Speicher mit seriellem Zugriff: | Speicher mit direktem Zugriff: |
Die Daten werden in einer zeit- lichen Abfolge gespeichert. Der Zugriff ist nur in dieser Abfolge möglich Es existiert kein direkter Datenzugriff. |
Bei Verwendung dieser Speicher ist die direkte Ansprache der benötigten Daten über deren Adresse möglich. |
Diskette Festplatte
Streamer CD-ROM
DVD Wechsellaufwerke
ZIP-Drives
Disketten, auch FlexyDisks, FloppyDisks oder Floppys genannt, sind seit 1973 auf dem Markt. Eine Diskette kann je nach Ausführung die Datenmenge von 40-400 Seiten Schreibmaschinentext speichern. Disketten sind aus Magnetfolie heraus gestanzte schwarzbraune Scheiben mit einem Durchmesser von 3.5 Zoll (früher auch 13cm (5,25 Zoll) oder 20cm (8 Zoll)). Die Diskettenscheibe sitzt fest eingeschlossen in einer viereckigen Kunststoffhülle, deren Innenseiten mit Vlies ausgekleidet sind. Das Vlies vermindert die Reibung zwischen Scheibe und Hülle und nimmt eventuell eingedrungene Schmutzpartikelchen auf. Beim Lesen und Schreiben der Daten dreht sich die Diskettenscheibe je nach Gerätetyp zwischen 300 und 360 mal pro Minute.
Für Aufzeichnung und Wiedergabe sorgt wie beim Cassetten- oder Videorecorder ein Magnetkopf, der die Diskette berührt. Die Aufzeichnung der Daten erfolgt in konzentrischen Kreisen, den Datenspuren. Zeichnet man Spur für Spur nebeneinander auf, so erhält man doppelter Spurdichte (HD-Disketten) ca.80 Spuren. Die Spurdichte wird in ´tpi´ angegeben, in ´tracks per inch´, also Spuren pro Zoll.
Durch die Kopföffnung der Diskettenhülle hat der Scheib-Lesekopf Zugang zu dem Datenträger. Eine Floppy Disk-Scheibe ist nur 85 tausendstel mm "dick" und damit nur doppelt so stark wie ein Menschenhaar.
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Der Computer kennt nur die Zustände "Strom" oder "kein Strom" bzw."1"
oder "0". Er speichert und verarbeitet daher nur Daten, die in die beiden
Binärzeichen Null und Eins umgesetzt worden sind, die so genannten
Bits. Die zu speichernden Daten werden auf diesen Spuren hintereinander
mit magnetischen Impulsen (die entweder in Richtung des Spurenverlaufs oder entgegengesetzt ausgerichtet
sind) aufgezeichnet. Ein gespeichertes Bit ist nur vier tausendstel mm
lang.
Magnetspeicherung
Mehrere starre magnetisch beschichtete Scheiben werden in einem Stapel übereinander montiert. Da es pro Scheibe einen Schreib/Lesekopf gibt und die Platte sich sehr schnell dreht (bis 15000 Umdrehungen/Minute) haben Festplatten eine niedrige Zugriffszeit. Da der Schreib/Lesekopf sich nur 1µm von der Oberfläche abhebt, würde selbst ein Staubkorn ihn aus der Bahn werfen. Daher sind Festplatte immer in einem Staub geschützten Gehäuse untergebracht und dürfen nicht geöffnet werden. Das Speichervolumen geht momentan bis zu 100GB.
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Reinstraum: Aufbringung der Photolackschicht |
Reinstraum: Polieren der Rohlinge |
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Festplatten unterscheiden sich auch im Anschluss. Es sind
solche für EIDE oder bessere für das SCSI-Bussystem erhältlich. Mit EIDE können
maximal 4 Festplatten angeschlossen werden. Bei SCSI sind es dagegen mindestens
7 und die Datenübertragungsrate ist höher. Für jedes Bussystem ist ein passender
Controller nötig.
EIDE-Controller sind meist auf dem Motherboard integriert
während SCSI-Controller meist als PCI-Steckkarte
hinzugefügt werden müssen.
Die Plattenstapel (Zylinder)
besitzen konzentrische Spuren, die Tracks. Jeder Track besteht aus
mehreren Sektoren (meist 512 Byte). Je weiter außen ein Track liegt, desto
mehr Sektoren besitzt dieser.
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Geöffnete Festplatte |
Entscheidende Parameter für Festplatten sind neben
der Kapazität auch die Zugriffszeit, die Geräuschentwicklung und die
Wärmeentwicklung. Festplatten mit 15.000 Umdrehungen/Minute benötigen einen
eigenen Lüfter um die Temperatur niedrig zu halten. Unter Zugriffszeit wird die
gemittelte Zeit verstanden die die Platte benötigt um Daten nach einer
Anforderung zu liefern. Dazu muss die Steuerung der Festplatte erst in der FAT
(File Allocation Table) nachsehen in
welchen Sektoren die einzelnen Teile der gewünschten Datei zu finden sind, dann
den Kopf an der jeweiligen Stelle positionieren und abschließend die Datei
wieder zusammensetzen und am Bus ausgeben.
Um die Lesegeschwindigkeit zu erhöhen werden auch bei Festplatten Cache-Speicher
verwendet. Das BIOS der Festplatte liest nicht nur die gerade benötigten
Sektoren sondern auch die benachbarten Sektoren in den Cache. Da der
Cache-Speicher viel schneller als die Festplatte ist kann bei möglicherweise
angeforderten Daten aus den Nachbarsektoren sehr schnell geantwortet werden.
RAID
Auf einer speziellen Magnetbandkassette werden die Daten meist komprimiert gespeichert. Speichervolumen von 120 MB bis zu 4GB sind erhältlich. Eine kostengünstige aber sehr langsame Speichermethode und wird daher nur zur Erstellung von Backups verwendet.
(Compact Disk - Read Only Memory)
Auf einer Metallfolie werden mikroskopisch kleine Vertiefungen angebracht
die mit einem Laserstrahl und einer Fotozelle gelesen werden können.
Speichervolumen 640MB. Ursprünglich als Read-Only-Medium entstanden,
sind heute auch beschreibbare CD's erhältlich. Diese sind nur bei
CD-RW-Geräten wiederbeschreibbar. CD-Laufwerke unterscheiden sich
in ihrer Zugriffsgeschwindigkeit (2 - 72-fach), sowie in ihrem Anschluss
(EIDE auch ATAPI (AT Bus Attachment Packet Interface) genannt oder SCSI).
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Neue Geräte sind mit einer Burn Proof Technologie ausgestattet. Durch eine großen internen Speicher und geeignete Schreib- techniken ist ein Buffer Underrun, ein Schreibfehler durch fehlende Daten, ausgeschlossen. Der Speicher (Cache) des CD-Brenners sollte mindestens 1-2MB betragen. |
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Festplatten die in einem speziellen Rahmen zum Wechseln untergebracht sind werden Wechsellaufwerke genannt. Je nach Hersteller finden verschiedene Cartridges mit unterschiedlichen Speichergrößen Verwendung. Da sie die gleiche Zugriffsgeschwindigkeit wie eine normale Festplatte erreichen, können sie auch als Ersatz für eine solche genutzt werden. Z.B. Iomega JAZ-Drive, Syquest. Speichergrößen >1 GB sind erhältlich.
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(Digital Versatile Disc)
Die neue Generation der CD-ROM heißt DVD. Es sind Kapazitäten
bis zu 18GB (17GB = 428Min MPEG-Video) pro Disk möglich. Zur Zeit wird aber noch ein einheitlicher
Standard gesucht. DVD können nicht in normalen CD-Spielern gelesen werden.
Wahrscheinlich werden DVD's die VHS-Kassette ersetzen, da ein kompletter Film
auf eine Scheibe passt.
Regionalcode
Um illegales Kopieren von DVD-Videos zu verhindern sind DVD-Videos und
DVD-Player mit einem von 5 verschiedenen Ländercodes markiert.
Ein europäischer Player kann nur für Europa zugelassene DVD's abspielen.
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Die neue Generation der Diskette kommt von IOMEGA, das ZIP-Drive. Auf ein
Medium passen ca. 100MB. Sie sind etwas dicker als Disketten lassen sich
aber schneller beschreiben und auslesen. Allerdings sind die Medien zur
Zeit noch sehr teuer.
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Die Aufzeichnung der Daten erfolgt, ähnlich wie bei CD-Brennern, mittels Laserstrahl. Das MO-Medium besteht aus einer dünnen magneto-optischen Aufnahmeschicht, die zwischen zwei circa einen Millimeter starken Kunst- stoffebenen eingebettet ist. Ein energie- reicher Laserstrahl erhitzt die magne- tische Schicht und richtet dabei die magnetischen Feldlinien aus. |
Der Vorteil bei diesem Verfahren liegt darin, dass der Schreibkopf circa einen Millimeter von der Kunststoffschicht des Mediums entfernt ist. Kleine Staubpartikel, die sich auf der Medienoberfläche befinden, führen deshalb weniger schnell zu einer Kollision mit dem Lese-/Schreibkopf. Zudem schützen die beiden äußeren Plastikschutzschichten gegen physikalische Kratzer in der magneto-optischen Aufnahmeschicht.