf vorhanden. Alle Köpfe befinden sich auf einem gemeinsamen Träger, dem Zugrffskamm, und bewegen sich daher auch nur gemeinsam in einem Plattenstapel. Die Anzahl der Zylinder entspricht somit der Anzahl der Spuren, auf die gleichzeitig zugegriffen werden könnte.
Eine Festplatte arbeitet mit hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten: von etwa 3600
bis 7200 Umdrehungen pro Minute. Dabei dürfen die Schreib-Lese-Köpfe die Platten-
oberfläche nicht berühren, sie schweben mit einem Abstand von ca. 1/1000mm auf
einem Luftpolster über die Plattenoberfläche. Ein Staubkorn oder sonstige
Verunreinigungen würden bei diesem winzigen Abstand dazu führen, dass die
Köpfe auf der Oberfläche aufsetzen, was zu irreparablen Schäden führt (head
crash). Ausdem Grund ist das Gehäuse einer Festplatte luftdicht versiegelt. Wird
das Gehäuse geöffnet, führt das zur Zerstörung des Laufwerks.
Abbildung einer geöffneten Festplatte (HDD)
Festplatten zeichnen sich durch hohe Speicherkapazität und Arbeitsgeschwindigkeit
aus. Allgemein wird die Leistungsfähigkeit einer Festplatte mit der mittleren Zugriffs-
zeit und der Datenübertragungsrate ausgedrückt.
Die mittlere Zugriffszeit (in ms = Millisekunden) kennzeichnet die durchschnittliche
Zeitdauer, die vergeht, um eine bestimmte Information auf dem Datenträger zu
finden. Der Schreib-Lese-Kopf muss ja erst über dem zu lesenden Sektor
positioniert werden, was einige Millisekunden Zeit kostet. Angegeben wird der
statistische Mittelwert.
Die Datenübertragungsrate (in Megabyte pro Sekunde) gibt an, wie schnell das
Laufwerk Daten mit der Systemeinheit austauschen kann.
Die Übertragungsrate ist auch vom Festplattencontroller und dessen Ansteuerung
abhängig. Im Allgemeinen gelangen die Daten des Prozessors von der
Hauptplatine über das Bussystem erst einmal zum Festplattencontroller. Dieser
Controller steuert die Schreib-Lese-Vorgänge (z.B. Datencodierung
und –komprimierung, Fehler-korrektur usw.), die den Prozessor von diesen
Routineaufgaben entlasten sollen. Dafür sind die Controller auch häufig mit
einem Zwischenspeicher (Cache) ausge-stattet.
Festplattentechnologien
Folgende Festplattentechnologien sind in den letzten Jahren im PC zum
Einsatz gekommen:
AT = eine Festplatte / 40 polig (Advanced Technology)
IDE = zwei Festplatten / 40 polig (Integrated Drive Electronics)
EIDE = vier Laufwerke / 40 polig (Enhanced IDE)
ATA = vier Laufwerke / 80 polig (Advanced Technology Attachement)
SATA = vier Laufwerke / 80 polig (Serial ATA)
UDMA = vier Laufwerke / 80 polig (Ultra Direct Memory Access)
SCSI-Bussystem = 7 bis 15 Laufwerke/Geräte // 50 oder 68 polig (Small
Computers System Interface) nicht nur zum anschließen von Festplatten.
Es können auch Scanner oder Streamer Laufwerke angeschlossen werden.
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