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 )

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