Grundlagen der Datenspeicherung und Dateisysteme

Grundlagen der Datenspeicherung

• Datenspeicherung: Dies kann eine Festplatte, eine CD-ROM, eine Diskette oder ein USB-Stick (Pendrive) sein.
• Verzeichnis: Ein Bereich einer Speichereinheit zur Speicherung von Dateien, regulären Dateien, Verzeichnissen und Unterverzeichnissen.
• Unterverzeichnisse: Ein Verzeichnisbereich für die Speicherung von Dateien oder regulären Dateien und weiteren Unterverzeichnissen.
• Die Datei: Das grundlegende Element der Informationsspeicherung.

Speichermodi und Speicherverwaltung

• Real-Modus: Verwalteter Speicher mit drei Schichten für verschiedene Funktionen (Windows 9x oder ME).
• Protected Mode (Flat-Memory-Verwaltung): Speicherverwaltung, als ob es ein einziger Raum wäre (Windows NT, 2000, XP, Vista oder Linux).

Physikalische und logische Struktur von Festplatten

Physikalischer Aufbau

Die physikalische Struktur entsteht bei der Herstellung der Festplatte in der Fabrik. Der Hersteller legt dabei die Anzahl der Köpfe (Gesichter), Spuren (Tracks) pro Seite und die Sektoren fest.

• Hard Drive (Physikalische Struktur): Besteht aus Seiten (Gesichtern), Spuren (Tracks) – dies sind konzentrische Kreise, in die jede Seite unterteilt ist – und Sektoren (die Datenmenge, die in einem Lesevorgang gelesen oder geschrieben wird).

Logischer Aufbau

Der logische Aufbau wird vom Benutzer erstellt, wenn dieser die Festplatte formatiert.

• Hard Drive (Logische Struktur): Besteht aus dem Boot-Sektor (enthält eine Tabelle mit Informationen zur Festplatte), der File Allocation Table (FAT) (organisiert Dateien im Datenbereich) und dem Benutzerdatenbereich (die größte Fläche der Festplatte).

Partitionierung und Dateisysteme

• Primäre Partition: Speicherplatz, der zur Einleitung (Booten) des Systems verwendet wird.
• Erweiterte Partition: Wird verwendet, um mehrere logische Laufwerke oder Partitionen zu enthalten.
• Logische Partition: Nimmt einen Teil oder die gesamte erweiterte Partition ein, wird mit einem bestimmten Dateisystem formatiert und einer Einheit zugeordnet.
• Dateisystem: Die Struktur der gespeicherten Daten in einer Speichereinheit.

Pfade und Navigation in der Hierarchie

• Pfad: Die genaue Position einer Datei, angegeben durch eine Zeichenfolge (Text-String).
• Pfadhierarchie (Karriere): Der Weg, den wir in der Hierarchie von der Basis bis zum gewünschten Verzeichnis oder der Datei aufbauen.
• Absoluter Pfad: Ermöglicht die Identifizierung von Dateien und Verzeichnissen ohne Berücksichtigung des aktuellen Laufwerks oder Verzeichnisses.
• Relativer Pfad (Vergleichspfad): Hierbei ist es wichtig, sowohl das aktuelle Verzeichnis als auch die Einheit zu berücksichtigen.

Klassifizierung von Dateisystemen

• Disk-Dateisystem: Exklusiv für die Speicherung von Dateien auf direkt angeschlossenen Festplatten (Unix/Linux, Microsoft, Sun Microsystems).
• Network File System (Netzwerk-Dateisystem): Systeme, die den Zugriff auf Dateien über ein Netzwerk ermöglichen (verteilte Systeme und parallele Dateien).
• Dateisysteme mit besonderer Zweckbestimmung: Systeme, die nicht in die Kategorien Netzwerk oder Festplatte fallen (z. B. CDFS, devfs, SWAP).

Betriebssystemspezifische Dateisysteme

• Windows 9x: FAT.
• Windows allgemein: FAT, NTFS und WinFS.
• Linux-Dateisystem: UFS.
• Andere Systeme: OS/2 und Macintosh (HPFS) sowie Netware (NFS).