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Die IDE-Schnittstelle und Festplatten. Von Severin Unger und Florian Eichleter. Aufbau einer Festplatte. Besteht aus mehreren Metallplatten, die mit hochfein polierten Metalloxiden beschichtet sind Kamm mit beweglichen Schreib/Leseköpfen greift seitlich in den rotierenden Plattenstapel ein - PowerPoint PPT Presentation
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Die IDE-Schnittstelle und Festplatten
Von Severin Unger und Florian Eichleter
Aufbau einer Festplatte
Besteht aus mehreren Metallplatten, die mit hochfein polierten Metalloxiden beschichtet sind
Kamm mit beweglichen Schreib/Leseköpfen greift seitlich in den rotierenden Plattenstapel ein
beherbergt noch Schreib-Lese-Köpfe, den Positionierungsmechanismus für die Köpfe und dem Spindelmotor in einem luftdicht versiegelten Gehäuse
Dateisysteme
FAT 16 VFAT 16 FAT 32 NTFS HPFS EXT2FS
FAT 16
FAT steht für „File Allocation Table“ Ur-Dateisystem aus MS-DOS-Zeiten Fasst mehrere Sektoren zusammen und
adressiert diese mit 16 Bit (Adressierung ist auf 65526 Cluster beschränkt; ein einzelnes Cluster kann bis zu 32 MB groß sein)
Maximale Partitionsgröße von 2048 MB Keine effektive Datenspeicherung
VFAT 16
Unterstützt lange Dateinamen (bis zu 255 Zeichen, hingegen bei FAT16 nur 8+3 Zeichen im Dateinamen)
Steht für „Virtual File Allocation Table“ Wird von Windows NT 3.5 und Windows 98 unterstützt Verwendet Verzeichniseinträge für die langen Dateinamen Maximal mögliche Dateien im Hauptverzeichnis von 512 bei
FAT16 auf ca. 250 reduziert Maximale Partitionsgröße von 512 MB
FAT 32
Adressiert Partitionsgrößen bis zu 2048 GB (2 Terabyte)
Clustergröße beträgt 4 kB anstatt 32 kB Ist NICHT Windows NT 4.0 kompatibel
NTFS
Steht für „New Technology File System“ Wird von Windows NT und 2000 unterstützt Bietet höhere Datensicherheit und mehr
Zugriffsrechte Besonders für Server geeignet
HPFS
Ab OS/2 Version 1.2 stattete IBM OS/2 mit dem HPFS (=High Performance File System) aus
Bessere Verwaltung und Performance größerer Festplatten Nutzt die Dateistruktur von FAT, ergänzt es durch die
Fähigkeit, das Verzeichnis nach Dateinamen zu sortieren 254 Zeichen zur Namensvergabe erlaubt (unterscheidet
keine Groß + Kleinschreibung) Keine Cluster arbeitet mit 512 Byte großen Sektoren
EXT2FS
Dateisystem von Linux Unterstützt Dateinamen mit bis zu 255 Zeichen Echte Unterscheidung zwischen Groß- und
Kleinschreibung Defragmentiert sich selbst
Speicherdichte
Wird in BPS (= Bits Per Inch) angegeben FCI (= Flux Changes Per Inch), gibt an, wie oft
die Ausrichtung der Magnetpartikel pro Zoll geändert wird (der Abstand zwischen zwei Flusswechseln kann eine bestimmte Grenzen aus physikalischen Gründen nicht unterschreiten!)
Je höher die Werte BPI bzw. FCI sind, desto größer ist die Kapazität der Festplatte
Leseverfahren (Reading)
Betriebssystem teilt dem Controller mit, welcher Zylinder abgefragt werden soll
Die Leseköpfe positionieren sich korrekt, lesen die Daten und übergeben sie dem Zwischenspeicher
Moderne Festplatten verwenden GMR (Giant Magneto Resitive); funktioniert indem er Unterschiede im magnetischen Feld „Ausschau hält“ – wenn der Lesekopf über ein Feld mit Daten fährt bemerkt er die Änderungen und gibt diese weiter
Die Festplatte interpretiert die gespeicherten Daten aufgrund des Musters der Änderungen
Aufzeichnungsverfahren (Writing)
Daten werden binär gespeichert (0/1) Spule in Schreibkopf wird aufgeladen Je nach Stromrichtung entsteht ein anders ausgerichtetes
Magnetfeld, das die Plattenoberfläche entsprechend magnetisiert
Zusätzlich werden Taktinformationen mitgeschrieben, da Festplatten nie 100%ig gleich laufen (diese sichern, dass mit gleicher Geschwindigkeit gelesen und geschrieben wird)
Werden Taktinformationen mit den zu speichernden Daten verknüpft, so spricht man von einem „Embedded Sector Servo“
Low-Level Formatierung
Ist die logische Einteilung einer Festplatte, damit deren Bereiche gut adressierbar sind
Ist nicht mit der Partitionsformatierung zu vergleichen, da kein Dateisystem angelegt wird, sondern die einzelnen Platten
Arbeitet also sehr Hardwarenahe
Logische Einteilung einer Festplatte Sektoren
Fasst 512 Bytes (=4096 Bits) Unterteilt Spuren einer Zone
Spuren: konzentrische Ringe auf der Platte Zylinder: sind mehrere Platten in der Festplatte vorhanden, so werden die
Spuren, die genau übereinander liegen, als Zylinder bezeichnet Zone: mehrere Spuren werden zu einer Zone zusammengefasst; je
länger die Spur, desto mehr Sektoren Cluster: Je nach Partition werden ein oder mehrere Sektoren zu einem
Cluster zusammengefasst
Partitionierung
Partitionieren bedeutet die Festplatte in mehrere virtuelle Festplatten unterteilen
Bei steigender Partitionsgröße steigt auch die Clustergröße hoher Platzverlust, da ein Datei immer mind. einen Cluster beansprucht!
Beispiel: 500 Dateien a 600 Byte benötigen theoretisch 300KB. Auf einer 1,2-GB-Partition belegt jede dieser Dateien 32 KB, also insgesamt 15,6 MB