Festplattenspeicher. Datenaufzeichnung magnetisch. Schreib-Lesekopf. Magnetisierbare Schicht. c~åüüçåüëåüìäé açêíãìåç

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1 Festplattenspeicher Datenaufzeichnung magnetisch. Schreib-Lesekopf Magnetisierbare Schicht Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 1

2 Festplatten Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 2

3 Festplatten Die Daten auf einer Festplatte sind in Zylinder, Tracks (Spuren) und Sektoren organisiert. Zylinder nennt man alle konzentrisch übereinander liegenden Tracks auf den Magnetscheiben. Tracks wiederum beherbergen die einzelnen Sektoren, die normalerweise 512 Bytes fassen. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 3

4 Festplatten Adresse eines Sektors: (Cylinder, Spur, Sektornummer) Bei modernen Festplatten: LBA, logische Block Adresse Die Sektoren sind von 0..MAX durchnumeriert. Der Plattencontroller rechnet LBA in (Cyl.,Spur,Sektornr.) um. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 4

5 Festplatten Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 5

6 Festplatten Zugriffszeiten Die Zugriffszeit ist die Summe aus Suchzeit (Positionszeit Cylinder), Kopfwechselzeit (Einschalten des Kopfes über der Spur) und der Rotations- Latenzzeit (Sektor unter dem Schr/LeselKopf). Sie ist die Zeitspanne, bis Daten physikalisch gelesen oder geschrieben werden. Marketing-Abteilungen:Traumwerte von 8 oder 9 ms, doch in der Praxis liegen die Zugriffszeiten dann bei etwa 12 bis 15 ms. Einflussgröße: Drehgeschwindigkeit, üblich 5400 oder 7200 U/min besser Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 6

7 Schnittstellen IDE (Integrated Drive Electronic) Erstes IDE-Gerät (Master) IDE Schnittstelle Controller Cache IO-Chip, South-Bridge Mainboard Vieladriges, breites Kabel Zweites IDE-Gerät (Slave) Am Gerät einzustellen: Master oder Slave Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 7

8 Schnittstellen SCSI (Small Computer System Interface). Hintereinander verkettete SCSI-Geräte Festplatte SCSI-Controller (PCI) PCI-Slot Max. 7(bzw.15) oder Geräte Jedes Gerät wird über eine Adresse angesprochen (0..7). Muss am Gerät eingestellt werden. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 8

9 Schnittstellen IDE IDE (Integrated Drive Electronic) ist die verbreitetste Schnittstelle. Sie ist billig und führt bei vielen Anwendungsgebieten zu anständigen Übertragungsraten. Die meisten modernen Motherboards verfügen über zwei IDE-Anschlüsse (Primary und Secondary), an denen sich jeweils zwei Geräte anschließen lassen. Die maximale Anzahl ist deshalb auf vier Geräte begrenzt. Für IDE gibt es neben den Festplatten auch CD/DVD-Laufwerke oder ZIP-Drives. SCSI SCSI war (und ist) die Schnittstelle im hochwertigeren Marktsegment, insbesondere im Serverbereich. Im Massenmarkt dominiert IDE. Die Laufwerke sind für Desktop-PC oft zu laut, da sie i.a. hohe Umdrehungsgeschwindigkeiten haben. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 9

10 EIDE, ATA EIDE Das "E" bei EIDE steht für Enhanced (erweitert) und bedeutet, dass das PC-System Festplatten per LBA-Adressierung mit mehr als 504 MB Speicherkapazität verwalten kann (LBA = Logical Block Addressing). ATA (Advanced Technologie Attachment) ATA ist eine geringfügig erweiterte Definition des EIDE-Standards. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 10

11 Die IDE/ATA-Standards Modus Max. Transferrate Single Word DMA 0 (Uralt) 2,1 MB/s PIO Mode 0 3,3 MB/s (PIO Programmierte IO: Datenverkehr über die CPU) Single Word DMA 1, Multi Word DMA 0 4,2 MB/s PIO Mode 1 5,2 MB/s PIO Mode 2, Single Word DMA 2 8,3 MB/s Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 11

12 Die EIDE-Standards (ATA-2) Modus Transferrate PIO Mode 3 Max. Transferrate Max. 11,1 MB/s PIO Mode 4 16,6 MB/s Neue Technologie: UltraDMA/33 und 66 (Ultra-ATA, 2) Modus Max. Transferrate UltraDMA/33 (Multi Word DMA 3) 33,3 MB/s UltraDMA/66 (Multi Word DMA 4) 66,6 MB/s Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 12

13 ATAPI ATAPI bedeutet Advanced Technology (AT) Attachment Packet Interface und ist ein Erweiterung des Befehlssatzes ATA zum Anschluß eines CD-Rom-Laufwerks oder eines anderen Wechsel-Laufwerks (z. B. ZIP- Drive) an die EIDE-Schnittstelle. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 13

14 CD-ROM "Compact Disk Read Only Memory" -- Nur-Lese-Speicher in Form einer CD. In einer spiralförmig von innen nach außen führenden Spur in einer dünnen metallbedampften Schicht auf der Oberseite(!) der CD sind abwechselnd reflektierende und absorbierende Bereiche untergebracht, die von einem Laserstrahl von der Unterseite her abgetastet werden. Die empfindliche Oberseite ist meist mit einer Lackschicht vor Beschädigungen geschützt. Die Standardgeschwindigkeit einer Audio-CD liegt bei etwa Byte/Sekunde. Diese Information wird mit immer gleicher Lineargeschwindigkeit (längs der Spur) gelesen, so daß die Umdrehungsgeschwindigkeit bei Zugriffen innen höher ist als außen. Übliche Daten-CDs fassen maximal 682 Megabyte Daten, was bei einer Audio-CD etwa 74 Minuten Musik entspricht. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 14

15 CD-Rom Reflexion:Land gut, Pit schlecht Gemessen wird beim Lesen die Reflexion Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 15

16 CD-ROM Erstellen einer CD Mastering Ein Glasmaster wird mit Laser belichtet. Belichtete Stellen (spätere Pits) werden entwickelt und ausgewaschen. Herstellung der Matrizen (Stamper, Negative des Glasmasters) Pressen der CD mit den Stamper Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 16

17 Codierung auf der CD Zahl aufeinanderfolgender 0en oder 1en ist begrenzt, daher Umkodierung. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 17

18 CDROM Übertragungsgeschwindigkeit 150 kb/sec Basiswert (Audiobetrieb) Was bedeutet die Angabe 32x bei einem CDROM-Gerät? Übertragungsgeschwindigkeit 32 * 150 kb/sec Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 18

19 CD-R Einmal beschreibare CD: Die Absorptionsschicht wird beim Schreiben durch den Laserstrahl bei den Pits absorbierend. Die Absorptionsschicht ist lichtempfindlich und altert. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 19

20 CD-RW CD-ReWrite, wiederbeschreibbar Verfahren ähnlich der CD-R, jedoch kann die Absorptionsschicht durch Erhitzen wieder reflektierend gemacht werden (löschen) und anschließend beschrieben werden (mit absobierenden Pits). Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 20

21 DVD DVD-Technik und Grundlagen Die Daten sind bei der DVD wie bei der CD in einem langen spiralförmigen Track angeordnet. Der deutlich engere Spurabstand von 0,74 Mikrometer bei einer DVD (1,6 Mikrometer bei einer CD) sorgt für eine höhere Datendichte auf der Scheibe. Kleineren Pits (minimale Pitlänge DVD 0,4 Mikrometer, minimale Pitlänge CD 0,9 Mikrometer), und die Wellenlänge des Lasers ist verringert worden. Durch die erhöhte Datendichte erhöht sich auch die Datenübertragungsrate. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 21

22 DVD Viele Varianten Die DVD hat einen Durchmesser von 120 mm, ist ca. 1,2 mm dick und der Hauptbestandteil ist Polycarbonat. Darauf aufgebracht ist die Reflexionsschicht, die mit einem rund 200 Mikrometer dicken Acryllack geschützt wird. Die DVD gibt es prinzipiell in vier verschiedenen Ausprägungen. Je nachdem, wie viel Schichten mit Daten belegt sind, stehen entweder 4,7 GByte (DVD 5), 8,5 GByte (DVD 9), 9,4 GByte (DVD 10), 13,2 GByte (DVD 14) bzw. 17 GByte (DVD 18) Kapazität zur Verfügung. Die einfachste Variante DVD 5 (singlesided, single layer) nutzt nur die Hälfte der möglichen Kapazität. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 22

23 DVD Aus Stabilitätsgründen wurde eine zweite Schicht aufgekebt. Bei DVD 5 dient die zweite Scheibe lediglich der verbesserten Stabilität, sie kann aber in anderen Formaten ebenfalls mit Daten belegt werden. Bei Auslesen dieser teildurchlässigen Reflexionsebene können 8,5 GByte Speicherkapazität (DVD 9, singlesided, double layer) genutzt werden. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 23

24 DVD Beidseitige DVD Die DVD 10 (double-sided, single layer) hat genau die doppelte Kapazität der DVD 5 (2x4,7 GByte = 9,4 GByte). DVD-RW und DWD+RW (bzw. DVD-R, DVD+R) sind Verfahren bei wieder beschreibbaren DVDs. Standards von verschiedenen Firmenkonsortien. In der Regel können die Geräte nur mit einem Verfahren Schreiben, aber alle lesen. Einf. in die WI 1 (DV-Infrastruktur) 24

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