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Festplattengeometrie: übereinanderliegende Spuren Was ist ein Zylinder?

Von Dipl.-Ing. (FH) Stefan Luber 2 min Lesedauer

Zylinder ist ein wichtiger Begriff der Festplattengeometrie. Eine Festplatte ist ein magnetisches Massenspeichermedium. Die Daten werden durch die Magnetisierung der Oberflächen rotierender, übereinander angeordneter Scheiben, sogenannter Hard Disk Drive Platters, gespeichert. Die Oberflächen sind in Datenspuren in Form konzentrischer Ringe (Tracks oder Spuren) aufgeteilt. Auf den verschiedenen Platters übereinanderliegende Spuren gleicher Nummer und gleichen Durchmessers bilden einen Zylinder.

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.(Bild: © aga7ta - Fotolia)
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
(Bild: © aga7ta - Fotolia)

Festplatten (Hard Disk Drives – HDDs) bestehen aus mehreren übereinander angeordneten, rotierenden Magnetscheiben (Hard Disk Drive Platters). Die Daten werden durch Magnetisierung der Oberflächen der Scheiben gespeichert. Über die Festplattengeometrie sind die Oberflächen der Magnetscheiben nach einem bestimmten System organisiert.

Eine wichtige Komponente der Festplattengeometrie ist der Zylinder. Es handelt sich dabei um die jeweils gleichen Spuren mit identischem Durchmesser auf den übereinander angeordneten Magnetscheiben. Eine Spur (Track) ist ein Ring mit Daten auf der Oberfläche einer Seite einer Magnetscheibe. Im Gegensatz zu Schallplatten oder Speichermedien wie CDs oder DVDs besitzt eine Platter-Seite aber nicht nur eine einzige Spur in Form einer Spirale, sondern viele Spuren in Form konzentrischer Ringe. Die Spuren sind auf den Magnetscheiben gleich angeordnet und von außen nach innen durchnummeriert. Ein Zylinder wird aus den Tracks gleicher Nummer aller Magnetscheibenober- und -unterseiten gebildet.

Eine Festplatte kann viele hundert Spuren pro Seite einer Magnetscheibe und damit auch viele hundert Zylinder besitzen. Bei einer Festplatte mit nur einer einseitigen Magnetscheibe wäre die Zahl von Tracks und Zylindern identisch. Moderne Festplatten mit vielen Magnetscheiben haben entsprechend der Anzahl der Scheiben insgesamt ein Vielfaches mehr an Spuren als Zylinder. Die Speicherkapazität einer Festplatte wird von der Spurdichte, angegeben in TPI (Tracks per Inch – Spuren pro Zoll), der Anzahl und dem Durchmesser der Platters und weiteren Parametern bestimmt.

Weitere Begriffe der Festplattengeometrie

Neben dem Zylinder und dem Track ist der Sektor ein weiterer wichtiger Begriff der Festplattengeometrie. Ein Track ist in kleinere Abschnitte unterteilt. Diese werden als Sektoren bezeichnet und haben eine konstante Datenblockgröße. Die Größe war lange Zeit auf 512 Byte festgelegt. In modernen Festplatten beträgt sie in der Regel 4.096 Byte.

Der Magnetscheibenstapel der Festplatte hat je Seite einer Scheibe einen eigenen Schreib-/Lesekopf. Die Datenbereiche auf den Oberflächen der Magnetscheiben lassen sich über die beweglichen Schreib-/Leseköpfe und die Festplattenelektronik ansteuern. Sie sind über die Angabe des Zylinders, des Sektors und des Schreib-/Lesekopfs eindeutig adressierbar. Die Schreib-/Leseköpfe einer Festplatte bewegen sich synchron und erreichen alle Tracks eines Zylinders gleichzeitig.

Mit den Festplatten verbundene Computer und ihre Betriebssysteme müssen sich nicht um die exakte Festplattengeometrie kümmern. Der Festplatten-Controller und die Festplattenelektronik verwalten die Spuren, Sektoren und Zylinder und steuern die Schreib-/Leseköpfe passend an.

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