Festplatten

Festplatten Aufbau: Ein Spindelmotor dreht doppelseitig beschichtete Aluminiumscheiben (fruher Glas) mit bis zu 12000 U/m. Uber und unter jeder Scheibe ist ein Schreib-/Lesekopf. Diese sind mechanisch miteinander verbunden und werden mit einem Schrittmotor Positioniert. Das Schreiben und Lesen funktioniert so ahnlich wie bei Disketten und Tonbandern. Durch die schnelle Rotation entsteht ein Luftstrom, der die Kopfe von der Oberflache fernhalt. Jedes Aufsetzen, z. B. durch Erschutterung oder Staub, wurde die Magnetschicht beschadigen (Head Crash). Deshalb darf ein laufender Computer moglichst nicht bewegt und eine Festplatte niemals geoffnet werden.

Ein Fingerabdruck oder Staubkorn ware schon ein Hindernis fur die Kopfe. Einige moderne Festplatten, besonders Laptopfestplatten, setzen Schutzmechanismen ein, die bei Erschutterung die Kopfe auf einen Zylinder bringen, der nicht fur Daten benutzt wird.

Das selbe machen alle neueren Festplatten beim Ausschalten, um Transportschaden zu vermeiden (parken). Dazu wird die kinetische Energie der rotierenden Scheiben vom Spindelmotor in elektische umgewandelt.

Funktionsweise: Die Scheiben sind in Spuren unterteilt, diese in Sektoren. Am Anfang jedes Sektors steht seine genaue Adresse (ID-Header), also Zylinder-, Kopf-, Spur- und Sektornummer. Als Zylinder bezeichnet man alle Spuren, die auf den verschieden Ebenen ubereinander sind. Soll ein Sektor gelesen werden, wird der Zylinder angesteuert und gleichzeitig der richte Kopf ausgewahlt. Dann wird die Spur solange kontinuierlich gelesen, bis der gesuchte ID-Header vorbeikommt, und der darauf folgende Sektor wird ubertragen. Auch beim Schreiben werden die Sektoren durch das Lesen der dazugehorigen Ids gesucht und erkannt. Eigentlich wurde die Sektornummer als ID reichen. Die komplette Adresse ist eine Sicherheitsvorkehrung, damit bei einer Funktionstorung trotzdem der richtige Sektor gefunden wird.

Interleaving: Wenn zwei Sektoren gelesen werden sollen, muss der Controller fur die Bearbeitung des zweiten Sektors die des ersten abgeschlossen haben. Kommt der zweite Sektor am Lesekopf vorbei, bevor der Controller danach sucht, muss eine volle Umdrehung gewartet werden, bis er gelesen werden kann. Deshalb sind zwei Sektoren, die nacheinander kommen, nicht direkt nebeneinander auf der Spur. Zwischen ihnen sind andere Sektoren. Typisch ist z. B. ein Interleavefaktor von 3: 1. Das bedeutet, dass zwischen zwei zusammengehorenden Sektoren zwei Sektoren sind, die eigentlich viel spater kommen. Die vom Controller benotigte Zeit, um den nachsten Sektor lesen zu konnen, ist dann kurzer als die Zeit, die der Lesekopf benotigt, um ihn zu erreichen. So ist eine schnellere Datenubertragung moglch.

Datenubertragungsrate: Die innere Ubertragungsrate hangt davon ab, wie schnell sich die Platten drehen, und wie viele Sektoren auf der aktuellen Spur sind. Die absolute Ubertragungsrate wird noch von dem Cache und der Schnittstelle beeinflusst. Festplatten ab 7200U/m sollten mit ...