copyright m.gruß06 referat über allgemeine speichermedien und das schreib-/leseverfahren auf...

Copyright M.Gruß06Copyright M.Gruß06

Referat über allgemeine Referat über allgemeine Speichermedien und das Speichermedien und das

Schreib-/Leseverfahren auf Schreib-/Leseverfahren auf FestplattenFestplatten

von Marcus Grußvon Marcus Gruß


Übersicht:Übersicht:

1. Speichermedium allgemein1. Speichermedium allgemein

2. Physische Speichermedien2. Physische Speichermedien

3. Elektronische 3. Elektronische Speichermedien/HalbleiterspeicherSpeichermedien/Halbleiterspeicher

4. Magnetische Speicherung4. Magnetische Speicherung

- Festplatten- Festplatten

5. Optische Speicherung5. Optische Speicherung

6. Magneto-optische Speicherung6. Magneto-optische Speicherung

7. Sonstige Speichermedien7. Sonstige Speichermedien


1. Speichermedium 1. Speichermedium allgemein:allgemein:

• Ein Speichermedium dient zu Ein Speichermedium dient zu Speicherung von Daten bzw. Speicherung von Daten bzw. Informationen.Informationen.

• Man unterscheidet zwischen nur Man unterscheidet zwischen nur lesbaren, einmal beschreibbaren und lesbaren, einmal beschreibbaren und wiederbeschreibbaren Datenträgern.wiederbeschreibbaren Datenträgern.


2. Physische 2. Physische SpeichermedienSpeichermedien• Umfasst alle Speichermedien, für die Umfasst alle Speichermedien, für die

mechanische Bearbeitungsprozesse benötigt mechanische Bearbeitungsprozesse benötigt werden.werden.

zum Beispiel:zum Beispiel:- Druck von Schrift auf PapierDruck von Schrift auf Papier- Erstellen von Keilschrift auf TontafelnErstellen von Keilschrift auf Tontafeln

• Man unterscheidet physische Speicherung in zwei Man unterscheidet physische Speicherung in zwei Kategorien:Kategorien:

- Ohne Hilfsmittel zu lesenOhne Hilfsmittel zu lesen- Mit Hilfsmittel zu lesenMit Hilfsmittel zu lesen


Ohne Hilfsmittel zu lesen:Ohne Hilfsmittel zu lesen:

• Speichermedien die ohne technische Speichermedien die ohne technische Hilfsmittel unmittelbar verarbeitet werden Hilfsmittel unmittelbar verarbeitet werden können.können.

zum Beispiel:zum Beispiel:

- Papier, Pergament, Folie, Steintafeln, Papier, Pergament, Folie, Steintafeln, Tontafeln, Tonzylinder, Holztafeln, Tontafeln, Tonzylinder, Holztafeln, Kerbholz, Wachstafeln, Leder, Kerbholz, Wachstafeln, Leder, Knotenschrift, Wandzeichen, Knotenschrift, Wandzeichen, Schiefertafeln, Schreibfolie.Schiefertafeln, Schreibfolie.


Mit Hilfsmittel zu lesen:Mit Hilfsmittel zu lesen:

• Um die Informationen auf den folgenden Um die Informationen auf den folgenden Speichermedien zu lesen, braucht man im Speichermedien zu lesen, braucht man im Allgemeinen ein technisches Hilfsmittel.Allgemeinen ein technisches Hilfsmittel.

zum Beispiel:zum Beispiel:- LochkartenLochkarten- LochstreifenLochstreifen- LP (Langspielplatte)LP (Langspielplatte)- SchellackplatteSchellackplatte- WachszylinderWachszylinder


Lochkarte:Lochkarte:

• Ist im heutigen Sinne Ist im heutigen Sinne ein mechanisches ein mechanisches Speichermedium für Speichermedium für Daten.Daten.

• Wurden eingesetzt um Wurden eingesetzt um wiederkehrende wiederkehrende Arbeitsabläufe Arbeitsabläufe rationell zu rationell zu wiederholen.wiederholen.

• Lochkartensteuerung Lochkartensteuerung einer Tanzorgel.einer Tanzorgel.


Lochstreifen:Lochstreifen:

• Lochstreifen dienten Lochstreifen dienten der Darstellung und der Darstellung und Speicherung von Speicherung von Daten auf langem Daten auf langem Papier oder Papier oder Kunststoffbändern.Kunststoffbändern.

• Einsatzgebiet: z.B. Einsatzgebiet: z.B. Telegrafen, Telegrafen, Speichermedien für Speichermedien für Fernschreiber und Fernschreiber und Computer.Computer.

• 5-Bit Lochstreifen5-Bit Lochstreifen


LP (Langspielplatte):LP (Langspielplatte):

• Eine Schallplatte wird Eine Schallplatte wird der Ton analog der Ton analog aufgezeichnetaufgezeichnet

• Schallsignale sind in Schallsignale sind in einer Spiralförmigen, einer Spiralförmigen, zum Mittelpunkt der zum Mittelpunkt der Platte verlaufenden Platte verlaufenden Rillen gespeichert.Rillen gespeichert.


Schellackplatte:Schellackplatte:

• Die Schellackplatte ist der Vorläufer Die Schellackplatte ist der Vorläufer der Schallplatte wurde bis 1960 der Schallplatte wurde bis 1960 hergestellt.hergestellt.

• Geschriebene Rillen, die mit einem Geschriebene Rillen, die mit einem Grammophon mit dicker Stahlnadel Grammophon mit dicker Stahlnadel oder mit einem elektrischen oder mit einem elektrischen Plattenspieler mit Spezialnadel Plattenspieler mit Spezialnadel abgetastet werden konnten.abgetastet werden konnten.


Wachszylinder:Wachszylinder:

• Medium zur Medium zur TonaufzeichnungTonaufzeichnung

• Aufnahme erfolgt über Aufnahme erfolgt über einen Trichter, der den einen Trichter, der den Schall auf eine Membran Schall auf eine Membran leitet, die mit einem leitet, die mit einem Stift auf eine rotierende Stift auf eine rotierende Walze schreibt.Walze schreibt.

• Edison-Hartgußwalze Edison-Hartgußwalze aus Wachs von ca. aus Wachs von ca. 1904.1904.


2. Elektronische 2. Elektronische SpeichermedienSpeichermedien• Speichermedien, welche Informationen in Speichermedien, welche Informationen in

oder auf Basis von elektronischen oder auf Basis von elektronischen Bauelementen speichern.Bauelementen speichern.

• Die einzelnen Speichermechanismen Die einzelnen Speichermechanismen können nach der Charakteristik der können nach der Charakteristik der Datenhaltung unterschieden werden:Datenhaltung unterschieden werden:

- Flüchtige SpeicherFlüchtige Speicher- Permanente SpeicherPermanente Speicher- Semi-permanente SpeicherSemi-permanente Speicher


Flüchtige Speicher:Flüchtige Speicher:

• Speicher deren Informationen verloren Speicher deren Informationen verloren gehen wenn sie nicht aufgefrischt gehen wenn sie nicht aufgefrischt werden oder der Strom abgeschaltet werden oder der Strom abgeschaltet wird.wird.

Beispiele:Beispiele:

- DRAM (dynamic random access DRAM (dynamic random access memory)memory)

- SRAM (static random access memory)SRAM (static random access memory)


DRAM:DRAM:

• DRAM steht für Dynamisches RAM und sein Inhalt DRAM steht für Dynamisches RAM und sein Inhalt ist flüchtig.ist flüchtig.

• Der erste DRAM wurde 1970 von Intel vorgestellt Der erste DRAM wurde 1970 von Intel vorgestellt (Typ 1103) und enthielt 1024 Speicherzellen.(Typ 1103) und enthielt 1024 Speicherzellen.

• Das Prinzip der Speicherzellen wurde 1966 von Das Prinzip der Speicherzellen wurde 1966 von Robert H. Dennard am Thomas J. Watson Robert H. Dennard am Thomas J. Watson Research Center von IBM entwickelt.Research Center von IBM entwickelt.


Anwendung von DRAM:Anwendung von DRAM:

• Wird in Form von Speichermodulen als Arbeitsspeicher des Wird in Form von Speichermodulen als Arbeitsspeicher des Prozessors benutzt.Prozessors benutzt.

• In den Hauptanwendungen haben sich in zeitlicher In den Hauptanwendungen haben sich in zeitlicher Reihenfolge die Interfacetypen entwickelt:Reihenfolge die Interfacetypen entwickelt:

- Fast Page Mode DRAM (FPM)- Fast Page Mode DRAM (FPM) - Extended Data Output RAM (EDO)- Extended Data Output RAM (EDO) - Synchronous DRAM (SDR)- Synchronous DRAM (SDR) - Double Data Rate Synchronous DRAM (DDR)- Double Data Rate Synchronous DRAM (DDR)• Für spezielle Anwendungen weitere Typen:Für spezielle Anwendungen weitere Typen: - SGRAM (höhere Datenbreite für Grafikkarten optimiert)- SGRAM (höhere Datenbreite für Grafikkarten optimiert) - Video-RAM (das gleichzeitig auf zwei Pages zugreift)- Video-RAM (das gleichzeitig auf zwei Pages zugreift) - Window-RAM (Video-RAM mit Datenpuffer wie EDORAM)- Window-RAM (Video-RAM mit Datenpuffer wie EDORAM)


SRAM:SRAM:• SRAM steht für statisches RAM und sein Inhalt ist SRAM steht für statisches RAM und sein Inhalt ist

flüchtig.flüchtig.• Im Vergleich zum DRAM, um Daten zu erhalten Im Vergleich zum DRAM, um Daten zu erhalten

müssen außer der Betriebsspannung keine müssen außer der Betriebsspannung keine Signale zum Auffrischen erzeugt werden.Signale zum Auffrischen erzeugt werden.

• Bestehen aus 6 Transistoren, die als Flip-Flop Bestehen aus 6 Transistoren, die als Flip-Flop geschaltet sind und damit 1 Bit bilden.geschaltet sind und damit 1 Bit bilden.

• SRAM hat eine sehr geringe Zugriffszeit und wird SRAM hat eine sehr geringe Zugriffszeit und wird deshalb als Cache-Speicher mit direkter CPU-deshalb als Cache-Speicher mit direkter CPU-Anbindung verwendet.Anbindung verwendet.

• Nachteil im Vergleich zu DRAM:Nachteil im Vergleich zu DRAM: - Hoher Flächenbedarf und damit höherer Preis.- Hoher Flächenbedarf und damit höherer Preis.


Permanente Speicher:Permanente Speicher:

• Speicher, in denen sich eine einmal Speicher, in denen sich eine einmal gespeicherte oder festverdrahtete gespeicherte oder festverdrahtete Information befindet, die nicht mehr Information befindet, die nicht mehr verändert werden kann.verändert werden kann.


- ROM (read only memory)ROM (read only memory)

- PROM (programmable read only PROM (programmable read only memory)memory)


ROM (Read Only Memory):ROM (Read Only Memory):


ROM:ROM:

• Speicher der nur lesbar und nicht flüchtig Speicher der nur lesbar und nicht flüchtig ist.ist.

• Er hält seine Daten auch im stromlosen Er hält seine Daten auch im stromlosen Zustand.Zustand.

• Ist geeignet für die Aufnahme von Ist geeignet für die Aufnahme von Computerprogrammen wie z.B. Bios.Computerprogrammen wie z.B. Bios.

• Das Einschreiben der Daten wird als Das Einschreiben der Daten wird als Programmierung des Bausteins Programmierung des Bausteins bezeichnet. bezeichnet.


PROM (Programmable Read Only PROM (Programmable Read Only Memory):Memory):

• Ist nur einmalig Programmierbar.Ist nur einmalig Programmierbar.

• Wird aber Heute fast nicht mehr Wird aber Heute fast nicht mehr verwendet.verwendet.


Semi-permanent Speicher:Semi-permanent Speicher:

• Speicher, die Informationen permanent speichern, Speicher, die Informationen permanent speichern, in denen aber Informationen auch verändert werden in denen aber Informationen auch verändert werden können.können.

Beispiele:Beispiele:- EPROM (erasable programmable read only memory)EPROM (erasable programmable read only memory)- EEPROM (electrically erasable programmable read EEPROM (electrically erasable programmable read

only memory)only memory)- Flash-EEPROM (USB-Stick)Flash-EEPROM (USB-Stick)- FRAM (ferroelectric Random Access Memory)FRAM (ferroelectric Random Access Memory)- MRAM (Magneto-resistive Random Access Memory)MRAM (Magneto-resistive Random Access Memory)


EPROM:EPROM:

• EPROM ist ein nichtflüchtiger, EPROM ist ein nichtflüchtiger, elektronischer Baustein.elektronischer Baustein.

• Ist programmierbar und lässt sich Ist programmierbar und lässt sich mittels UV-Licht löschen und neu mittels UV-Licht löschen und neu programmieren.programmieren.

• 100-200 Löschungen sind möglich.100-200 Löschungen sind möglich.

• Zur Löschung wird ein Zur Löschung wird ein Quarzglasfenster benötigt.Quarzglasfenster benötigt.

• Löschvorgang dauert 10 bis 30 Löschvorgang dauert 10 bis 30 Minuten.Minuten.


EEPROM:EEPROM:

• Nichtflüchtiger, elektronischer Nichtflüchtiger, elektronischer Speicherbaustein.Speicherbaustein.

• Im Gegensatz zu EPROM kann der Im Gegensatz zu EPROM kann der Speicherinhalt elektronisch gelöscht Speicherinhalt elektronisch gelöscht werden. (Programmiergerät oder System)werden. (Programmiergerät oder System)

• Der Löschvorgang dauert deshalb nur Der Löschvorgang dauert deshalb nur wenige Sekunden und es können einzelne wenige Sekunden und es können einzelne Bytes gelöscht werden.Bytes gelöscht werden.

• EEPROM verwendet man bevorzugt, wenn EEPROM verwendet man bevorzugt, wenn einzelne Datenbytes oft verändert werden einzelne Datenbytes oft verändert werden müssen. (Betriebsstundenzähler).müssen. (Betriebsstundenzähler).


Flash-EEPROM:Flash-EEPROM:

• Flash-Speicher sind digitale Speicher Flash-Speicher sind digitale Speicher bei denen sich Bytes nicht einzeln bei denen sich Bytes nicht einzeln löschen lassen.löschen lassen.

• Speichergrößen:Speichergrößen:

- NAND-Flash-Speicher ca. 1 GB.- NAND-Flash-Speicher ca. 1 GB.

- NOR-Flash-Speicher ca. 64 MB.- NOR-Flash-Speicher ca. 64 MB.


Vorteile und Nachteile von Flash-EEPROM:Vorteile und Nachteile von Flash-EEPROM:

• Vorteile:Vorteile: - nichtflüchtiger Speicher (Datenerhalt)- nichtflüchtiger Speicher (Datenerhalt) - geringer Energieverbrauch im Betrieb- geringer Energieverbrauch im Betrieb - günstiger Massenspeicher- günstiger Massenspeicher - resistent gegen Erschütterung- resistent gegen Erschütterung - kleine Bauform- kleine Bauform

• Nachteile:Nachteile: - langsamer als RAM (vor allem beim Schreiben)- langsamer als RAM (vor allem beim Schreiben) - es können nur ganze Sektoren auf einmal gelöscht werden- es können nur ganze Sektoren auf einmal gelöscht werden - relativ komplexe Ansteuerung beim Schreiben/Löschen- relativ komplexe Ansteuerung beim Schreiben/Löschen - begrenzte Anzahl von Schreibzyklen, schon beim Annähern - begrenzte Anzahl von Schreibzyklen, schon beim Annähern

an diesean diese Grenze steigende UnzuverlässigkeitGrenze steigende Unzuverlässigkeit


FRAM:FRAM:

• Elektronischer Speichertyp auf der Basis von Elektronischer Speichertyp auf der Basis von Kristallen mit ferroelektrischen Kristallen mit ferroelektrischen Eigenschaften.Eigenschaften.

• Eigenschaften:Eigenschaften: - nichtflüchtig- nichtflüchtig - kompatibel zu den gängigen EEPROMs- kompatibel zu den gängigen EEPROMs - Daten bleiben über 10 Jahre erhalten, auch - Daten bleiben über 10 Jahre erhalten, auch

beibei starken Temperaturschwankungenstarken Temperaturschwankungen - Schreibzeit ca. 100ns- Schreibzeit ca. 100ns - 10^10 Schreib- und Lesezyklen garantiert- 10^10 Schreib- und Lesezyklen garantiert


MRAM:MRAM:

• Nichtflüchtige Speichertechnik die seit den 90er Nichtflüchtige Speichertechnik die seit den 90er Jahren entwickelt wird.Jahren entwickelt wird.

• Informationen werden nicht mit elektrischen sondern Informationen werden nicht mit elektrischen sondern mit magnetischen Ladungselementen gespeichert.mit magnetischen Ladungselementen gespeichert.

• Vorteile:Vorteile: - nichtflüchtig- nichtflüchtig - MRAMs können praktisch unendlich oft beschrieben- MRAMs können praktisch unendlich oft beschrieben werden.werden.


Magnetische Speicherung:Magnetische Speicherung:

• Die magnetische Speicherung von Informationen erfolgt auf Die magnetische Speicherung von Informationen erfolgt auf magnetisierbarem Material.magnetisierbarem Material.

• Magneto-elektronischMagneto-elektronisch - Kernspeicher- Kernspeicher• Nicht rotierende SpeichermedienNicht rotierende Speichermedien - Magnetband- Magnetband - Magnetkarte- Magnetkarte - Magnetstreifen- Magnetstreifen - Compact Cassette (Datasette)- Compact Cassette (Datasette)• Rotierende SpeichermedienRotierende Speichermedien - Festplatte- Festplatte - Diskette- Diskette - Wechselplatte- Wechselplatte


Magneto-elektronisch:Magneto-elektronisch:

Kernspeicher:Kernspeicher:• Arbeitsspeicher, in Arbeitsspeicher, in

welchem Ferritkerne welchem Ferritkerne auf Drähte aufgefädelt auf Drähte aufgefädelt werden, die zur werden, die zur Magnetisierung und Magnetisierung und Entmagnetisierung Entmagnetisierung dienen. Die Polarität dienen. Die Polarität des jeweiligen des jeweiligen Magnetfeldes bestimmt Magnetfeldes bestimmt den Speicherzustand den Speicherzustand der einzelnen Ringe.der einzelnen Ringe.


Nicht rotierende Nicht rotierende Speichermedien:Speichermedien:

Magnetband:Magnetband:• Besteht aus einer Besteht aus einer

langen, schmalen langen, schmalen Kunststofffolie, die mit Kunststofffolie, die mit einem einem magnetisierbaren magnetisierbaren Material beschichtet istMaterial beschichtet ist

• Anwendung:Anwendung: - Kassettenrecorder- Kassettenrecorder - VHS, S-VHS- VHS, S-VHS - Bandlaufwerke im - Bandlaufwerke im IT-BereichIT-Bereich


Magnetkarte:Magnetkarte:

• Speichermedium Speichermedium der früheren der früheren TaschenrechnerTaschenrechner

• Eingeführt von HP Eingeführt von HP (1972)(1972)


Magnetstreifen:Magnetstreifen:

• Ist ein Streifen der Ist ein Streifen der mit einem mit einem magnetischen magnetischen Metalloxid Metalloxid überzogen ist.überzogen ist.

• Anwendung:Anwendung:

- Scheckkarte oder- Scheckkarte oder

- Kreditkarte- Kreditkarte


Compact CassetteCompact Cassette

• Ist ein Ist ein elektromagnetischelektromagnetischer Tonträger.er Tonträger.

• Ursprünglich als Ursprünglich als Diktiergerät Diktiergerät gedacht, wurde gedacht, wurde aber bald als aber bald als Speichermedium Speichermedium für Musik genutzt.für Musik genutzt.


Diskette (magnetisch):Diskette (magnetisch):

• Ursprung 1971Ursprung 1971

• Erfinder Alan Erfinder Alan Shugart von IBMShugart von IBM

• Kapazität von 80 Kapazität von 80 KBKB

• Kapazität Heute:Kapazität Heute:

- Standart 1440 KB- Standart 1440 KB

- bis zu 2880 KB- bis zu 2880 KB


Festplatte:Festplatte:

• MagnetischMagnetisch• Erfindungsjahr 1973 (IBM)Erfindungsjahr 1973 (IBM)• Daten für 3,5“ Festplatte:Daten für 3,5“ Festplatte:- Größe 3,5“Größe 3,5“- Drehzahl bis zu 15.000 U/minDrehzahl bis zu 15.000 U/min- Speicherkapazität bis zu 500 GBSpeicherkapazität bis zu 500 GB- Puffergröße bis zu 16 MBPuffergröße bis zu 16 MB- Schnellste Übertragungsrate: 94,6 MB/sSchnellste Übertragungsrate: 94,6 MB/s- Minimale Betriebstemperatur: 5° CMinimale Betriebstemperatur: 5° C- Maximale Betriebstemperatur: 55° CMaximale Betriebstemperatur: 55° C


Festplatten (Baugrößen)Festplatten (Baugrößen)

• 5,25“ ursprüngliche Baugröße der Festplatte, ist 5,25“ ursprüngliche Baugröße der Festplatte, ist aber seit 1996/97 ausgestorben.aber seit 1996/97 ausgestorben.

• 3,5“ wurde 1990 eingeführt und werden noch 3,5“ wurde 1990 eingeführt und werden noch Heute in Desktop-Computer und Servern Heute in Desktop-Computer und Servern verwendet.verwendet.

• 2,5“ findet Verwendung in Notebooks.2,5“ findet Verwendung in Notebooks.• 1,8“-Baugrößen werden seit 2003 in Sub-1,8“-Baugrößen werden seit 2003 in Sub-

Notebooks verwendet.Notebooks verwendet.• 1“ Baugrößen sind seit 2003 in MicroDrives im 1“ Baugrößen sind seit 2003 in MicroDrives im

Einsatz.Einsatz.• 0,85“ seit 2005 in begrenzten Mengen verfügbar.0,85“ seit 2005 in begrenzten Mengen verfügbar.


Physikalischer Aufbau:Physikalischer Aufbau:

• Drehbar gelagerte ScheibenDrehbar gelagerte Scheiben• Antrieb für die ScheibeAntrieb für die Scheibe• Bewegliche Bewegliche

Schreib-/LeseköpfeSchreib-/Leseköpfe• Jeweils ein Lager für die Jeweils ein Lager für die

Schreib-/LeseköpfeSchreib-/Leseköpfe• Antrieb für die Antrieb für die

Schreib-/LeseköpfeSchreib-/Leseköpfe• Die Steuerelektronik für Die Steuerelektronik für

Motor- und KopfsteuerungMotor- und Kopfsteuerung• Hochleistungs-DSP für Hochleistungs-DSP für

Schreib-/LeseköpfeSchreib-/Leseköpfe• Schnittstelle zur Verbindung Schnittstelle zur Verbindung

zum Computerzum Computer• Einem FestplattencacheEinem Festplattencache


Logischer Aufbau:Logischer Aufbau:

• Die magnetische Schicht der Scheiben ist der Die magnetische Schicht der Scheiben ist der eigentliche Träger der Informationen.eigentliche Träger der Informationen.

• Sie wird auf zylindrische Spuren magnetisch Sie wird auf zylindrische Spuren magnetisch aufgeprägt, während die Scheibe rotiert.aufgeprägt, während die Scheibe rotiert.

• Eine Scheibe enthält einige tausend solcher Eine Scheibe enthält einige tausend solcher Spuren.Spuren.

• Jede Spur ist in kleine logische Einheiten Jede Spur ist in kleine logische Einheiten unterteilt, die man Blöcke nennt.unterteilt, die man Blöcke nennt.

• Ein Block enthält 512 Byte. (Nur bei MS Windows, Ein Block enthält 512 Byte. (Nur bei MS Windows, bei Linux auch andere Größe möglich).bei Linux auch andere Größe möglich).

• Die Gesamtheit aller Blöcke nennt man Sektor.Die Gesamtheit aller Blöcke nennt man Sektor.


Beispiel:Beispiel:


Innenleben einer Festplatte,Innenleben einer Festplatte,Magnetscheiben:Magnetscheiben:

• Um Daten speichern zu können benötigt Um Daten speichern zu können benötigt man eine oder mehrere Magnetscheiben.man eine oder mehrere Magnetscheiben.

• Neuere Rechner besitzen drei oder mehr Neuere Rechner besitzen drei oder mehr Magnetscheiben.Magnetscheiben.

• Magnetscheiben müssen absolut rein sein Magnetscheiben müssen absolut rein sein und dürfen nicht verkratzt sein, Festplatten und dürfen nicht verkratzt sein, Festplatten sind deshalb luftdicht verschlossen.sind deshalb luftdicht verschlossen.


Lese-Schreibkopf:Lese-Schreibkopf:• Ist für das Schreiben und Lesen auf den Ist für das Schreiben und Lesen auf den

Magnetplatten zuständig.Magnetplatten zuständig.• Es befindet sich jeweils ein Lese-Es befindet sich jeweils ein Lese-

Schreibkopf auf der Ober- und Unterseite Schreibkopf auf der Ober- und Unterseite der Magnetplatten.der Magnetplatten.

• Die einzelnen Lese-Schreibköpfe können Die einzelnen Lese-Schreibköpfe können sich nicht individuell bewegen, das heißt sich nicht individuell bewegen, das heißt sie agieren als ein komplexes Gebilde.sie agieren als ein komplexes Gebilde.

• Um Daten zu schreiben bzw. zu lesen, Um Daten zu schreiben bzw. zu lesen, wandern die Lese-Schreibköpfe von Innen- wandern die Lese-Schreibköpfe von Innen- zur Außenseite der Magnetplatten hin und zur Außenseite der Magnetplatten hin und her, so das diese die einzelnen Spuren her, so das diese die einzelnen Spuren auslesen bzw. beschreiben können.auslesen bzw. beschreiben können.


Antriebsmotoren:Antriebsmotoren:

• Es gibt zwei wichtige Antriebsmotoren:Es gibt zwei wichtige Antriebsmotoren: - Antriebsmotor für die Magnetscheibe- Antriebsmotor für die Magnetscheibe - Antriebsmotor für den Schreib-Lesekopf- Antriebsmotor für den Schreib-Lesekopf• Rotationsgeschwindigkeit der Magnetscheiben ist ein Rotationsgeschwindigkeit der Magnetscheiben ist ein

wichtiger Faktor:wichtiger Faktor: - Je schneller sich die Magnetscheiben drehen, desto - Je schneller sich die Magnetscheiben drehen, desto

schnellerschneller können Daten geschrieben bzw. gelesen werden.können Daten geschrieben bzw. gelesen werden.• Rotationsgeschwindigkeit:Rotationsgeschwindigkeit: - 5400 oder 7200 U/min bei herkömmlichen - 5400 oder 7200 U/min bei herkömmlichen

DesktopsystemenDesktopsystemen - In Notebooks 2,5“ Festplatten mit 4200 U/min, es gibt aber - In Notebooks 2,5“ Festplatten mit 4200 U/min, es gibt aber

auchauch 2,5“Festplatten mit 7200 U/min.2,5“Festplatten mit 7200 U/min. - Bei Serversystemen (SCSI-Festplatten) mit 10000 bis - Bei Serversystemen (SCSI-Festplatten) mit 10000 bis

15000 U/min.15000 U/min.


Beispiel:Beispiel:


Geschichte der Festplatte:Geschichte der Festplatte:

• 1956: IBM stellt das erste magnetische Festplattenlaufwerk vor. 1956: IBM stellt das erste magnetische Festplattenlaufwerk vor. Kapazität: 5 MBKapazität: 5 MB• 1973: IBM startet das Winchester Projekt, das sich damit befasste 1973: IBM startet das Winchester Projekt, das sich damit befasste

einen rotierenden Speicher mit fest montiertem Medium zu einen rotierenden Speicher mit fest montiertem Medium zu entwickeln (IBM 3340, 30 MB, 30 ms Zugriffszeit).entwickeln (IBM 3340, 30 MB, 30 ms Zugriffszeit).

• 1979: Vorstellen des ersten 8“ Winchester Laufwerks, 5 MB aber 1979: Vorstellen des ersten 8“ Winchester Laufwerks, 5 MB aber sehr teuer (5.000 Euro).sehr teuer (5.000 Euro).

• 1980: Verkauf der ersten 5,25“ Winchester Laufwerke, 6 MB 1980: Verkauf der ersten 5,25“ Winchester Laufwerke, 6 MB Kapazität.Kapazität.

• 1986: Spezifikation von SCSI, eines der ersten standardisierten 1986: Spezifikation von SCSI, eines der ersten standardisierten Protokolle für Festplattenschnittstelle.Protokolle für Festplattenschnittstelle.

• 1997: Erster Einsatz des Riesen-Magnetowiderstands, dadurch 1997: Erster Einsatz des Riesen-Magnetowiderstands, dadurch konnte die Speicherkapazität stark gesteigert werden (IBM konnte die Speicherkapazität stark gesteigert werden (IBM Deskstar 16GP mit einer Kapazität von 16,8 GB).Deskstar 16GP mit einer Kapazität von 16,8 GB).

• 2004: 18. November: 400 GB Festplatte von Hitachi.2004: 18. November: 400 GB Festplatte von Hitachi.• 2005: 500 GB Festplatte von Hitachi. 2005: 500 GB Festplatte von Hitachi.


Wechselfestplatten:Wechselfestplatten:

• Wechselplattenlaufwerke sind Wechselplattenlaufwerke sind manchmal eingebaut, jedoch meist manchmal eingebaut, jedoch meist transportabel.transportabel.

• Wichtige Gruppen von Wichtige Gruppen von Wechsellaufwerke:Wechsellaufwerke:

- PD-Laufwerke- PD-Laufwerke

- Magneto-Optische Laufwerke- Magneto-Optische Laufwerke

- Jaz- und Ziplaufwerke von iomega- Jaz- und Ziplaufwerke von iomega


Beispiele Beispiele Wechselplattenlaufwerke:Wechselplattenlaufwerke:


5. Optische Speicherung:5. Optische Speicherung:

• Die optische Speicherung nutzt Filter, Reflexions- und Die optische Speicherung nutzt Filter, Reflexions- und Beugungseigenschaften von verschiedenen MaterialenBeugungseigenschaften von verschiedenen Materialen

- beim Film und Photographie - beim Film und Photographie wertfarbfilternde Eigenschaften ausgenutztwertfarbfilternde Eigenschaften ausgenutzt - bei CDs reflektive Eigenschaften- bei CDs reflektive Eigenschaften - bei Hologrammen die lichtbeugenden- bei Hologrammen die lichtbeugenden EigenschaftenEigenschaften• Beispiele:Beispiele: - Film- Film - Laserdisc- Laserdisc - PD- PD - CD- CD - DVD, H-DVD- DVD, H-DVD - HVD- HVD - Blu-ray Disc- Blu-ray Disc


Film:Film:

• Lichtempfindliches Lichtempfindliches Aufnahmemedium Aufnahmemedium eines eines Fotoapparates oder Fotoapparates oder einer Filmkamera.einer Filmkamera.


Laserdisc:Laserdisc:

• Laserdisc (Video-Laserdisc (Video-CD) ist ein CD-CD) ist ein CD-ähnliches ähnliches Speichermedium Speichermedium für Videos für den für Videos für den Heimgebrauch.Heimgebrauch.


PD (Phasewriter Dual)PD (Phasewriter Dual)

• PD war die erste Generation einer PD war die erste Generation einer optischen Speicherlösung auf der optischen Speicherlösung auf der Basis der Phase-Change-Technologie.Basis der Phase-Change-Technologie.

• PD kam 1995 von Panasonic heraus PD kam 1995 von Panasonic heraus wurde aber kurz darauf von der CD-wurde aber kurz darauf von der CD-RW und später von der DVD-RAM RW und später von der DVD-RAM verdrängt.verdrängt.

• Speicherkapazität 650 MBSpeicherkapazität 650 MB


CD (Compact Disc)CD (Compact Disc)

• Optischer Optischer Massenspeicher der Massenspeicher der Anfang der 80er Jahre Anfang der 80er Jahre zur digitalen zur digitalen Speicherung von Musik Speicherung von Musik eingeführt wurde und eingeführt wurde und die Schallplatte ablöste.die Schallplatte ablöste.

• Formate:Formate: - CD-R- CD-R - Audio-CD- Audio-CD - CD-ROM- CD-ROM - CD-Text- CD-Text


DVD (Digitale Versatile Disc)DVD (Digitale Versatile Disc)

• Speichermedium das Speichermedium das optisch der CD ähnelt, optisch der CD ähnelt, aber über eine höhere aber über eine höhere Speicherkapazität Speicherkapazität verfügt.verfügt.

• 4,7 GB bis 8,5 GB4,7 GB bis 8,5 GB• Verwendungszweck:Verwendungszweck: - DVD-Video- DVD-Video - DVD-Audio- DVD-Audio - DVD-ROM- DVD-ROM (Computerdaten)(Computerdaten)


HD-DVD (High Definition-HD-DVD (High Definition-DVD)DVD)• Ist ein mögliches Nachfolgeformat der DVD.Ist ein mögliches Nachfolgeformat der DVD.• HD-DVD basiert auf Blue-ray Disc, auf einem blau-HD-DVD basiert auf Blue-ray Disc, auf einem blau-

violetten Laser mit 405 nm Wellenlänge.violetten Laser mit 405 nm Wellenlänge.• Voraussichtliche Speicherkapazität:Voraussichtliche Speicherkapazität: - 15 GB bei HD-DVD-ROMs- 15 GB bei HD-DVD-ROMs - 15 GB bei HD-DVD-R/RWs- 15 GB bei HD-DVD-R/RWs - 20 GB bei HD-DVD-RAM- 20 GB bei HD-DVD-RAM (wiederbeschreibbare Medien mit wahlfreien (wiederbeschreibbare Medien mit wahlfreien Sektorzugriff)Sektorzugriff) - bis zu 64 GB (beidseitig mit jeweils zwei - bis zu 64 GB (beidseitig mit jeweils zwei

Schichten)Schichten)


HVD (Holographic Versatile HVD (Holographic Versatile Disc)Disc)

• Speichermedium das per Laser gelesen Speichermedium das per Laser gelesen und beschrieben wird.und beschrieben wird.

• Das ist die nächste Generation nach Das ist die nächste Generation nach

HD-DVD.HD-DVD.

• Speicherkapazität: 1 Terabyte (1000 GB)Speicherkapazität: 1 Terabyte (1000 GB)

• Dieses Speichermedium ist noch in der Dieses Speichermedium ist noch in der Entwicklung, deshalb gibt es wenige Entwicklung, deshalb gibt es wenige InfosInfos


Blu-ray DiskBlu-ray Disk

• Basiert wie HD-DVD auf Basiert wie HD-DVD auf einen blau-violetten Laser einen blau-violetten Laser mit 405 nm Wellenlänge.mit 405 nm Wellenlänge.

• Speicherkapazität:Speicherkapazität:

- bei einer Lage 27 GB- bei einer Lage 27 GB

- bei zwei Lagen 54 GB- bei zwei Lagen 54 GB

- bei vier Lagen 100 GB- bei vier Lagen 100 GB

• Übertragungsrate von Übertragungsrate von

9,0 MB/s anstatt 4 MB/s9,0 MB/s anstatt 4 MB/s


6. Magneto-optische 6. Magneto-optische SpeicherungSpeicherung• Magneto-optische Speicherung nutzt die Tatsache, Magneto-optische Speicherung nutzt die Tatsache,

dass einige Materialen durch Magnetisierung ihre dass einige Materialen durch Magnetisierung ihre optischen Eigenschaften verändern.optischen Eigenschaften verändern.

• Aber auch das ein Laserstrahl mittels Aber auch das ein Laserstrahl mittels Wärmeinduktion die Magnetisierung eines Wärmeinduktion die Magnetisierung eines magnetischen Materials aufheben kann.magnetischen Materials aufheben kann.

• Ausgelesen werden Magneto-optische Medien rein Ausgelesen werden Magneto-optische Medien rein optisch.optisch.

• Beispiele:Beispiele: - MiniDisc- MiniDisc - MO-Disk- MO-Disk


MinidiscMinidisc

• Magnetisch-optisches Magnetisch-optisches SpeichermediumSpeichermedium

• 1991 vorgestellt von der 1991 vorgestellt von der Firma SonyFirma Sony

• Kapazität 60, 74 und 80 Kapazität 60, 74 und 80 Minuten. (164 MB bis 177 Minuten. (164 MB bis 177 MB)MB)

• Varianten:Varianten: - Audio Minidisc- Audio Minidisc - NetMD (Minidisc direkt - NetMD (Minidisc direkt

vomvom PC über USB zu bespielenPC über USB zu bespielen - Daten Minidisk- Daten Minidisk


MO-Disk (Magneto-optical MO-Disk (Magneto-optical Disk)Disk)

• Rotierendes Speichermedium, das optisch ausgelesen wird und Rotierendes Speichermedium, das optisch ausgelesen wird und magnetisch beschrieben wird.magnetisch beschrieben wird.

• 1992 von Sony entwickelt1992 von Sony entwickelt• Speicherkapazität: Anfangs 140 MB, später 1 GBSpeicherkapazität: Anfangs 140 MB, später 1 GB• Magnetooptische Technologie:Magnetooptische Technologie: - Vor dem Schreiben ist zusätzlich ein Löschvorgang nötig, der durch- Vor dem Schreiben ist zusätzlich ein Löschvorgang nötig, der durch erhitzen über den Curie-Punkt realisiert ist.erhitzen über den Curie-Punkt realisiert ist.


Sonstige Speichermedien:Sonstige Speichermedien:• Name: Name: - Bakterium Deinococcus radiodurans- Bakterium Deinococcus radiodurans

• Entdeckung 1956 von Arthur W. Anderson.Entdeckung 1956 von Arthur W. Anderson.

• Bedeutung in der Informationstechnik:Bedeutung in der Informationstechnik: - Ihre besondere Widerstandsfähigkeit machen - Ihre besondere Widerstandsfähigkeit machen

sie für die Anwendung als Datenspeicher sie für die Anwendung als Datenspeicher interessant.interessant.

- Es wird zurzeit erforscht, wie Daten in Form - Es wird zurzeit erforscht, wie Daten in Form von künstlicher DNA gespeichert und wieder von künstlicher DNA gespeichert und wieder aufgerufen werden können.aufgerufen werden können.

- Der englische Text eines Kinderliedes wurde in - Der englische Text eines Kinderliedes wurde in den genetischen Code übersetzt und in die den genetischen Code übersetzt und in die Gene des Bakteriums eingeschleust.Gene des Bakteriums eingeschleust.

- Noch nach etwa 100 Bakteriumgenerationen - Noch nach etwa 100 Bakteriumgenerationen ließen sich die Strophen in unveränderter ließen sich die Strophen in unveränderter Form mit üblichen Sequenztechniken wieder Form mit üblichen Sequenztechniken wieder auslesen.auslesen.

- Die Gespeicherten Informationen wurden - Die Gespeicherten Informationen wurden stabil abgespeichert und zudem noch stabil abgespeichert und zudem noch vermehrt.vermehrt.


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Vielen Dank für Ihre Vielen Dank für Ihre AufmerksamkeitAufmerksamkeit

copyright m.gruß06 referat über allgemeine speichermedien und das schreib-/leseverfahren auf...

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