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Festplatten I (HDD) ©2022 Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc Speichermedien – Geschichte 1890 – Lochkarte wurde das erste maschinelle...

Festplatten I (HDD) ©2022 Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc Speichermedien – Geschichte 1890 – Lochkarte wurde das erste maschinelle Speichermedium geboren 1932 – Trommelspeicher 1960 - Magnetspeicher verdrängen langsam die Lochkarten und Trommelspeicher 1970 – Der Siegeszug der Disketten beginnt 1979 – Ersten Festplatte im 5,25 Format werden massentauglich 1989 – CD feiert ihr Debüt als Informationsträger 1996 - USB-Sticks 2001 - DVD & SD-Speicherkarten 2011 – SSDs machen der Festplatte Konkurrenz Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 2 Speichermedien – I Was sind Massenspeicher? Massenspeicher sind Speicher, die zur Speicherung großer Datenmengen verwendet werden. Bestandsteile Festplattenspeicher: Staubdichten Gehäuse Bis zu acht polierte Platten aus Aluminium oder Glaskeramik, die mit einer magnetisierbaren Schicht versehen sind. Brushless DCmotor (BLDC) -> Rotation bis ca. 15.000/min! (DC = Direct Current) Aktuator bewegt Schreib-/Leseköpfe Abstände der Schreib-/Leseköpfe von der Magnetschicht betragen nur 0,25µm bis 0,65µm. Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 3 Speichermedien – II Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 4 Speichermedien – III Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 5 Speichermedien – IV Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 6 Speichermedien – V Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 7 Speichermedien – VI Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 8 Speichermedien – Logischer Aufbau HDD I Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 9 Speichermedien – Logischer Aufbau HDD II Die Schreib-/Leseköpfe tasten gleichzeitig 6 Spuren ab. Denkt man sich die Platten weg, bilden die Spuren einen Zylinder im Raum. Ein Zylinder besteht aus mehreren Spuren. Die Plattenflächen werden in Sektoren (Kreissegmente) eingeteilt. Bei Festplatten mit großen Speicherkapazitäten werden mehrere Sektoren zu einem Cluster zusammengefasst. Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 10 Speichermedien – Logischer Aufbau HDD III Festplattenspeicher sind Auch eine kleine Datei, Um die Festplatte zu z.B. 164 B, belegt immer schnelle Schreib- verkleinern und den /Lesespeicher mit einen ganzen Cluster, Festplattenspeicher effektiver z.B. 8KB! hohen zu nutzen, wird der Speicherkapazitäten Festplattenspeicher partitioniert. Fehlerhafte Sektoren -> Wird im Festpaltte Festplattenmanagment defragmentieren (nur Ein Cluster ist die gespeichert. Fehlerhafte Sektoren bei HDDs) kleinste werden dadurch übersprungen. Lücken beim speichern – adressierbare Einheit der Festplattenintekrität kann höhere Lese- Festplatte. angezeigt werden („%-Wert“ -> eh /Schreibzyklus beim kleiner desto besser) verändern oder löschen der Datei. Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 11 Speichermedien – Anschluss HDD Das Festplattenlaufwerk hat einen Anschluss für die Spannungsversorgung und einen Anschluss an eine Schnittstelle für die Datenübertragung. Festplattenlaufwerke verwenden bitserielle Punkt- zu-Punkt-Verbindungen. Fede Festplatte wird über eine eigene Leitung angeschlossen. Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 12 Speichermedien – Aufzeichnungsverfahren Aufzeichnung erfolgt durch binäre „0“ und „1“ in die Bitzellen (örtliche Stellen für ein Bit) durch Magnetisierung in horizontaler Richtung. Bei Festplatten mit sehr hoher Speicherdichte mit vertikaler Magnetisierung (Server- Festplatten). Als Leseelement werden GMR-Sensoren (Giant magnetoresistance = Riesenmagnetowiderstand) verwendet. Für Lesen / Schreiben befindet sich zwischen den Spuren ein Sicherheitsabstand. Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 13 Speichermedien – Anschluss I Quelle: https://www.elektronik-kompendium.de/sites/com/1906241.htm Quelle: https://www.giga.de/artikel/ssd-arten-nvme-m.2-sata-pcie- unterschiede-erklaert/ Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 14 Speichermedien – Anschluss II (IDE) Quelle: http://wiki.winboard.org/index.php/Master_und_Slave Quelle: http://wiki.winboard.org/index.php/Master_und_Slave Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 15 Speichermedien – Anschluss III (SATA) Für das Senden und Empfangen wird je ein Paar verdrillte Leiter verwendet. Die Signalpegel auf den einzelnen Leitern haben immer entgegengesetztes Vorzeichen, damit heben sich überlagerte Störspannungen auf. Die Höhe der Bitrate von Festplattenspeichern hängt vom Laufwerkstyp, der Schnittstelle und vom Festplattencontroller auf dem Motherboard ab. Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 16 Speichermedien – Anschluss IV (M.2) Quelle: https://lost-in-it.de/ssd-typen-und-anschluesse-diese-unterschiede-gibt-es/ Quelle: https://www.pc-erfahrung.de/hardware/festplatte-optische-laufwerke/ssd-und-m2-festplatte.html Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 17 Speichermedien – Anschluss V Quelle: https://www.pc-erfahrung.de/hardware/festplatte-optische-laufwerke/ssd-und-m2-festplatte.html Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 18 Übung Suchen Sie ein Analysetool im Internet und analysieren Sie Ihre Festplatte? Sektoren…. Anzahl Ein / Ausschalten…. Fehler…. Temperatur…. … Was fällt Ihnen auf? Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 19 Montag, 16. September 2024 ©2022 Prof. Ing. Dipl. Ing. Erwin Spanring, MSc 20