Folien zum Textbuch. Kapitel 2: Datenträger und externe Speicher. Textbuch-Seiten WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap.

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1 Folien zum Textbuch Kapitel 2: Datenträger und externe Speicher Textbuch-Seiten WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/1

2 Datenträger und externe Speicher Inhaltsübersicht Allgemeine Anforderungen Bedruckte und handbeschriftete Datenträger Magnetische Datenträger Optische Datenträger Elektronische Datenträger WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/2

3 Grundlegende Definitionen 1/2 Information Angaben über Sachverhalte und Vorgänge beinhaltet Syntax (Form) und Semantik (Inhalt) Daten Information in einer maschinell verarbeitbaren Form Schwerpunkt liegt auf Spezifikation der Syntax Wissen beinhaltet pragmatische Dimension, ist mit Ziel und Zweck verbunden WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/3

4 Grundlegende Definitionen 2/2 Datenträger Physikalische Medien zur dauerhaften Aufnahme von Daten bzw. Information Externe Speicher Jeder Speicher, der nicht Zentralspeicher ist und zur dauerhaften (nichtflüchtigen) Aufbewahrungen von Daten dient. Nach Häufigkeit der Nutzung unterscheidet man: Primäre Speicher Sekundäre Speicher Tertiäre Speicher WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/4

5 Allgemeine Anforderungen Leistungsvermögen von Datenträgern determiniert durch folgende Merkmale: Speicherkapazität Zugriffszeit Datentransferrate Zuverlässigkeit, Mean Time Between Failures (MTBF) Mögliche Zusammenschaltung von Laufwerken WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/5

6 Allgemeine Anforderungen Weitere Merkmale von Datenträgern Aufzeichnungsform Basismaterial des Speichermediums Gestalt des Datenträgers Repräsentation der Daten Visuelle Lesbarkeit durch Menschen Transportierbarkeit Lagerfähigkeit (Empfindlichkeit, Platzbedarf) Aufzeichnungshäufigkeit WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/6

7 Übersicht Datenträger WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/7

8 Einsatzzwecke Datenträger WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/8

9 Bedruckte und handbeschriftete Datenträger Markierungsbeleg: Von Hand auszufüllend spezielle Antwortfelder durch spezielle Markierung (z.b. Ankreuzen) auszufüllen Klarschriftbeleg: Erkennung von Schriftzeichen (OCR) zu erkennende Zeichen vorher in Standardschrift aufgedruckt oder handgeschrieben (meist spezielle Formerfordernis, z.b. Blockbuchstaben) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/9

10 Beispiel für Markierungs- und Klarschriftbeleg WU-Beleg für Massenprüfungen Beispiel für Kombination aus Markierungs- und Klarschriftbeleg Antworten und Mat.Nr.: Markierungen Belegart, Belegnummer und Scramblingnummer: in Standardschrift vorher aufgedruckt, OCR- Erkennung WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/10

11 Markierungs- und Klarschriftbelege Vor- und Nachteile Datenerfassung erfolgt auf dem Urbeleg, wodurch kostspielige, langwierige und fehleranfällige Umsetzungsvorgänge entfallen Datenerfassung kann am Ort des Datenanfalls geschehen, d.h. in den Fachabteilungen und beim Kunden Formulargestaltung lässt sich an fachliche Erfordernisse anpassen Belege sind visuell und maschinell lesbar Belege sind mit hoher Verarbeitungsgeschwindigkeit sortierbar Zeit raubende Vorbereitungsarbeiten für die Datenerfassung Keine wirtschaftlich vertretbare Anwendung bei kleinen Datenmengen Hoher Platzbedarf bei der Aufbewahrung von Belegen Begrenzte Aufnahmefähigkeit und einmalige Verwendbarkeit Empfindlichkeit bei Transport und Lagerung Fehleranfälligkeit (Verschmutzung, nicht korrekte Zeichengestaltung) Begrenzter Zeichenvorrat WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/11

12 Bedruckte und handbeschriftete Datenträger Datenträger mit Strichcodes: Darstellung von Information in Form von Strichcodes Optische Erkennung aufgrund von Hell-Dunkel- Kontrasten Herstellerspezifische oder genormte Codierung Eindimensionale (z.b. EAN) oder zweidimensionale (z.b. PDF417) Repräsentation WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/12

13 Strichcodes: Vorteile gegenüber der OCR-Schrifterkennung Niedrigere Codierungskosten Geringerer technischer Aufwand und damit billigeres Lesegerät Keine Farbkontrastprobleme Niedrigerer Preisauszeichnungsaufwand Leichtere Erfassbarkeit (größerer Lesewinkel) Geringere Verschmutzungs- und Fehldruckempfindlichkeit beziehungsweise Rückweisungs- und Fehlerrate Höhere Lesegeschwindigkeit WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/13

14 Magnetische Datenträger Speicherung von Daten auf dünner magnetischer Schicht Richtung des Magnetisierungszustandes der Bitpositionen repräsentiert die Information Wichtigste Massendatenträger: Magnetstreifenkaraten Magnetbänder Diskette Magnetplatte WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/14

15 Magnetstreifenkarten Magnetstreifenkarte Abmessungen: 85,6 x 54 x 0,76 mm Genormt nach ISO 7810/7811 Milliardenfach verbreitet Oft in Kombination mit Mikroprozessor Hybrid aus Chip- und Magnetstreifenkarte Magnetstreifen: 0,5 Zoll (= 12,7 mm) breit Drei unabhängige, parallele Spuren Maximale Kapazität: Bits WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/15

16 Magnetkarten Vor- und Nachteile Kleiner, transportabler, als Urbeleg geeigneter Datenträger Kostengünstige Identifikation und Berechtigungsprüfung des Inhabers Erleichterung des bargeldlosen Zahlungsverkehrs Visuelle und maschinelle Lesbarkeit Vertraulichkeit gespeicherter Daten durch Chiffrierung Datenerfassung an wechselnden Orten gut möglich Hoher Entwicklungsaufwand und Gerätekosten Beschränkte Einsatzmöglichkeiten durch die unterschiedlichen Kartensysteme (fehlende Standards) Keine wirtschaftlich vertretbare Anwendung bei nur wenigen Karteninhabern Geringe Datenkapazität Betrügerische Manipulationen durch Fälschen oder Kopieren von Karten sind nicht auszuschließen Akzeptanzprobleme und Verlustrisiko bei (potentiellen) Karteninhabern. WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/16

17 Magnetbänder Magnetband Dünnes Polyesterband Auf einer Seite magnetisierbare Schicht aufgebracht Einsatzgebiete Datensicherung Langzeitarchivierung Kapazität abhängig von: Länge des Bandes Spuranzahl Aufzeichnungsdichte Konkurrierende Formate WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/17

18 Magnetbandlaufwerke Geräteklassen Einzellaufwerke Autoloader Bibliotheken WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/18

19 Magnetbandlaufwerke - Übersicht Bezeichnung Kapazität (GB) Breite des Bandes Transferrate (MB pro Sekunde) Entwickler Travan TR-7 20 ¼ Zoll 2 Tandberg DAT 72 (DDS-5) 36 4 mm 3,5 Sony, HP SLR ¼ Zoll 5 Tandberg ADR mm 4 Philips Mammoth mm 12 Exabyte VXA mm 6 Exabyte S-DLT ,5 Zoll 16 Quantum AIT mm 24 Sony LTO Ultrium ,5 Zoll 80 HP, Seagate, IBM WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/19

20 Magnetbänder Vor- und Nachteile Zuverlässiges Medium für tertiäre Speicherung, Sicherung und Ablage Wiederverwendbarkeit Auswechselbarkeit von Bändern im Magnetbandgerät und damit fast unbegrenzte Kapazität Hohe Schreib- und Leseleistung Große Haltbarkeit Lange Zugriffszeit auf die gespeicherten Daten Keine visuelle Lesbarkeit Sortierfähigkeit von Datensätzen nur mit Rechenunterstützung durch erneute Aufzeichnung Keine Verwendbarkeit als Urbeleg Empfindlichkeit Umwelteinflüsse Kapazitätsentwicklung hinkt der bei Festplatten hinterher WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/20

21 Disketten Magnetischer Wechseldatenträger Flexible Kunststoffscheibe (daher floppy disk ) Untergebracht in Gehäuse aus Hartplastik (3,5- Zoll-Diskette) bzw. flexiblem Kunststoff (5,25- Zoll-Diskette) Aufzeichnung erfolgt durch Magnetisierung bitund byteseriell in konzentrischen Spuren Standardisierte und proprietäre Formate Bedeutung von Disketten nur mehr marginal WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/21

22 3,5-Zoll-Standarddiskette: Laufwerk Schnittstelle Motor (Stepper) zur Positionierung der Köpfe auf den Sektoren Stromanschluss Schreib-/Leseköpfe (beidseitig angebracht) Auswurfknopf WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/22

23 3,5-Zoll-Standarddiskette Kapazität: 1,44 MB Zugriffszeit: 100 ms Max. Transferleistung: 62,5 KB/s Rotationsgeschwindigkeit: 360 RPM 2 Seiten x 80 Spuren x 18 Sektoren x 512 Bytes = 1,44 MB Spurdichte: 135 TPI Sektor WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/23

24 Proprietäre Disketten Beispiel: ZIP-Disketten von Iomega Format: 3,5 Zoll Kapazität: 750 MB Max. Transferrate: 7,3 MB/s Anschluss: USB 2.0 WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/24

25 Disketten Vor- und Nachteile Wahlfreier Speicherzugriff Austauschbarkeit (einheitlicher Industriestandard) mit vielen PC- Benutzern weltweit Einfache Handhabung Versendbarkeit Wiederverwendbarkeit Günstiger Preis von Laufwerk und Datenträger Keine visuelle Lesbarkeit Zu geringe Kapazität für heutige Massenspeichererfordernisse Empfindlichkeit gegen magnetische Umwelteinflüsse, Verschmutzung, Knicken und sonstige Beschädigungen Fehleranfälliger und langsamer als alle anderen Wechselspeicher Mittlerweile am Markt schon fast bedeutungslos WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/25

26 Magnetplatten Eine (bei Mikrofestplatten) oder mehrere (Regelfall) auf einer Achse montierte, magnetisierbare Platte(n) Platten bestehen aus Aluminium/Magnesiumoder Glassubstrat, darauf ist magnetisierbare Beschichtung aufgebracht Drehen mit konstanter, hoher Geschwindigkeit Hermetisch abgeschlossenes, mit Edelgas gefülltes Gehäuse zum Schutz vor Staubpartikel Aufzeichnung erfolgt bit- und byteseriell auf konzentrische Spuren WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/26

27 Aufbau von Magnetplatten Plattenstapel (mit 3 Platten) Plattenachse Zugriffskamm (in Parkstellung) Aktuatorachse Schreib- und Leseköpfe (6) Aktuator Verbindungskabel Laufwerkselektronik Schnittstelle (SATA) Stromanschluss WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/27

28 Magnetplatten: Schreib-/Leseköpfe Zugriff erfolgt über Schreib-/Leseköpfe, die auf Zugriffskamm montiert sind Schreib-/Leseköpfe berühren (z.b. im Gegensatz zur Diskette bzw. Magnetbändern) das Medium nicht Schreib-/Leseköpfe schweben auf hauchdünnem Luftpolster WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/28

29 Magnetplatten Einteilung der Platte in Spuren Spur wird in mehrere Sektoren (auch Blöcke genannt) aufgeteilt, typische Größe: 512 Bytes Gelesen und geschrieben wird immer der komplette Sektor Sektor enthält Nutz- und zusätzliche Prüfdaten Übereinander liegende Spuren (bei mehreren Köpfen): Zylinder WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/29

30 Magnetplatten: Charakteristika Baugröße (3,5; 2,5; 1,8; 1 und 0,85 Zoll) Kapazität Transferleistung Schnittstelle Geräuschentwicklung/Akustikmanagement Stromverbrauch MTBF Bauform: intern, extern, wechselbar WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/30

31 Magnetplatten: Transferleistung Primäre Einflussfaktoren Suchzeit: Positionierung auf einer beliebigen Spur Rotationslatenz: Positionierung auf einem Sektor Interne Datenrate: Interne Transfergeschwindigkeit Abgeleitete Einflussfaktoren Zugriffszeit (Summe aus Suchzeit und Rotationslatenz) Externe Datenrate (abhängig von der Schnittstelle) Befehlsverarbeitung (Zeit zur Verarbeitung der Laufwerksbefehle) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/31

32 Magnetplatten: Schnittstellen Interne Festplatten ATA S-ATA SCSI S-SCSI Fibre-Channel Externe Festplatten USB IEEE 1394 (Firewire) SCSI S-SCSI SCSI-Kabeltypen (Quelle: Trinler, Kempten) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/32

33 Schnittstellen: ATA Parallele Übertragung der Daten 80 Leiterbahnen Max. Transferleistung: 133 MB/s (UDMA-6) Max. Kabellänge: 46 cm Max. 4 ATA Geräte pro ATA-Controller WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/33

34 Schnittstellen: S-ATA Serielle Übertragung der Daten Sieben Leiterbahnen Max. Transferleistung: 300 MB/s, 2007: 600 MB/s Max. Kabellänge: 100 cm Max. 4 S-ATA Geräte pro Controller, Punkt-zu Punkt Verbindung Hot-plugging möglich Anschluss für Datenkabel Anschluss für Stromversorgung WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/34

35 Schnittstellen: SCSI Parallele Übertragung der Daten 50 bzw. 68 Leiterbahnen Max. Transferleistung: 320 MB/s, zukünftig: 640 MB/s Max. Kabellänge: 10 m Max. 16 SCSI-Geräte pro Controller Hot-plugging möglich Eigener SCSI-Controller notwendig WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/35

36 Schnittstellen: S-SCSI Serielle Übertragung der Daten 7 Leiterbahnen Max. Transferleistung: 300 MB/s, 2007: 600 MB/s, 2010: 1200 MB/s Max. Kabellänge intern: 1 m, extern: 10 m Max. 128 SCSI-Geräte pro Controller Hot-plugging möglich Eigener SCSI-Controller notwendig Stecker und Kabel wie bei S-ATA Betrieb S-ATA Festplatten an S-SCSI Controller möglich (nicht umgekehrt) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/36

37 Schnittstellen: Fibre Channel Ursprung: Supercomputing Verwendung hauptsächlich in Speichernetzwerken (SAN) Serielle Übertragung der Daten Fiberglas oder Kupferleitungen Max. Transferleistung: 200 MB/s, 400 MB/s und 1000 MB/s bereits ratifiziert WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/37

38 Schnittstellen: USB 2.0 und IEEE 1394 Schnittstellen für externe Magnetplatten Serielle Übertragung Max. Transferleistung USB 2.0: 480 MBit/s (60 MB/s) IEEE 1394: 800 Mbit/s (100 MB/s) Hot-plugging USB Stecker (Typ A und B) IEEE 1394 Stecker (6 und 4 polig) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/38

39 Festplatten für Arbeitsplatzrechner Baugröße: überwiegend 3,5 Zoll Schnittstellen: überwiegend ATA und S-ATA Workstations: evt. SCSI und S-SCSI Kapazitäten: (S-)ATA: GB (S-)SCSI: GB Umdrehungsgeschwindigkeiten (S-)ATA: bis RPM (S-)SCSI: bis RPM WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/39

40 Beispiel: Festplatte für Arbeitsplatzrechner Hitachi Deskstar K-500 Kapazität: 500 GByte Baugröße: 3,5 Zoll Anzahl Platten: 5 SATA RPM Suchzeit: 8,5 ms Cache: 16 MB WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/40

41 Festplatten für Notebook-PCs Baugröße: überwiegend 2,5 Zoll 1,8 Zoll Schnittstellen: ATA und S-ATA Kapazitäten: 2,5 Zoll: 100 GB 1,8 Zoll: 60 GB Umdrehungsgeschwindigkeiten: und RPM WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/41

42 Beispiele: Festplatten für Notebook-PCs Toshiba MK1031GAS Baugröße: 2,5 Zoll Kapazität: 100 GByte Anzahl Platten: 2 ATA, 4200 RPM Suchzeit: 12 ms Cache: 8 MB Toshiba MK6006GAH Baugröße: 1,8 Zoll Kapazität: 60 GByte Anzahl Platten: 2 ATA, 4200 RPM Suchzeit: 15 ms Cache: 2 MB WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/42

43 Festplatten für mobile Geräte Baugröße: 1,8 Zoll 0,85 Zoll Schnittstellen: ATA und S-ATA Kapazitäten: 1,8 Zoll: 60 GB 0,85 Zoll: 4 GB Umdrehungsgeschwindigkeiten: 1,8 Zoll: RPM 0,85 Zoll: RPM WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/43

44 Beispiele: Festplatten für mobile Geräte Baugröße: 1,8 Zoll Kapazität: 40 GByte Anzahl Platten: 2 ATA, 4200 RPM Suchzeit: 15 ms Cache: 512 KB Toshiba MK6006GAH Baugröße: 0,85 Zoll Kapazität: 4 GByte Anzahl Platten: 1 ATA, RPM WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/44

45 Externe Festplatten Eigenes Gehäuse Eine oder mehrere Standardfestplatten (ein logisches Laufwerk möglich) Anschluss: IEEE 1394 und USB, selten SCSI Beispiel: Lacie Bigger Disk Max. Kapazität: 1,6 TB 4 Standardfestplatten in einem Gehäuse Umdrehungsgeschwindigkeit: rpm Suchzeit: 10 ms Cache: 4 x 8 MB IEEE 1394 Schnittstelle WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/45

46 Wechselplatten Können aus dem Rechner entnommen werden Wechselrahmen für Standardfestplatten 3,5 Zoll Standard-Festplatten können rasch ein- und ausgebaut werden Wechselrahmen fest in Rechner eingebaut oder als externe Andockstation realisiert Transport von Großendatenmengen Zur sicheren Verwahrung von sensiblen Daten im Safe WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/46

47 Wechselplatten Proprietäre Wechselplatten Medium (d.h. nur die Magnetplatte selbst) wird gewechselt Schreib- und Leseeinheit verbleibt im Laufwerk Iomega REV Kapazität: 35 GB (durch Kompression bis zu 90 GB) Externe und interne Laufwerke erhältlich Zugriffszeit: 13 ms WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/47

48 Wechselplatten 1-Zoll-Wechselplatten Komplettes Laufwerk (d.h. Medium, Schreib- und Leseköpfe sowie Steuerungselektronik) wird gewechselt Einsatz in mobilen Geräten (z.b. Digitalkameras) Beispiel: Microdrive von Hitachi 4 GB Kapazität RPM Zugriffszeit: 12 ms Max. Transferrate 33 MB/s Anschluss: Compact-Flash-Typ 2 WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/48

49 Magnetplatten in Rechenzentren Bis Mitte 90er Jahre: SLED ( Single Large Expensive Disks ) Plattengröße: 14 und 10,8 Zoll Kapazität: mehrere Gigabyte Verknüpfung mehrerer SLED zu Magnetplattenfarm Teure und proprietäre Hardware Auf Großrechner beschränkt WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/49

50 Magnetplatten in Rechenzentren und lokalen Netzen SLED-Plattenfarmen ab Anfang 1990 zunehmend durch RAID-Systeme ( Redundant Array of Inexpensive Disks ) ersetzt RAID: Kombination mehrerer Standard-Festplatten zu einem Verbund mit zusätzlichen Fehlererkennungs- und Fehlerkorrekturmechanismen Teil der Speicherkapazität des Verbundes wird zur Speicherung gleicher Information verwendet ( Redundanz ) Für Anwender präsentiert sich der Plattenverbund als ein einziges logisches Laufwerk Varianten: RAID-0 bis RAID-7 In der Praxis am häufigsten genutzt: RAID-0, RAID-1, RAID-3 und RAID-5 WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/50

51 RAID-0 ( Striping ) Verteilt die Datenblöcke gleichmäßig auf verschiedene Laufwerke Plattenzugriffe sind parallelisierbar, höhere Zugriffsgeschwindigkeit Keine Redundanz, daher Name ( Redundant ) irreführend Fällt ein Laufwerk aus, sind alle Daten verloren Geschwindigkeitssteigerungen vor allem bei großen und zusammenhängenden Dateien Einsatzgebiete: bei großen Datenmengen (z.b Audio- und Videobearbeitung) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/51

52 RAID-0 ( Striping ) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/52

53 RAID-1 ( Mirroring ) Jeweils zwei Laufwerke werden gespiegelt Schreibzugriffe erfolgen parallel Hälfte der Gesamtkapazität steht zur Verfügung Leseleistung kann durch parallele Zugriffe gesteigert werden Schreibzugriffe: gleich schnell wie bei Einzellaufwerken Doppelte Kosten Hohe Datensicherheit Anwendung: wenn hohe Datensicherheit erforderlich und überwiegend Lesezugriffe WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/53

54 RAID-1 ( Mirroring ) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/54

55 RAID-Fehlerkorrekturverfahren RAID-1: perfekte Redundanz hoher Overhead bei hohen Kosten Ab RAID-2 kommen Fehlerkorrekturverfahren zur Anwendung Nutzdaten werden auf mindestens zwei Laufwerke verteilt Aus Dateninhalt kann Fehlerkorrekturwert errechnet werden (XOR- Verknüpfung) 1: Wenn ungerade Anzahl von Bitstellen 1 beträgt 0: Wenn gerade Anzahl von Bitstellen 1 beträgt Laufwerk A (Nutzdaten) B (Nutzdaten) C (Paritätsinformation) Daten WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/55

56 RAID-3 Eigenes Paritätslaufwerk Bei Schreib- und Leseoperationen Zugriff auf alle Laufwerke erforderlich, Synchrone Bewegungen der Schreib-/Leseköpfe Bei Bearbeitung weniger und großer Dateien (z.b. Videoschnitt) performant Schlechte Leistung bei vielen kleinen Dateien (z.b. Datenbank- und Transaktionssysteme) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/56

57 RAID-5 Kein eigenes Paritätslaufwerk Nutz- und Paritätsdaten werden verteilt auf allen Laufwerken gespeichert Gute Leistung bei vielen kleinen Dateien (z.b. Datenbank- und Transaktionssysteme) Schreibzugriffe lassen sich leichter parallelisieren WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/57

58 Vergleich RAID-Systeme Maximale PLeistung RAID-0 RAID-5 Minimale Kosten RAID-3 RAID-1 Maximale Verfügbarkeit WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/58

59 Preisentwicklung Festplatten Preis pro Gigabyte in Euro ,9 0, WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/59

60 Anzahl der verkauften Festplatten Einheiten in Mio WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/60

61 Speichernetze Speichernetze stellen Speicherplatz auf Magnetplatten über das Netzwerk zur Verfügung NAS ( Network Attached Storage ) schlüsselfertiger Dateiserver Adapterkarte zum direkten Anschluss an Netzwerk spezielles Betriebssystem einfache Installation und Wartung SAN ( Storage Area Disk ) Speichernetz für heterogene Umgebungen Verbindet Server und Speichergeräte (Festplatten, Magnetbandeinheiten, optische Speicherplatten) Speichergeräte sind von Server getrennt Unabhängiges, vom lokalen Netz getrenntes Netz WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/61

62 Vergleich NAS - SAN WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/62

63 Vor- und Nachteile NAS Einfache Installation ( Plug & Play ) und Wartung Preisgünstiger Ausbau durch Speichererweiterung und zusätzliche NAS-Geräte Erprobte Schnittstellen Sehr gut geeignet für kleinere und mittlere Datei- und Webserver. Beschränkte Leistung für große Netze unzureichend Zugriff auf die gespeicherten Daten erfolgt über den Server und das lokale Netz, was diese zusätzlich belastet Keine räumliche und logische Trennung zwischen Speichermedien und Server (bzw. Controller) möglich. WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/63

64 Vor- und Nachteile SAN Hohe Leistung Reduzierte Belastung des lokalen Netzes und der Prozessoren der auf die Speicher zugreifenden Maschinen Offene Architektur, Flexibilität Hohe Skalierbarkeit Einfaches zentrales Ressourcenmanagement Erleichterte Ausfallsicherung und Katastrophenvorsorge Schwierigere Planung, Installation und Wartung als bei NAS-Systemen Relativ teuer Standardisierung noch nicht abgeschlossen WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/64

65 Führende Hersteller NAS und SAN Andere 28% HP 23% Dell 7% Sun Microsystems 8% EMC 14% IBM 20% Jahr: 2004 Quelle: IDC WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/65

66 Optische Datenträger Optische Datenträger nutzen optische Filter-, Reflexions- und Beugungseigenschaften von Materialen zur Speicherung Verwendung von Licht oder mittels Laser erzeugter Wärmeenergie zum Lesen oder Schreiben auf optisch reaktivem Material Wichtigste optische Datenträger optische Speicherplatten Weitere Datenträger: Mikrofilme ( Computer Output on Microfilm - COM) optische Speicherkarten WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/66

67 Computer Output On Microfilm (COM) Mikrofilm: Erster optischer Datenträger im Bereich IT Schriftliche und bildliche Information wird stark verkleinert auf Film gespeichert Visuell (mit Vergrößerungsapparat) lesbar Nischendasein COM-Recorder WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/67

68 Optische Speicherkarten Optische Speicherkarten: Plastikkarte in Standardgröße Optischer Speicherbereich in Streifenform Mittels Laser les- und beschreibbar Kapazität: bis 4 MB Transferrate: 9 KB/s (Lesen), 4 KB/s (Schreiben) TRUE-WORM (einmal beschriebene Bereiche können nicht mehr gelöscht werden Genormt nach ISO 11693/ mm-Streifen: 4,1 MB 16-mm-Streifen: 1,5 MB Anwendung: z.b. Lebenskarte WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/68

69 Optische Speicherplatten Feste, runde Kunststoffscheiben Wechselmedien Mit optisch reaktiver Speicherschicht Verwendung von lasergenerierter Lichtenergie Lesen: passive Funktion Veränderungen von reflektiertem Licht feststellen Schreiben: aktive Funktion Veränderungen von optisch reaktivem Material herbeiführen WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/69

70 Optische Speicherplatten Wichtigste optische Speicherplatten: Compact Disc (CD), Digital Versatile Disc (DVD) Professional Disc for Data (PDD) Ultra Density Optical (UDO) High Density Digital Versatile Disc (HD-DVD) Blu-Ray-Disc WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/70

71 Compact Disc (CD) Compact Disc: Optische Speicherplatte 12 cm Durchmesser (selten: 8 cm) Markteinführung: 1982 (in Form der Audio-CD) Varianten: Audio-CD ( Red-Book -Standard) Daten-CD ( Yellow-Book -Standard) Medien: CD-ROM (bespielt, nicht veränderbar) CD-R (einmalig beschreibbar) CD-RW (wiederbeschreibbar) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/71

72 CD - Funktionsweise Information durch mikroskopisch kleine Vertiefungen (Pits) repräsentiert Pits: 0,12 Mikrometer tief 0,6 Mikrometer breit Mindestens 0,83 Mikrometer lang Spurführung: spiralförmig (wie bei Schallplatte) Spurdichte: TPI (Vergleich: 3,5-Zoll- Diskette: 135 TPI) rotes Laserlicht Wellenlänge des Lasers: CD 780 nm WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/72

73 CD - Funktionsweise Lesevorgang: Laser durch halbdurchlässigen Spiegel Unterschiedliche Brechung bei Pit oder Land WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/73

74 CD-ROM Bespielt, unveränderbar Speicherkapazität 650 MB (= 74 Min. Audio-CD) 700 MB (= 80 Min. Audio-CD) 800 MB (= 90 Min. Audio-CD): nicht von allen handelsüblichen Laufwerken unterstützt Ursprüngliche Transferrate: 150 KB/s (Audio- CD) Max. Transferrate: 10,8 MB/s (72fache Standardgeschwindigkeit von 150 KB/s) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/74

75 CD-R Einmalig (in mehreren Sitzungen) beschreibbar Fotoempfindliche Farbschicht Laser brennt Bitmuster in die Farbschicht Änderung der Reflexionseigenschaften Diese Änderung erscheint für Lesegeräte wie konventionelle Pits and Lands der CD-ROM Kapazitäten der Medien: 650 MB (74 Min), 700 MB (80 Min): mit allen handelsüblichen Laufwerken lesbar 800 MB (90 Min), 900 MB (99 Min): spezielle Laufwerke zum Lesen notwendig Maximale Schreibgeschwindigkeit: 52fache Standardgeschwindigkeit WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/75

76 CD-RW Bis zu 1000mal wiederbeschreibbar duale Phasenwechseltechnik Beschreiben: relativ energetischer Laser verursacht amorphe Zonen (schlechtere Reflexionseigenschaft) auf Speicherschicht Löschen: etwas energieärmerer Laser kann amorphe Zonen wieder in kristallinen Zustand (gute Reflexion) überführen Kapazitäten der Medien: 650 MB (74 Min) 700 MB (80 Min) Maximale Schreibgeschwindigkeit: 32fache Standardgeschwindigkeit WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/76

77 Digital Versatile Disc (DVD) DVD: Optische Speicherplatte 12 cm Durchmesser (selten: 8 cm) Markteinführung: 1995 (in Form der Video-DVD) Varianten: Video-DVD Audio-DVD Daten-DVD Medien: DVD-ROM DVD-R, DVD+R DVD-RW, DVD+RW DVD-RAM WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/77

78 DVD: Funktionsweise Wie bei der CD wird Information durch mikroskopisch kleine Vertiefungen (Pits) repräsentiert Pits sind kleiner als bei CD, Spurführung enger Erhöhung der Datendichte Spurführung: spiralförmig Rotes Laserlicht Wellenlänge des Lasers: 650 nm (CD 780 nm) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/78

79 DVD: Funktionsweise Zwei Seiten möglich: DVD kann im Gegensatz zur CD auf beiden Seiten beschrieben/gelesen werden Muss vom Benutzer gewendet werden Einsatz eher selten Single Sided (SS) vs. Double Sided (DS) Zwei-Schichten-Technik: Pro Seite können zwei Speicherschichten eingesetzt werden Laser kann auf zweite, darunterliegende Speicherschicht fokussiert werden Single Layer (SL) vs. Dual Layer (DL) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/79

80 DVD - Kapazitäten Durchmesser Bezeichnung Kapazität Aufz. DVD-1 8 cm SS/SL 1,46 DVD-2 8 cm SS/DL 2,66 DVD-3 8 cm DS/SL 2,92 DVD-4 8 cm DS/DL 5,32 DVD-5 12 cm SS/SL 4,70 DVD-9 12 cm SS/DL 8,54 DVD cm DS/SL 9,40 DVD cm DS/ML 13,24 DVD cm DS/DL 17,08 WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/80

81 DVD-ROM Bespielt, unveränderbar Speicherkapazität: Abhängig vom Format (SS DS, SL DL) Maximal 17,08 GB (DS/DL) Üblicherweise: 4,7 GB (DVD-5) bei Daten-DVDs; 8,54 (DVD-9) bei Video-DVDs Ursprüngliche Transferrate: KB/s (Vergleich CD: 150 KB/s) Max. Transferrate: 21,1 MB/s (16fache Standardgeschwindigkeit) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/81

82 DVD-R / DVD+R Einmalig in mehreren Sitzungen beschreibbar DVD-R: Offizieller Standard des DVD-Forums DVD+R: Standard der DVD+RW Alliance Formatvielfalt führte Anfangs zu Verunsicherung bei Käufern Kombi-Brenner für beide Formate dominieren den Markt Funktionsprinzip wie bei CD-R Kapazitäten der Medien: DVD-R: 4,7 GB (nur DVD-5) DVD+R: 8,54 GB (DVD-9) Dual-Layer-Brenner notwendig, Rohlinge (DVD+DL) noch relativ teuer (zirka 7 Euro pro Stück) Maximale Schreibgeschwindigkeit: 16fache Standardgeschwindigkeit WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/82

83 DVD-RW / DVD+RW Bis zu 1.000mal wiederbeschreibbar Duale Phasenwechseltechnik Funktionsprinzip wie bei CD-RW Handelsübliche Kombi-Brenner beherrschen beide Formate Maximale Kapazität beider Formate: 4,7 GB Maximale Schreibgeschwindigkeit: DVD-RW: 6fache Standardgeschwindigkeit DVD+RW: 8fache Standardgeschwindigkeit WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/83

84 DVD-RAM Bis zu mal wiederbeschreibbar Im Vergleich zu anderen DVD-Varianten höhere Datensicherheit aufgrund: Sektorierung (visuell in Form von Rechtecken auf Medium wahrnehmbar) Defektmanagement ähnlich wie bei Festplatten Als Platte oder in Kassette Typ-1-Kassette: verschlossen Typ-2-Kassette: Platte entnehmbar Kapazität: 4,7 GB (SS) und 9,4 GB (DS) Transferleistung: 2 MB/s Schreiben, 4 MB/s Lesen WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/84

85 Optische Speicherplatten Blauer Laser Speicherkapazitäten von DVDs für viele Anwendungen nicht mehr ausreichend Beispiel: HDTV auf DVD-5 (4,7 GB) passen bei 19,28 MBit/s nur zirka 33 Minuten Film Erhöhung der Speicherdichte durch kurzwelligerem blauen Laser (405 nm) Professionelle Datensicherung: Ersatz der in die Jahre gekommenen magneto-optischen Laufwerke zur Archivierung Professional Disc for Data (PDD) Ultra Density Optical (UDO) Speichermedien für Endbenutzer: Nachfolger für DVD HD-DVD Blu-Ray-Disc WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/85

86 Professional Disk for Data (PDD) Speicherplatte im 12-cm-Format Duale Phasenwechseltechnik Zirka 1000-mal wiederbeschreibbar Maximale Kapazität: 20,5 GB (einseitig), zweiseitig Aufzeichnung nicht möglich Max. Transferleistung: 11 MB/s Platte empfindlich in Kassette untergebracht Geplante Erweiterungen: 2005: 50 GB bei 22 MB/s 2007: 100 GB bei 43 MB/s WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/86

87 Ultra Density Optical (UDO) Speicherplatte im 5,25-Zoll-Format Kapazität: 14 GB bei einseitiger Speicherung, 28 GB bei beidseitiger Speicherung Bis zu mal wiederbeschreibbar Max. Transferleistung: 8 MB/s im Gegensatz zur PDD True-WORM möglich Duale Phasenwechseltechnik Erweiterungen: 2006: 60 GB bei 12 MB/s 2008: 120 GB bei 18 MB/s WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/87

88 HD-DVD Anfängliche Bezeichnung: AOD (Advanced Optical Disc, konkurrierte mit Blu-Ray um offizielle Nachfolgerschaft der DVD Kapazitäten HD-DVD-ROM: 15 GB (SL) bzw. 30 GB (DL) Kapazitäten HD-DVD-R(W): 20 GB (SL) bzw. 40 GB (DL) Dicke Trägerschicht: 0,6 Mikrometer identisch mit DVD, geringere Empfindlichkeit im Vergleich zur Blu-Ray-Disc, keine Kassette notwendig WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/88

89 Blu-Ray-Disk Konkurrenzformat für HD-DVD Kapazitäten ROM und R(W): 27 GB (SL), 54 GB (DL) Trägerschicht befindet sich nur 0,1 mm unter der Oberfläche Platte sehr empfindlich Platte meist in Kassette untergebracht Derzeit Entwicklung von Spezialbeschichtung Kassette zum Schutz kann entfallen Fraglich, ob Blu-Ray oder HD-DVD zum Defacto-Standard wird WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/89

90 Magneto-optische Speicherplatten Nutzung des Kerr-Effektes: Polarisation von Materialen kann unter Einfluss von thermischer Energie (durch Laser) und Magnetfeldern (durch magnetischen Schreibkopf) geändert werden Schreiben und Löschen: zu beschreibender Bereich wird durch Laserstrahl erwärmt und die Polarisation durch Anlegen eines Magnetfeldes geändert Lesen: erfolgt rein optisch durch Laser, je nach Polarisation des reflektierten Lichts wird Information als 0 oder 1 interpretiert Verfahren bietet sehr gute Datensicherheit und ist diesbezüglich der Phase-Change-Technolgie überlegen Schreiben prinzipbedingt jedoch langsam WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/90

91 MO-Disc Wiederbeschreibbare Speicherplatten Anwendungsgebiet: professionelle Langzeitarchivierung Plattengröße: 3,5-Zoll und 5,25-Zoll Maximale Kapazitäten: 3,5 Zoll: 2,3 GB 5,25 Zoll: 9,1 GB Zugriffszeiten: ms (Lesen), ms (Schreiben) Max. Transferleistung: 4,5 MB/s (Lesen), 0,85 MB/s (Schreiben) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/91

92 MO-Disc Sicherstes Speicherverfahren Führt Nischendasein Immer mehr Hersteller ziehen sich aus dem Markt zurück Konkurrenzformate, die professionellen Ansprüchen genügen: PDD, UDO und DVD- RAM WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/92

93 Mini-Disc (MD) 2,5-Zoll-MO-Platte Markteinführung 1992 zur Speicherung digitaler Musik (MD-Audio) MD-Data: 140 GB, nicht kompatibel zur MD- Audio 2004: Einheitliches Format (Hi-MD) für Audiound Datenanwendungen Kapazität Hi-MD: 1 GB Max. Transferrate: 9,83 MB/s Marktdurchsetzung fragwürdig (Konkurrenz durch mobile MP3-Player mit Festplatte) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/93

94 Elektronische Datenträger Verwendung von Halbleiterbauelementen zur Datenspeicherung Unterscheidung: Flüchtige Speicher: Bei Trennung von Stromquelle geht Speicherinhalt verloren (z.b. Hauptspeicher in Form von DDR- RAM-Modulen im PC) Nichtflüchtiger Speicher: Bei Trennung von Stromquelle bleibt Information erhalten (z.b. USB-Speicherstick) Im folgenden behandelte Datenträger: Chipkarten mit Mikroprozessor RFID-Transponder Flash-Speicherkarten USB-Sticks WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/94

95 Klassifikation von Chipkarten Lebenszyklus (Karten mit Dauerfunktion vs. Wegwerfchipkarten) Nutzungsart Einsatzfelder (einfunktional, mehrfunktional) Kommunikation (kontaktgebunden, drahtlos) Typ: Speicherchipkarten Intelligente Speicherchipkarten (Zugriffslogik) Chipkarte mit Mikroprozessor Superchipkarten (Folientastatur und Display) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/95

96 Speicherchipkarten Beinhalten reine Speicherlogik (RAM, ROM und EEPROM) Keine Anwendungen auf Karte ausführbar Keine Sicherheitsmechanismen (wie geschützter Speicherbereich) realisierbar Erste Version von Chipkarten waren reine Speicherkarten Kostengünstig WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/96

97 Chipkarten mit Mikroprozessor Plastikkarte mit integriertem Prozessor-Chip Hybridkarten können zusätzlich auch optischen bzw. magnetischen Speicherbereich aufweisen Mögliche Anwendungsgebiete: Elektronisches Zahlungsmittel (Quick-Funktion von Bankomatkarten) Ausweis (Identifikation) Zugriffskontrolle (Computer) Zutrittskontrolle Gesundheitspass Studienbuch Speicherung von Schlüsseln (z.b. Bezahlfernsehen) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/97

98 Chipkarten mit Mikroprozessor Aufgaben des Mikroprozessors Kommunikation mit Systemschnittstellen Ausführung von Anwendungen Koordiniert Speicherzugriffe Kontrolliert Rechtmäßigkeit von Transaktionen (z.b. durch Überprüfung der PIN) Betriebssystem Stellt grundlegende Funktionen (z.b. Ein- und Ausgabe) für Anwendungen zur Verfügung Wichtigste Vertreter: MULTOS und JavaCard Erlauben den isolierten Betrieb verschiedener Anwendungen WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/98

99 Chipkarten mit Mikroprozessor Architektur: ROM (Betriebssystem) IO- System CPU Bus RAM Zugriffsbedingungen, Schlüssel EEPROM (Anwendungsdaten) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/99

100 Chipkarten mit Mikroprozessor Speicher RAM: flüchtiger Speicher, dient als temporärer Arbeitsspeicher für die Anwendungen und Betriebssystem ROM: nicht veränderbar und nicht flüchtig, enthält das Betriebssystem EEPROM: nicht flüchtig, veränderbar, enthält Anwendungen und Nutzdaten Geheimer Speicher (nur für CPU zugreifbar) Geschützter Speicher (nur über korrekte PIN zugreifbar) Freier Speicher (unbeschränkt zugänglich) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/100

101 Transponder Transponder: automatischer Antwortsender, reagiert auf eingehendes Signal Kunstwort aus Transmitter und Responder Sehr einfache bis komplexe Varianten Einfachster Fall: Diebstahlerkennung durch Metallstreifen Komplexe Transponder: beinhalten Speicher und Prozessor Aktive und passive Transponder WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/101

102 Elektronische Artikel-Sicherung (EAS) WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/102

103 Radio Frequency Identification (RFID) Datenerfassungsverfahren zur Speicherung von Identifikationsdaten Elektronische Etiketten können kontaktlos per Funk gelesen und beschrieben werden RFID-Etikett Antenne Analoger Schaltkreis zum Empfangen und Senden Digitaler Schaltkreis zur Datenspeicherung Maximale Entfernung zum Lesen oder Beschreiben zwischen wenigen Zentimetern und 30 Metern WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/103

104 WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/104

105 RFID: Anwendungsgebiete Einzelhandel Einzelne Produkte statt Produkttypen können identifiziert werden SCM, POS Zusätzliche Information (Ablaufdatum usw.) kann zum Produkt gespeichert werden. Mautsysteme für PKW und LKW Waggon- und Containerüberwachung Produktionssteuerung Abfallentsorgung Kontrolle von Verschleißteilen Zeitmessung bei Sportveranstaltungen WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/105

106 RFID: Vor- und Nachteile Kleine, robuste Datenträger (unempfindlich gegen Verschmutzung und extreme Temperaturen) mit langer Lebensdauer Teils wiederverwendbar Hohe Erkennungsgenauigkeit Große Reichweite und schnelle Datenübertragung Automatische Datenerfassung auch im laufenden Prozess Datenerfassung durch nicht leitende Materialien ohne Sichtkontakt möglich Teurer als Strichcode- Etiketten Umstellungskosten (z.b. Handel) Probleme bei Metallen (Abschirmung) Datenschutzbedenken WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/106

107 Flash-Speicherkarten Kleine, externe Speichermedien Anwendungsgebiet: Tragbare Geräte Nichtflüchtige Speicherchips Lebensdauer auf zirka Schreib- und Löschzyklen beschränkt Fehlen eines Marktstandards WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/107

108 Flash-Speicherkarten Robust gegenüber Umwelteinflüssen Max. Transferraten: 10 MB/s Vergleich DDR-RAM: 2 GB/s Vergleich Notebook-Festplatte: 20 MB/s WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/108

109 Compact-Flash-Speicherkarten Relativ lange am Markt Weit verbreitet Vergleichsweise großes Gehäuse Max. Speicherkapazität: 8 GB Zwei Varianten Typ I: 42,8 36,4 3,3 mm Typ II: 42,8 36,4 5 mm Über Adapter auch in PC-Card-Slot verwendbar (bei Notebooks weit verbreitet) Max. Transferleistung: 8 MB/s, in der Praxis 3,5 MB/s Aktuellste Version (3.0) bietet Möglichkeit, Inhalte zu verschlüsseln Integrierter Speichercontroller, ATA-kompatibel WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/109

110 Smart-Media-Speicherkarte Dünner als Compact-Flash-Speicherkarte (37,0 x 45,0 x 0,76) Kein Controller auf Speicherkarte, Gerät muss Speichermanagement durchführen Probleme bei alten Geräten und neueren Versionen der Smart-Media-Speicherkarte Kapazitäten bis 128 MB Transferleistung 0,8 MB/s Vorwiegend in Digitalkameras eingesetzt Marktanteil im Sinken WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/110

111 Multimedia-Speicherkarte Geringe Verbreitung am Markt Gehäusegröße entspricht in etwa Briefmarke (24,0 x 32,0 x 1,4 mm ) Max. Kapazität: 1 GB Im Vergleich zu Compact-Flash simple Controller-Logik auf der Karte Max. Transferleistung 2,5 MB/s, in der Praxis 1,6 MB/s Soll mittel- bis langfristig von der Secure-Digital- Speicherkarte abgelöst werden WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/111

112 Secure-Digital-Speicherkarte Nachfolger der Multimedia-Speicherkarte, etwas dicker (24 x 32 x 2,1 mm) Digital-Rights-Management (DRM) wird unterstützt Max. Kapazität: 2 GB Integrierter Controller An Secure-Digital-Port kann auch Multimedia- Speicherkarte verwendet werden, nicht jedoch umgekehrt (Abwärtskompatibel) Max. Transferleistung 12,5 MB/s, in der Praxis 6 bis 8 MB/s Hohes Wachstumspotential attestiert WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/112

113 Memory-Stick Zwei Gehäuseformen Memory-Stick: 21,5 x 50 x 2,8 mm Memory-Stick-Duo: 20,0 x 31,0 x 1,6 mm (für kleine mobile Geräte) Insgesamt vier Varianten: Memory-Stick: bis 128 MB Kapazität, max. Transferleistung 1,8 MB/s schreiben, 2 MB/s lesen Memory-Stick Duo: bis 128 MB Kapazität, max. Transferleistung 1,8 MB/s schreiben, 2 MB/s lesen Memory-Stick PRO: theoretisch max. Kapazität: 32 GB, am Markt jedoch nur bis 2 GB, max. Transferleistung 20 MB/s Memory-Stick PRO Duo: bis 512 MByte Kapazität, max. Transferleistung 20 MB/s WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/113

114 Memory-Stick Adapter für Duo- Gehäuseform erhältlich Pro-Sticks in älteren Geräten nicht verwendbar 20 Prozent teurer als vergleichbare Compact- Flash-Speicherkarte DRM-Funktionalität (Magic-Gate) für Audio- Dateien WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/114

115 xd-picture-card Kleinste Speicherkarte (20,0 x 25,0 x 1,7 mm) Simpler Controller Transferraten Lesen: max. 5 MB/s, in Praxis 2,5 MB/s Schreiben: max. 3 MB/s, in Praxis 0,3 MB/s Trotz simpler Controller-Logik sehr teuer Wenige Hersteller unterstützen diese Format Einsatz bisher auf digitale Kameras beschränkt WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/115

116 Marktanteile Flash-Speicherkarten Marktanteil 11% 20% 5% 34% 5% 47% 25% 56% 24% 5% 26% 28% 6% 21% 6% 25% 10% 24% 29% 25% 3% 19% 16% 2% 10% 4% 5% 4% 3% 2% Jahr SD-Card Multi-Media-Card Memory-Stick Smart-Media Compact-Flash Sonstige Quelle: IDC WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/116

117 USB-Stick USB-Sticks vereinen Vorteile von Flash-Speicherkarten mit denen einer Standardschnittstelle Unterschiedlichste Gehäuseformen Geschwindigkeit abhängig von USB-Version USB 1.0: ca. 1 MB/s USB 2.0: ca. 8 MB/s Anwendungsgebiet weitestgehend auf PC beschränkt der für den Betrieb von Speichermedien notwendige USB-Host-Port fehlt den meisten mobilen Geräten (selbst wenn auf diesen USB-Schnittstelle vorhanden ist) Kapazitäten: bis zu 4 GB WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/117

118 USB-Stick WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/118

119 Flash-Speicher Vor- und Nachteile Mit Abstand geringste durchschnittliche Zugriffszeit Konstante Speicherung ohne Stromversorgung (Nichtflüchtigkeit) Geringes Gewicht und kleine Abmessungen (Transportierbarkeit) Geräuschlosigkeit und geringer Stromverbrauch beim Betrieb Unempfindlichkeit (vor allem Stoßfestigkeit im Vergleich zu Magnetplatten - wichtig bei tragbaren Rechnern) Enorm hoher Preis im Vergleich zu Festplatten Begrenzte Kapazität Die beschränkte Nutzungsintensität (begrenzte Zahl der Schreibzyklen) Bei Flash-Speicherkarten: fehlende Standards und damit sehr beschränkte Austauschbarkeit zwischen Geräte Höheres Verlustrisiko auf Grund der kompakten Bauform WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/119

120 Vergleichende Übersicht Datenträger 1/4 Datenträger Derzeitig Kapazität Medienkosten Laufwerkkosten Mittlere Zugriffszeit Strichcode-Feld 20 Bytes billig sehr billig 1 s Magnetstreifenkarte 170 Bytes billig sehr billig 1 s Markierungsbeleg 2 KB teuer sehr billig >100 s Klarschriftbeleg 2 KB teuer sehr billig >100 s Chipkarte mit Mikroprozessor 100 KB billig mittel 1 s Standarddiskette 1,44 MB sehr billig sehr billig 100 ms Optische Speicherkarte 4 MB mittel mittel 1 s WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/120

121 Vergleichende Übersicht Datenträger 2/4 Datenträger Derzeitige Kapazität Medienkosten Laufwerkkosten Mittlere Zugriffszeit CD-R/RW 650 MB sehr billig sehr billig 100 ms Zip-750-Diskette 750 MB billig mittel 29 ms 3,5-Zoll-MO 1,3 GB mittel mittel 25 ms Compact-Flash- Speicherkarte 4 GB sehr teuer eingebaut 2 ms 1-Zoll-Festplatte 4 GB teuer eingebaut 12 ms DVD-RW, DVD+RW 4,7 GB billig billig 90 ms 5,25-Zoll- WORM/MO-Platte 9,1 GB sehr teuer mittel 25 ms WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/121

122 Vergleichende Übersicht Datenträger 3/4 Datenträger Derzeitige Kapazität Medienkosten Laufwerkkosten Mittlere Zugriffszeit DVD-RAM 9,4 GB billig mittel 65 ms Mikrofilm (Rollfilm) 14,8 GB sehr teuer teuer 50 s Travan-TR-7-Band 20 GB mittel teuer 25 s PDD 20,5 GB sehr teuer teuer 200 ms UDO 28 GB sehr teuer teuer 82 ms 12-Zoll-WORM-Platte 30 GB sehr teuer sehr teuer 100 ms DDS-5-Band (4 mm) 36 GB mittel mittel 25 s WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/122

123 Vergleichende Übersicht Datenträger 4/4 Datenträger Derzeitige Kapazität Medienkosten Laufwerkkosten Mittlere Zugriffszeit HD-DVD (AOD) 40 GB sehr teuer sehr teuer 65 ms Blue-Ray-Disc 54 GB sehr teuer sehr teuer 80 ms 2,5-Zoll-Festplatte 80 GB mittel eingebaut 10 ms SDLT-Magnetband 160 GB sehr teuer sehr teuer 25 s AIT-Magnetband 200 GB sehr teuer sehr teuer 25 s LTO-Magnetband 400 GB sehr teuer sehr teuer 25 s 3,5-Zoll-Festplatte 500 GB billig eingebaut 8 ms WI 2 Datenträger und externe Speicher Kap. 02/123

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