Speichermedien

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DISKETTENLAUFWERK

Jeder Computer ist mit einem Diskettenlaufwerk ausgestattet, weil auf den Datenträger

Diskette trotz der Entwicklung der CD-ROM noch nicht verzichtet werden kann. Disketten können mit Hilfe des Laufwerkes relativ einfach gelesen und beschrieben werden und sind transportabel. Sie eignen sich deshalb besonders für den Datentransport zwischen Computern an verschiedenen Standorten, die nicht miteinander vernetzt sind.

Eine Diskette ist ein magnetischer Datenspeicher. Sie ist eine flexible Kunststoffplatte mit einer beidseitigen Magnetschicht.

Je nach Ausführung steckt sie in einem starren Kunststoffgehäuse oder einer flexiblen hülle, um sie vor mechanischen Beschädigungen zu schützen

Disketten gibt es im Format von 5,25 Zoll oder 3,5 Zoll. Disketten mit einer Größe von 3,5 Zoll, auch als Mikrodiskette bezeichnet, sind am gebräuchlichsten.

Beide Diskettengrössen sind mit einem Schreibschutz versehen, der als kerbe in der Plastikhülle angebracht ist.

Die spuren (Tracks) der Diskette konzentrisch angelegt. Um Informationen schnell finden zu können, sind diese spuren außerdem in Sektoren unterteilt. Zwei oder mehr Sektoren sind ein Block (Cluster).

Spur,(1) Sektor und Diskettenseite sind jeweils numeriert und damit adressierbar. Welche Datei sich wo auf der Diskette befindet, wird in einer Datenzuordnungstabelle hinterlegt. Hauptbauteile des Laufwerkes sind die Mechanik für den antrieb der Diskette und für die Schreib-Lese-Köpfe, die Schreib-Lese-Köpfe selbst und eine Kontrollelektronik.

Die SLK sind sehr kleine Elektromagneten. Ihr Magnetismus richtet die Eisenteilchen der Magnetschicht auf der Diskette aus. Durch den Antriebsmotor wird die Diskette in Drehbewegung versetzt. Dabei wird Geschwindigkeit konstant bei 300 Umdrehungen pro Minute gehalten. Über die Bewegung einer Spindel, die mit der Halterung für den SLK verbunden ist, wird dieser nach vorn oder hinten geführt. Angetrieben wird die Spindel durch einen Schrittmotor. Diskettenlaufwerke werden in das Gehäuse des Computers integriert. Diskettenlaufwerke erhalten den Buchstaben A oder B.

FESTPLATTE:

Im Innern der Festplatte drehen sich bis zu 6 beidseitig magnetisch beschichtete Scheiben, die auch als Plattenstapel bezeichnet werden. Über der Oberfläche dieser Scheiben schwebt der SLK auf einem sehr dünnen Luftpolster. Dieses Luftpolster entsteht durch die Geschwindigkeit, mit der sich die platten drehen. Bei 3600 Umdrehungen pro Minute liegt die Zeit, mit der auf die Daten der Festplatte zugegriffen werden kann, um den Faktor 123 kleiner als bei Disketten, die sich nur 300 mal in der gleichen zeit drehen. Festplatten neuerer Generationen können mit bis zu 7500 Umdrehungen pro Minute rotieren. Der geringe abstand der SLK zur platte erklärt, warum Festplatten sehr empfindlich auf Erschütterungen reagieren. Durch die Stöße können die köpfe die Oberfläche der platte berühren und dadurch zerstören. Beim Abschalten des Rechners kann das Luftpolster, auf dem die köpfe über die platten schweben, nicht mehr aufrecht erhalten werden. Um zu verhindern, daß beim Absenken die Oberfläche der Datenträger schaden nimmt, werden die köpfe in eine Parkposition gebracht. Dieser Bereich enthält keine Daten. Die Oberfläche der Magnetplatten unterteilt man in spuren und Sektoren, welche je nach Kapazität der Festplatte in ihrer Anzahl sehr unterschiedlich sind. Die dichte der spuren auf dem Datenträger wird in TPI (Tracks per inch) gemessen. Diese spuren werden wiederum in abschnitte, die Sektoren, unterteilt, die die man sich wie stücke einer Torte vorstellen kann.

Die Positionierung der SLK übernimmt ein Schrittmotor, der durch den Controller gesteuert wird. Dieser Controller steuert zusammen mit dem Festplattencontroller im Rechner auch den Datenaustausch zwischen Rechner und Festplatte.

CD-ROM:

Gemessen an anderen Speichermedien ist die CD-ROM als Massenspeicher der Superlative, hohe Speicherkapazität und sie ist transportabel.

Nicht nur äußerlich ähnelt die CD-ROM der bekannten Audion-CD, die die Schallplatte ablöste. Auch ihre Technik basiert auf der ihrer Vorläuferin. CD-ROM ist wörtlich Compact Disc-Read Only Memory und bedeutet lies nur den Speicher.

Ursprünglich entstand die Entwicklung des Speichermediums CD-ROM aus der Überlegung, daß der wachsende Platzbedarf der Software durch große Datenmengen hervorgerufen wird, die eigentlich nie geändert werden müssen. Die CD-ROM ist in einem oder mehreren Vorgängen beschreibbar und kann in der Regel bis zu 650 (2)MByte Daten aufnehmen. Sie ist preisgünstig in der Herstellung, wie die Diskette auswechselbar und das zur zeit sicherste Speichermedium in der EDV.

Bei ihrer Herstellung werden die Kunststoffscheiben zunächst mit einer lichtreflektierenden Aluminiumschicht versehen. Darüber wird eine transparente Polcarbonat-Schicht aufgetragen. Diese wiederum ist mit einer Schutzschicht aus Lack überzogen. Auf der CD erfolgt die Speicherung nicht durch Magnetisierung sondern, auch Veränderung der Oberfläche des Datenträgers.

Analog zur Schallplatte besitzt die CD-ROM eine einzige spiralförmige Datenspur, die jedoch von innen nach Außen verläuft. Diese Spur ist nur 0,6µm breit, der Zwischenraum zwischen den einzelnen Spuren beträgt 1µm.

Auf dieser Spur sind die Informationen durch vertikale Niveauänderungen in der Beschichtung gespeichert.

Der Wechsel zwischen einer Vertiefung (pit) und dem Normalniveau (land) beinhaltet die logische Funktion. Dieser Wechsel kann mit Hilfe eines Laserstrahls, der die Oberfläche der CD-ROM abtastet, festgestellt werden. Dazu wird der Laserstrahl, auf 1µm fokussiert, über die Oberfläche der sich drehenden CD-ROM bewegt. Eine fototechnische Einheit erkennt an Hand der Streuung des Laserlichts, ob es von einer glatten Fläche oder vom Übergang zu einer Vertiefung reflektiert wurde.

Da die CD am äusseren Rand der Datenspur physikalisch mehr Niveauunterschiede aufnehmen kann als innen, sich der Laserstrahl jedoch ebenso mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wie die Lesegeschwindigkeit konstant bleiben soll, richtet sich die Rotationsgeschwindigkeit der CD nach der Position des Lesekopfes über dem Datenträger. Das heisst, befindet sich der Lesekopf am äusseren Rand der CD, dreht sie sich schneller als bei einer Positionierung innen. Fehler werden auf dieser Weise erkannt.

MO-Laufwerke

Weil die Datendichte bei rein magnetischen Datenträgern durch die Ablesetechnik begrenzt bleiben muss, sucht man auch hier nach Verfahren, die dies aufheben. Durch den Einsatz von magneto-optischen Laufwerken könnte eine Lösung gefunden worden sein. Zum Durchbruch hat sie wohl aus Preisgründen noch nicht gefunden.

Datenträger ist die MO-Disk (MOD), die eine licht durchlässige Schicht aus Seltenerdlegierung enthält. Sie kann optisch und magnetisch genutzt werden. Die Spur wird bei der Herstellung bereits fest vorgegeben.

Beim MO-Laufwerk sind Schreib- und Lesekopf getrennt. Der Schreibkopf ist ein starker Laser. Mit ihm wird die MOD-Oberfläche abschnittsweise erhitzt. Dabei werden die magnetischen Bestandteile der Legierung instabil und können beim Auskühlen durch ein Magnetfeld ausgerichtet werden. Es entsteht ein Magnetspot.

Der Lesekopf ist ein schwächerer Laser als der des Schreibkopfes. Sein Lesevorgang nimmt Reflektionserscheinungen der Beschichtung als optische Signale auf und setzt sie in elektronische Impulse um.

FLOPTICAL DISK

Sogenannte Floptische Disketten erinnern in Funktion, Form und Grösse stark an übliche 3,5 Disketten. In beiden Fällen werden die Daten auf konzentrisch gelegenen Spuren magnetisch gespeichert und gelesen.

Unterschiede gibt es allerdings in der Anzahl der Spuren und in der Spurführung des Schreiblesekopfes. Hat eine normale 3,5 Diskette 135 Spuren pro Seite, so verfügt die Floptical Disk über weit mehr als Tausend. Möglich wird dies durch eine optische Spurführung. Hierbei werden äusserst feine sich nach innen verjüngende Spuren in die Oberfläche der Floptical Disk eingebrannt. Diese Spuren, in die auch die Daten geschrieben werden, reflektieren mit ihren gewinkelten Seiten einen auf sie gerichteten Laserstrahl. Mit dieser Quasitrennlinie zwischen den Spuren ermöglichen sie eine sehr viel genauere Positionierung des Schreib/Lesekopfes, als es bei herkömmlichen Disketten möglich ist. Herkömmliche Disketten benutzen zum Auffinden der Spuren vom Betriebssystem gesetzte, magnetische Markierungspunkte.

STREAMER

Wenn die Datensicherung oberstes Gebot ist, dann besteht auch Interesse an einer Sicherheitskopie der Festplatte. Die Übernahme auf Disketten dürfte dabei kaum befriedigen und die Nerven strapazieren, können doch bis zu 100 Disketten notwendig werden, um den gesamten Inhalt unterzubringen. Speziell für diese Aufgabe haben Magnetband-Speicher eindeutige Vorteile. Sie können sehr grosse Datenmengen aufnehmen, abhängig von der Bandlänge und dem Übernahmeverfahren bis 250 MByte. Und man kann in einem „Rutsch“ übernommen werden, der Nutzer kann seinen PC in dieser Zeit allein arbeiten lassen. Bandlaufwerke (Streamerlaufwerke) können extern und intern eingesetzt werden. Bei einigen Fabrikaten kann der Diskettencontroller des PC die Steuerung übernehmen. Streamerdatenträger sind speziell beschichtet. Sie müssen für die Aufnahme der Daten formatiert sein. Bereits formatierte Bänder sind im Handel erhältlich. Eigenes Formatieren ist sehr zeitaufwendig. Als gängiges Format sind die 3,5 Zoll Bänder anzusehen, 5,5 Zoll werden zunehmend weniger verwendet.

Für das Erstellen der Sicherheitskopien (Backup) ist der Einsatz spezieller Backup-Software erforderlich. Dabei ist es unerheblich, ob eine vollständige Kopie der Festplatte vorzunehmen ist oder nur bestimmte Datenbereiche in die Sicherung einbezogen werden. Gute BackupSoftware nimmt bei der Übernahme ein Verdichten der Daten vor.

DAT-STREAMER

Sogenannte Digitale Audio Tapes, kurz DAT oder auch als Digitale Data Storage kurz DDS bezeichnete Bandkassetten erfahren zunehmende Bedeutung als Speicher für digitale Computerdaten. Ursprünglich entwickelt, um Musik in hoher Qualität digital abzuspeichern, werden sie als Backup-Systeme, als Datensicherungssysteme in Verbindung mit entsprechenden Streamern, zu deutsch. Bandlaufwerken sind sehr schnell und haben hohen Speicherkapazität.

1. Sektor: Abschnitt

2. MByte: Die Kapazität eines Speichers wird in KByte gemessen (1 KByte 1024 Byte); noch grössere Speicherkapazitäten werden in MByte (1Mbyte = 1024 KByte) und GByte (1Gbyte = 1024 MByte) angegeben