Die Festplatte
Aufbau und Funktionsweise der
Festplatte
Ein
Festplattenlaufwerk funktioniert im Prinzip wie ein Diskettenlaufwerk. In dem
eine Diskette dauerhaft eingebaut ist: Ein Antriebsmotor bringt eine
magnetisierbare Scheibe in Drehung, die Schreib-und Leseköpfe werden durch
einen weiteren Motor in ihre Positionen gebracht.
Eine Festplatte ist
fest im Gehäuse eingebaut und hat den Vorteil dass sich so höhere Genauigkeiten
bei der Justierung erreichen lassen.
Der mechanische Aufbau einer
Festplattenscheibe
Zum Bau der eigentlichen Festplatte verwendet man keine
dünnen Kunststoffscheiben wie bei
Disketten, sondern Aluminiumscheiben von
einigen Millimetern Stärke. Diese Dicke garantiert eine ausreichende Verzugsfestigkeit und Verwindungsfreiheit
der Platten bei Temperaturänderungen,
mechanischen Schwingungen usw.
Die Bauweise von
Festplattensystemen
In einem Festplattengehäuse werden für
gewöhnlich gleich mehrere solcher beidseitig beschichteten Aluminiumplatten auf einer
Drehachse zu einem ganzen Stapel zusammengefasst.
Jeder einzelnen Plattenseite ist
dabei ein eigener Schreib- und Lesekopf zugeordnet. Die Kapazität eines
Festplattenlaufwerks kann auf diese Weise mit relativ wenig technischem Aufwand
vervielfacht werden.
Die Schreib- und Leseköpfe
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einzigen Steuereinheit gelenkt.
Abtast-Abstand der Schreib- und Leseköpfe
Die Oberfläche einer Festplatte ist viel zu dünn und zu
empfindlich, als dass ein Abtastkopf sie
während der Schreib- und Lesezeiten berühren könnte, ohne sie zu
zerstören. Deswegen ist der Schreib-/ Lesekopf einer Festplatte so konstruiert,
dass er die Plattenoberfläche
auf einem Luftpolster in sehr geringem Abstand regelrecht überfliegt.
Automatische Lande- und
Parkmechanismen
Wenn ein PC ausgeschaltet wird, hört die Festplatte natürlich
auf zu rotieren. Der Fahrtwind lässt nach,
die Schreib- und Leseköpfe können
nicht mehr fliegen, und so müssen sie „landen". Ohne besondere
Vorkehrungen würden sie einfach auf der Spur landen, über der sie sich gerade befinden. Binnen kurzer Zeit wäre die Festplatte mit Kratzern überzogen und gänzlich
unbrauchbar. Um dies zu vermeiden,
haben alle Festplatten eine so genannte Landing Zone - eine datenfreie Zone, die
ausschließlich zur Landung der Köpfe
bestimmt ist. Hier parken die
Köpfe auch, wenn die Festplatte stillsteht.
Alle moderneren Festplatten lösen diesen Landevorgang automatisch aus,
sobald die Rotationsgeschwindigkeit nachlässt.
Die Einteilung einer Festplatte
Ebenso wie eine
Diskette ist eine Festplatte in Spuren (engl. tracks) und Sektoren (sectors)
eingeteilt.
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Disketten mit bis zu 80 Spuren versehen sind, sind bei Festplatten – je nach
Kapazität- viele 1000 Spuren möglich.
Alle
Zylinder einer Festplatte sind dabei in Sektoren unterteilt. Ein Sektor ist die kleinste Einheit der
Festplatte, die sich ansteuern lässt.
Cluster
Im Hardware-Bereich versteht man unter
Cluster ein Bündel von mehreren Sektoren. Alle heute üblichen
Betriebssysteme fassen bei Festplattenzugriffen mehrere Sektoren
zu einem Cluster zusammen. Ein Cluster ist die kleinste Einheit, die sich von
einem Betriebssystem unter normalen Umständen ansteuern lässt. Durch das zusammenfassende
Lesen mehrer Sektoren kann die Lesegeschwindigkeit erheblich
gesteigert werden.
Externe Festplatten
Eine externe
Festplatte ist eine Festplatte, die über
eine Schnittstelle wie USB oder FireWire oder als Wechselplattenlaufwerk
an einen Computer angeschlossen werden kann. Es gibt jedoch auch Varianten, die
mit einer schnelleren externen Schnittstelle wie eSATA
ausgestattet sind. In diesem Fall ist die Schnittstelle nur vom Inneren des
Computers nach außen verlagert, denn SATA wird auch gerne zum
internen Anschluss von Festplatten verwendet.
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Besonders durch die Datenmengen, die im privaten Bereich durch Multimediadateien wie Musik, Filme und
Digitalfotographie anfallen, ist ihr Absatz in den letzten Jahren stetig
gestiegen.
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