Das Dokument behandelt die Entwicklung, Funktionsweise und den Einsatz von Festplatten als physikalische Speichermedien. Es wird die Geschichte von der ersten Festplatte 1956 bis zur modernen Speichertechnologie, wie dem Perpendicular-Recording, erläutert. Zudem werden der logische Aufbau sowie die wichtigsten Komponenten von Festplatten beschrieben.

1. Physikalische
Speichermedien am Beispiel
von Festplatten
Eine Projektarbeit im Rahmen des Schulfaches IT-Systeme
(Digitaltechnik)
von: Jan Krause, Oleg Jakobi & Dennis Bierschwale

2. Inhaltsverzeichnis
 Geschichte
 Definition
 Logischer Aufbau
 Einsatz
 Funktion
 Perpendicular-Recording

3. Geschichte der Festplatten
GeschichteGeschichte
DefinitionDefinition
Logischer AufbauLogischer Aufbau
EinsatzEinsatz
FunktionFunktion
Perpendicular-Perpendicular-
RecordingRecording
13. 09.195613. 09.1956
erste Festplatteerste Festplatte
von IBM, "305von IBM, "305
RAMAC"RAMAC"
19791979 ersteerste
FestplatteFestplatte
im Formatim Format
5,25 Zoll5,25 Zoll
19961996
Umdrehungs-Umdrehungs-
geschwindigkeitgeschwindigkeit
von 10 000 U/minvon 10 000 U/min
19991999 IBM baut kleinsteIBM baut kleinste
Festplatte mit einemFestplatte mit einem
Zoll und 340 MBZoll und 340 MB
SpeicherkapazitätSpeicherkapazität
19961996
IBM erreichtIBM erreicht
Datendichte vonDatendichte von
1 GB/inch²1 GB/inch²
19821982 SeagateSeagate
entwickelt dieentwickelt die
ST506ST506
19981998
Kapazität: 50 GBKapazität: 50 GB
20002000
Kapazität: 183 GBKapazität: 183 GB
20052005
Umstellung aufUmstellung auf
Perpendicular-RecordingPerpendicular-Recording
Kapazität: auf 500 GBKapazität: auf 500 GB
20062006
Seagate -> 750 GBSeagate -> 750 GB

4. Was sind Festplatten?
 magnetisches Speichermedium
 Bauelemente:
 drehbar gelagerte Scheiben (engl. Platter)
 einen Antrieb
 bewegliche Schreib-/Leseköpfe (Heads)
 jeweils ein Lager und die Scheiben
 einen Antrieb für die Schreib-/Leseköpfe
 der Steuerelektronik für Motor- und
Kopfsteuerung
 Hochleistungs-DSP für die
Schreib/Leseköpfe.
 Schnittstelle zur Verbindung mit der
Hauptplatine (Motherboard)
 einem Festplattencache
GeschichteGeschichte
DefinitionDefinition
Logischer AufbauLogischer Aufbau
EinsatzEinsatz
FunktionFunktion
Perpendicular-Perpendicular-
RecordingRecording

5. Speichervorgang
ein Cluster aus
8 Sektoren
Eine Spur
Ein Sektor = 512 Byte
GeschichteGeschichte
DefinitionDefinition
LogischerLogischer
AufbauAufbau
EinsatzEinsatz
FunktionFunktion
Perpendicular-Perpendicular-
RecordingRecording

6. ein Cluster aus 8 Sektoren
Eine Spur (Zylinder)
Ein Sektor = 512 Byte
Jeder Sektor kann 512 Byte speichern.
Trotz größerer Fläche bleibt es bei 512 Byte.
Bei der Formatierung werden Sektoren zu
einem Cluster zusammengefasst.
Ist eine Laufbahn für den Lesekopf.
Gesamtspeicher = Sektor * Cluster *
Zylinder
GeschichteGeschichte
DefinitionDefinition
LogischerLogischer
AufbauAufbau
EinsatzEinsatz
FunktionFunktion
Perpendicular-Perpendicular-
RecordingRecording

7. Schnittstellenunterschied
 ATA- oder SATA-Schnittstelle –
5.400 bis 7.200 Umdrehungen pro Minute.
( Desktop-PC`s)
 SCSI-Schnittstelle –
10.000 oder 15.000 Umdrehungen pro
Minute.
(Server)
 2,5-Zoll-Festplatten –
4.200 bis 7.200 Umdrehungen pro Minute.
( Notebooks)
GeschichteGeschichte
DefinitionDefinition
Logischer AufbauLogischer Aufbau
EinsatzEinsatz
FunktionFunktion
Perpendicular-Perpendicular-
RecordingRecording

8. Wo werden Festplatten eingesetzt?
 Personal Computer
 Notebook
 Server
 DVD player/ Home Entertainment
 Mp3
GeschichteGeschichte
DefinitionDefinition
Logischer AufbauLogischer Aufbau
EinsatzEinsatz
FunktionFunktion
Perpendicular-Perpendicular-
RecordingRecording

9. Wie funktionieren Festplatten?
 1 bis 4 rotierende Scheiben
 Die Schreib-/Leseköpfe schweben
über der Plattenoberfläche.
 Das Speichern erfolgt durch die gezielte
Magnetisierung kleinster Flächen einer
Schicht ferromagnetischen Materials.
GeschichteGeschichte
DefinitionDefinition
Logischer AufbauLogischer Aufbau
EinsatzEinsatz
FunktionFunktion
Perpendicular-Perpendicular-
RecordingRecording

10.  der Lesekopf muss auf bestimmten Sektor
der Festplatte gefahren werden.
 Anschließend bleibt der Lesekopf solange
in seiner Position, bis der gesuchte Block
unter ihm vorbeigeführt wird.
GeschichteGeschichte
DefinitionDefinition
Logischer AufbauLogischer Aufbau
EinsatzEinsatz
FunktionFunktion
Perpendicular-Perpendicular-
RecordingRecording

11. Perpendicular Recording
Daten werden senkrecht zur Rotationsrichtung
gespeichert
Es können wesentlich mehr Daten gespeichert
werden ( ~10 mal mehr als bisher )
GeschichteGeschichte
DefinitionDefinition
Logischer AufbauLogischer Aufbau
EinsatzEinsatz
FunktionFunktion
Perpendicular-Perpendicular-
RecordingRecording

13. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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