Festplatte

Mit zunehmenden Ansprüchen an Leistung und Funktionsvielfalt der Software stieg auch der Platzbedarf für Programme und
dazugehörende Dateien auf dem Datenträger.
Wo vor einigen Jahren noch eine Diskette ausreichte, werden heute bereits Festplatten mit mehreren hundert MByte gebraucht.

Für professionelle multimediale Anwendungen sind Platten mit Kapazitäten im Gigabytebereich keine Seltenheit mehr.

Werden Speicherkapazitäten immer größer und Zugriffzeiten immer kleiner, so bleiben Aufbau und Funktionsweise im wesentlichen gleich.

Im Innern der Festplatte drehen sich bis zu 6 beidseitig magnetisch be- schichtete Scheiben, die auch als Plattenstapel bezeichnet werden.

Über der Oberfläche dieser Scheiben schwebt der Schreib-Lesekopf auf einem 1 mm dicken Luftpolster.

Dieses Luftpolster entsteht durch die Geschwindigkeit, mit der sich die Platten drehen. Bei 3600 Umdrehungen pro Minute liegt die Zeit,mit der auf die Daten der Festplatte zugegriffen werden kann, um den Faktor 123 kleiner als bei Disketten, die sich nur 300 mal in der gleichen Zeit drehen.

Moderne Elektronik und ein höherer Bustakt ermöglichen es, die Daten von der Festplatte schneller zu verarbeiten. Festplatten neuerer Generationen können bereits mit bis zu 7500 Umdrehungen pro Minute rotieren.

Der geringe Abstand der Schreib-Leseköpfe zur Platte erklärt, warum Fest- platten sehr empfindlich auf Erschütterungen reagieren. Durch Stöße kön- nen die Köpfe die Oberfläche der Platte berühren und dadurch zerstören. Es kommt zum sogenannten "Headcrash", der einen unwiederbringlichen Datenverlust zur Folge hat und oft sogar die Anschaffung einer neuen Fest-
platte unumgänglich macht.

Beim Abschalten des Rechners kann das Luftpolster, auf dem die Köpfe über die Platten schweben, nicht mehr aufrecht erhalten werden. Um zu verhindern, daß beim Absenken die Oberfläche der Datenträger Schaden nimmt, werden die Köpfe in eine "Parkposition" gebracht. Dieser Bereich auf der Plattenoberfläche enthält keine Daten.

Er ist für die Landung der Köpfe vorgesehen. Beim Transport der Festplatte oder des Rechners können so keine Schäden an der Oberfläche und damit an der magnetischen Beschichtung entstehen.

Die Oberfläche der Magnetplatten unterteilt man in Spuren und Sektoren, welche je nach Kapazität der Festplatte in ihrer Anzahl sehr unterschiedlich sind.

Die Einteilung der Spuren wird vom Hersteller der Festplatte vorgenommen. Die Spuren, auch Zylinder genannt, liegen in konzentrischen Kreisen um die Achse der Platte. Je mehr Spuren auf der Magnetplatte untergebracht werden sollen, desto besser muß die Beschaffenheit der magnetischen Oberfläche sein.

Die Dichte der Spuren auf dem Datenträger wird in TPI (Tracks per inch) gemessen. Diese Spuren werden wiederum in Abschnitte, die Sektoren, unterteilt, die man sich wie Stücke einer Torte vorstellen kann. Die Anzahl der Sektoren, die bei der physikalischen Formatierung eingerichtet werden, ist abhängig von der Art des Aufzeichnungsverfahrens und der daraus resultierenden Datendichte.

Bei den verschiedenen Aufzeichnungsverfahren werden nicht nur die reinen Daten auf der Festplatte untergebracht, sondern auch noch Informationen über die Position, an der sich der Schreib-Lesekopf gerade befindet.

Außerdem wird zur Auffindung der Informationen eine Art Inhaltsver- zeichnis, die FAT (file allocation table), auf die Platte geschrieben.

Die Positionierung der Schreib- Leseköpfe übernimmt ein Schrittmotor, der durch den Controller gesteuert wird. Dieser Controller steuert zusammen mit dem Festplattencontroller im Rechner auch den Datenaustausch zwi- schen Rechner und Festplatte.

Hierbei unterscheiden sich die verschiedenen Controllertypen und Schnittstellen nicht nur in der Art des Anschlusses, sondern auch in der Übertragungsgeschwindigkeit. Die heute üblichen Controllertypen sind AT-Bus- auch IDE-Controller genannt, und SCSI-Controller.

Am AT-Bus-Controller können zwei Festplatten angeschlossen werden, wobei die eine Platte als "Master" und die andere als "Slave" konfiguriert werden muß. Diese Einstellung erfolgt über einen Jumper,der auf der Controllerplatine untergebracht ist. Der Controller der als Master gejum- perten Festplatte übernimmt jetzt zusätzlich die Steuerung der Slave- Festplatte, bei der der Controller außer Funktion gesetzt ist. So wird der gleichzeitige Zugriff auf die Schnittstelle verhindert. Soll eine Festplatte allein betrieben werden, so wird der Jumper in die Position "Single" gebracht.

Die SCSI-Schnittstelle bietet zur Zeit die Möglichkeit, bis zu sieben Geräte an einen Controller anzuschließen.

Dabei werden die einzelnen Geräte durch eine ID (Kennung von 0 - 6) gekennzeichnet, die ebenfalls über Jumper oder Schalter eingestellt werden. Diese Technik erlaubt es an einem Controller nicht nur Festplatten anzuschließen, sondern auch zusätzlich Drucker, Streamer oder CD-ROM-Laufwerke.

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