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Die Festplatte im Computer

Die Festplatte (Hard Disk-HD) ist ein weiterer unverzichtbarer Bestandteil eines jeden Computers. Die Festplatte ist ein magnetisches Speichermedium, dessen Magnetschicht auf festen, runden Scheiben aufgebracht ist, die mit bis zu 15 000 Umdrehungen pro Minute (SCSI-Festplatten) rotieren können. Auf einer Festplatte können sämtliche Daten dauerhaft gespeichert werden.

Eine Festplatte besteht aus folgenden Komponenten:

  • eine oder mehrere Scheiben, die drehbar gelagert sind
  • dem Antrieb für diese Scheiben
  • Schreib- und Leseköpfe
  • Lager und Antrieb für die Schreib- und Leseköpfe
  • Steuerelektronik für die Motor- und Kopfsteuerung
  • Signalprozessoren für die Schreib- und Leseköpfe
  • eine Schnittstelle zur Verbindung mit dem Motherboard
  • dem Festplattencache

Arten von Festplatten

ATA-Festplatten

ATA-Festplatten sind die am weitesten verbreiteten Festplatten. Sie werden heute jedoch immer mehr von den SATA-Festplatten verdrängt. Es gibt verschiedene ATA-Standarts. Hier reichen die maximalen Datentransferraten von 8,3 MB/s bei ATA-1 bis zu 133 MB/s bei ATA/ATAPI 7. Bei den Festplatten wird üblicherweise der Ultra-DMA-Modus angegeben. Die schnellsten ATA-Festplatten laufen im Ultra-DMA 133, also mit 133 MB/s.
Da im Laufe der Entwicklung die Festplattenkapazitäten dermaßen gestiegen sind, wurden die Adressierung der einzelnen Blocks und Sektoren auf der Festplatte mehrfach geändert. Das bekommt man mit, wenn man eine moderne Festplatte in einem etwas älteren Rechner betreiben will. Dort wird oft nicht die gesamte Kapazität der Festplatte erkannt. Wenn man Glück hat, hilft ein Bios-Update.
Auf dem Motherboard befinden sich die beiden Controller für die IDE-Kanäle. An den Anschlüssen können maximal 4 Geräte (2 pro IDE-Kanal) angeschlossen werden. Es können also entweder 4 Festplatten oder 3 Festplatten und ein CD-ROM-Laufwerk usw. angeschlossen werden. Die beiden Anschlüsse pro IDE-Kanal werden in Master und Slave unterteilt. Welches Gerät Master oder Slave ist, wird per Jumper am Gerät eingestellt. Die Festplatte, auf der sich das Betriebssystem befindet, wird generell am IDE 1 Steckplatz als Master angeschlossen. Hat man eine Festplatte und ein CD-ROM-Laufwerk, dann kommt die Festplatte an IDE 1 als Master und das CD-ROM-Laufwerk an IDE 2 als Master. Man kann zwar auch die Festplatte und das CD-ROM-Laufwerk an IDE 1 anschließen, jedoch bremst dann das CD-ROM-Laufwerk die Festplatte aus, da sich der Controller immer nach dem langsamsten Gerät am Bus richtet. Viele CD-ROM-Laufwerke laufen nur im PIO 33 Modus. So würde eine Festplatte, die normalerweise mit Ultra-DMA 133 läuft, tüchtig gebremst werden.

Anschlüsse der Festplatten

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IDE-Anschlusskabel

ATA-Festplatten haben 2 Anschlüsse. Der Stromanschluss ist verpolungssicher ausgeführt, daß heißt, man kann ihn nicht verkehrt herum anstecken. Auch der Datenanschluss ist so ausgeführt, daß er nur in einer Richtung angesteckt werden kann. Dazu ist entweder der PIN unten in der Mitte (wird nicht gebraucht) am Stecker verschlossen oder der Stecker ist mit einer Wanne versehen. Bei älteren Festplatten wird ein 40-poliges Kabel vom der Festplatte zum Motherboard verwendet. Ab Ultra-DMA 66 sollte ein 80-poliges Kabel verwendet werden. Dort ist jede einzelne Ader noch einmal abgeschirmt. Damit soll verhindert werden, daß Störungen von außen eindringen und Datenfehler verursachen.

SATA-Festplatten

SATA-Festplatten werden seriell angeschlossen und lösen immer mehr die ATA-Festplatten, die parallel angeschlossen werden. Das hat den Vorteil, daß jede Platte die volle Bandbreite von 150 MB/s nutzen kann. Später soll sie einmal auf bis zu 600 MB/s gesteigert werden.

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SATA-Anschlusskabel

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Ein weiterer Vorteil ist, daß SATA-Festplatten mit bis über 1 m lange Rundkabel angeschlossen werden können. Diese Kabel sind bedeutend dünner als die klobigen Flachbandkabel der ATA-Festplatten. Damit lassen sie sich viel besser verarbeiten und ermöglichen eine bessere Luftdurchströmung des Computergehäuses. Mit SATA lassen sich auch externe Festplatten anschließen. Durch die SATA-Technik sind sie hot-plug fähig, d.h. sie kann bei laufenden Betrieb getauscht werden, was bei ATA nicht geht.
Zum Anschluß der SATA-Festplatten muss auf dem Motherboard ein entsprechender SATA-Controller vorhanden sein. Alternativ gibt es auch SATA-Controller als Erweiterungskarte für einen PCI-Steckplatz.