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Aufbau einer Festplatte

Ein Einblick in das System einer Festplatte!


Autor: Simon Ostermann (D-Fred)
Datum: 20-05-2003, 22:02:50
Referenzen: keine
Schwierigkeit: none
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Rating: 5.43 (7x bewertet)

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Aufbau einer Festplatte



Festplatten für PC's und Workstations bestehen aus einer oder mehreren Metallplatten, die beidseitig mit hochfein polierten Metalloxiden beschichtet sind. Ein Kamm von beweglichen Schreib/Leseköpfen greift seitlich in den rotierenden Plattenstapel hinein und kann so konzentrische Kreise von Magnetisierungsmustern abtasten oder erzeugen. Durch die hohen Drehzahlen der Festplatte entstehen gezielte Luftbewegungen, die genauestens berechnet sind. Der Schreib/Lesekopf wird in Richtung der Oberfläche gesaugt und durch den Bodeneffekt im geplanten Abstand gehalten. Bei einem Strömungsabriss durch Änderung der Drehzahl entfernt sich der Schreib/Lesekopf wieder von der Oberfläche.

Anmerkung

Egal welches System zum Halten des Abstandes auch eingesetzt wird, kommt es aus irgendwelchen Gründen zum direkten Kontakt des Kopfes mit der schnell drehenden Festplatte, so ist das Ergebnis verheerend. Hierbei spricht man von einem Headcrash. Die beschichtete Oberfläche, welches die Daten trägt wird unwiderruflich beschädigt, gleiches gilt für den Schreib/Lesekopf der Festplatte. In Murphys Computerlexikon spricht man hier auch von einer "Spanabhebenden Datenverarbeitung". Das ist dann der Daten-GAU, der wahrhaft größte anzunehmendste Unfall. Auch wenn es heute Software gibt, mit welcher man (versehentlich) gelöschte Dateien wiederherstellen kann, sind mechanisch zerstörte Daten nicht widerherstellbar.

Merke

Software kann Hardware Fehler nicht korrigieren, da die Software auf der Hardware aufsetzt.

Einige Bauteile von Festplatten im Überblick



Die Festplatte beherbergt die Metallplatten zusammen mit ihren Schreib-Lese-Köpfen, dem Positionierungsmechanismus für die Köpfe und dem Spindelmotor in einem versiegelten Gehäuse, das vor äußeren Einflüssen schützt, sodass die Daten magnetisch aufgezeichnet werden können. Dementsprechend ist das Koordinatensystem einer Festplatte aufgebaut, dem man folgen muss, wenn man Daten auf der Platte lokalisieren möchte. Der Kamm der Schreib/Leseköpfe erzeugt konzentrische Kreise auf der Oberfläche des Mediums. Denkt man sich den Rest der Platte weg, erscheinen diese Kreise als ein Zylinder im Raum.

Dieser Zylinder besteht aus mehreren Spuren, von denen jede von jeweils einem Schreib-/Lesekopf erzeugt wird. Eine solche kreisförmige Spur wird dann in Kreissegmente, die Sektoren unterteilt. Durch die Angabe von Zylinder, Kopf und Sektor kann man so genau einen Abschnitt einer Festplatte, den Block, adressieren. Der Block stellt die kleinste adressierbare Einheit einer Festplatte dar, d.h. zur Änderung eines einzelnen Bits muss immer ein ganzer Block gelesen und wieder geschrieben werden.

Die Aufteilung einer Festplatte



Aus den Informationen über die Geometrie einer Festplatte kann man die Kapazität der Platte berechnen. Ist außerdem noch die Rotationsgeschwindigkeit des Plattenstapels bekannt, kann man zusätzlich die maximale Datenrate der Festplatte ausrechnen, indem man bestimmt, wie viele Blöcke pro Sekunde an einem Kopf vorbei rotieren. Diese Datenrate stellt eine theoretische Obergrenze für den Datenfluss von der Plattenoberfläche zum Kopf dar und kann nicht überschritten werden.


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