Speichertechnologien: RAM, Sekundärspeicher und Festplattenstruktur

Speichertechnologien im Überblick

Hauptspeicher (RAM)

Arbeitsspeicher (RAM): Flüchtiger Speicher.

Sekundärspeicher

Secondary Memory: Geräte zur dauerhaften Speicherung von Daten und Programmen. Nichtflüchtiger Speicher.

Sekundäre Speichergeräte umfassen: Festplatten, Disketten, CD-ROM, DVD-ROM.

Grundprinzipien der Speicherung (Principles of Storage)

Magnetische Speicherung

Besteht aus einer Oberfläche, die aus vielen magnetischen Teilchen zusammengesetzt ist. Diese Teilchen sind entweder in die eine oder in die andere Richtung polarisiert:

• Polarisiert in eine Richtung repräsentiert eine logische 1.
• Polarisiert in die andere Richtung repräsentiert eine logische 0.

Anwendungsbeispiele: Festplatten, Diskettenlaufwerke und Bandlaufwerke.

Optische Speicherung

Diese Methode verwendet ausschließlich optische Medien zum Schreiben und Lesen von Daten. Es werden keine Magnetfelder verwendet. Ein Laser wird sowohl zum Lesen als auch zum Schreiben der Informationen genutzt.

Magneto-optische Speicherung

Eine Kombination aus magnetischer und optischer Technologie.

Die Festplatte (Hard Disk)

Die Festplatte ist das primäre sekundäre Speichergerät für den Heimgebrauch. Sie besteht aus mehreren Metallscheiben, den sogenannten Platten, die mit einer magnetischen Schicht beschichtet sind.

Lese-/Schreibarme bewegen sich, um Informationen auf beiden Seiten dieser Platten zu speichern oder auszulesen. Die gesamte Struktur ist auf einer Platine mit elektronischen Schaltungen montiert, welche die Bewegung der Platten und der Lese-/Schreibarme steuert.

Physikalische Struktur der Festplatte

Festplatten besitzen Millionen mikroskopisch kleiner magnetischer Flecken auf beiden Seiten der Platten. Um einen organisierten Zugriff auf diese Daten zu gewährleisten, wird die Organisation durch eine elektronische Abteilung, bekannt als die Geometrie der Einheit, verwaltet. Zur Definition dieser Geometrie werden drei Hauptparameter verwendet:

1. Kopf (Head)

Der Kopf wird benötigt, um die Spuren zum Lesen und Schreiben abzutasten. Jede Platte benötigt zwei Köpfe, einen für jede Seite der Platte.

2. Spur (Track)

Für jede Platte gibt es Tausende von konzentrischen Spuren unterschiedlichen Durchmessers auf einer Seite. Die Spuren auf der gegenüberliegenden Seite haben den gleichen Durchmesser. Wenn man die Menge aller Spuren mit demselben Durchmesser über alle Plattenoberflächen hinweg betrachtet, bilden diese zusammen einen Zylinder. Eine Festplatte hat Tausende solcher Zylinder.

3. Sektoren pro Spur (Sectors per Track)

Die Teilung der Plattenoberfläche in Sektoren. Der Sektor ist die kleinste verfügbare Speichereinheit. Jeder Sektor speichert 512 Bytes an Informationen. Eine höhere Anzahl von Sektoren pro Spur führt zu einer besseren Speichernutzung.