Grundlagen der Datenspeicherung und Dateisysteme

1.1 Einheiten der Datenspeicherung

• Physische Speichermedien: Festplatten (HDD), Laufwerke, Recorder, USB-Sticks etc.
• Logische Laufwerke: Zugriff auf Festplatten unter Windows durch Laufwerksbuchstaben:
  • A: und B: Diskettenlaufwerke
  • C: Primäre Festplatte
  • D: Weitere Festplattenpartitionen
  • E: Optische Laufwerke (ISO, NRG, CUE/BIN, MDS/MDF) oder virtuelle Laufwerke (Daemon Tools)
  • F:, G:, H: USB-Sticks, SD-Karten
  • Netzwerklaufwerke: Zuordnung eines logischen Laufwerks zu einem Netzwerkpfad

Dateien und Verzeichnisse

• Dateien
• Ordner / Unterverzeichnisse

Speichermanagement im Betriebssystem

• Früher: Management im Real-Modus (Speicher in 3 Schichten).
• Aktuell: Management im geschützten Modus (linearer Speicher).
• Faktoren für die Speichergröße:
  • Finanzielle Gründe
  • Hardware-Einschränkungen (Mainboard)
  • Betriebssystem-Einschränkungen

4.4 Organisation des Speicherplatzes

• Physische Struktur: Herstellungsmaterial (z. B. SSD, Ferritkerne), Oberflächen, Spuren und Sektoren.
• Logische Struktur: Datenstruktur zur Verwaltung durch Formatierung (High-Level-Formatierung).

Tools zur Partitionierung

• Windows: FDISK, FORMAT (FAT32, NTFS)
• Unix/Linux: FIPS
• Sonstige: Partition Magic, Paragon Partition Manager, Partition Commander

4.4.1 Physische Struktur einer Festplatte

• Sides (Heads): Oberflächen der Magnetscheiben.
• Tracks (Spuren): Konzentrische Kreise auf einer Oberfläche.
• Zylinder: Identische Spuren über verschiedene Scheiben hinweg.
• Sektoren (physische Blöcke): Kleinste Einheit für Lese-/Schreibvorgänge (Standard: 512 Bytes).

4.4.2 Logische Struktur der Festplatte

Die logische Struktur umfasst:

• Bootsektor: Enthält den Bootloader und den BIOS-Parameter-Block (BPB).
• File Allocation Table (FAT): Verzeichnis der Cluster-Belegung.
• Root-Verzeichnis: Stammverzeichnis mit fester Länge.
• Data Zone: Bereich für die eigentlichen Daten.

4.4.3 Partitionen

• Primäre Partition: Maximal 4 möglich, können Betriebssysteme enthalten.
• Erweiterte Partition: Kann in logische Partitionen unterteilt werden.
• Logische Partition: Unterteilung innerhalb einer erweiterten Partition.
• Aktive Partition: Die Partition, von der das System startet (konfigurierbar).

4.5 Dateisysteme und Pfade

4.5.1 Einführung in Dateisysteme (FS)

Das Dateisystem definiert die Struktur der gespeicherten Daten und wird bei der Formatierung festgelegt.

4.5.2 Pfadangaben (Path)

Der Pfad beschreibt den Ort einer Datei innerhalb der Hierarchie:

• Grafisch: Über den Explorer/Dateimanager.
• Textuell:
  • Windows: Laufwerk:\Pfad\Dateiname
  • Linux: /user/verzeichnis/datei
  • Netzwerk/Web: UNC-Pfade oder URLs