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Physikalische Speichermedien am Beispiel von Festplatten
Eine Projektarbeit im Rahmen des Schulfaches IT-Systeme (Digitaltechnik)
von: Jan Krause, Oleg Jakobi & Dennis Bierschwale
Inhaltsverzeichnis
Geschichte Definition Logischer Aufbau Einsatz Funktion Perpendicular-Recording
Geschichte der Festplatten
GeschichteGeschichteDefinitionDefinitionLogischer AufbauLogischer AufbauEinsatzEinsatzFunktionFunktionPerpendicular-Perpendicular-RecordingRecording
13. 09.195613. 09.1956 erste Festplatte erste Festplatte von IBM, "305 von IBM, "305 RAMAC"RAMAC"
19791979 erste erste Festplatte Festplatte im Format im Format 5,25 Zoll5,25 Zoll
19961996 Umdrehungs-Umdrehungs-geschwindigkeit geschwindigkeit von 10 000 U/minvon 10 000 U/min
19991999 IBM baut kleinste IBM baut kleinste Festplatte mit einem Festplatte mit einem Zoll und 340 MB Zoll und 340 MB SpeicherkapazitätSpeicherkapazität
19961996 IBM erreicht IBM erreicht Datendichte von Datendichte von 1 GB/inch²1 GB/inch²
19821982 Seagate Seagate entwickelt die entwickelt die ST506ST506
19981998 Kapazität: 50 GBKapazität: 50 GB
20002000 Kapazität: 183 GBKapazität: 183 GB
20052005 Umstellung auf Umstellung auf Perpendicular-Recording Perpendicular-Recording Kapazität: auf 500 GBKapazität: auf 500 GB
20062006Seagate -> 750 GBSeagate -> 750 GB
Was sind Festplatten?
magnetisches Speichermedium
Bauelemente: drehbar gelagerte Scheiben (engl. Platter) einen Antrieb bewegliche Schreib-/Leseköpfe (Heads) jeweils ein Lager und die Scheiben einen Antrieb für die Schreib-/Leseköpfe der Steuerelektronik für Motor- und
Kopfsteuerung Hochleistungs-DSP für die
Schreib/Leseköpfe. Schnittstelle zur Verbindung mit der
Hauptplatine (Motherboard) einem Festplattencache
GeschichteGeschichteDefinitionDefinition
Logischer AufbauLogischer AufbauEinsatzEinsatzFunktionFunktionPerpendicular-Perpendicular-RecordingRecording
Speichervorgang
ein Cluster aus 8 Sektoren
Eine Spur
Ein Sektor = 512 ByteGeschichteGeschichteDefinitionDefinition
LogischerLogischer AufbauAufbau
EinsatzEinsatzFunktionFunktionPerpendicular-Perpendicular-RecordingRecording
ein Cluster aus 8 Sektoren
Eine Spur (Zylinder)
Ein Sektor = 512 Byte
Jeder Sektor kann 512 Byte speichern.Trotz größerer Fläche bleibt es bei 512 Byte.
Bei der Formatierung werden Sektoren zueinem Cluster zusammengefasst.
Ist eine Laufbahn für den Lesekopf.Gesamtspeicher = Sektor * Cluster * Zylinder
GeschichteGeschichteDefinitionDefinition
LogischerLogischer AufbauAufbau
EinsatzEinsatzFunktionFunktionPerpendicular-Perpendicular-RecordingRecording
Schnittstellenunterschied
ATA- oder SATA-Schnittstelle –5.400 bis 7.200 Umdrehungen pro Minute. ( Desktop-PC`s)
SCSI-Schnittstelle – 10.000 oder 15.000 Umdrehungen pro
Minute. (Server)
2,5-Zoll-Festplatten –4.200 bis 7.200 Umdrehungen pro Minute. ( Notebooks)
GeschichteGeschichteDefinitionDefinitionLogischer AufbauLogischer Aufbau
EinsatzEinsatzFunktionFunktionPerpendicular-Perpendicular-RecordingRecording
Wo werden Festplatten eingesetzt?
Personal Computer
Notebook
Server
DVD player/ Home Entertainment
Mp3
GeschichteGeschichteDefinitionDefinitionLogischer AufbauLogischer Aufbau
EinsatzEinsatzFunktionFunktionPerpendicular-Perpendicular-RecordingRecording
Wie funktionieren Festplatten?
1 bis 4 rotierende Scheiben
Die Schreib-/Leseköpfe schweben über der Plattenoberfläche.
Das Speichern erfolgt durch die gezielte Magnetisierung kleinster Flächen einer Schicht ferromagnetischen Materials.
GeschichteGeschichteDefinitionDefinitionLogischer AufbauLogischer AufbauEinsatzEinsatz
FunktionFunktionPerpendicular-Perpendicular-RecordingRecording
der Lesekopf muss auf bestimmten Sektor der Festplatte gefahren werden.
Anschließend bleibt der Lesekopf solange in seiner Position, bis der gesuchte Block unter ihm vorbeigeführt wird.
GeschichteGeschichteDefinitionDefinitionLogischer AufbauLogischer AufbauEinsatzEinsatz
FunktionFunktionPerpendicular-Perpendicular-RecordingRecording
Perpendicular Recording
Daten werden senkrecht zur Rotationsrichtung gespeichert
Es können wesentlich mehr Daten gespeichert werden ( ~10 mal mehr als bisher )
GeschichteGeschichteDefinitionDefinitionLogischer AufbauLogischer AufbauEinsatzEinsatzFunktionFunktionPerpendicular-Perpendicular-RecordingRecording
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