Festplatten

Spindel mit Datenscheiben

Kernstück jeder Festplatte sind die Datenscheiben (oder „Platten“, engl. „platters“).
Auf ihnen werden die tatsächlichen Daten abgelegt, repräsentiert durch einen magnetischen Zustand. Damit dies geschehen kann braucht man ein magnetisierbares Material. Die Scheiben, die selbst aus Aluminium oder Kunststoff sind, werden dazu mit einer sehr dünnen (~1µm) Eisenoxid- oder Kobaltschicht versehen. In diese magnetisierbare Schicht werden nun mithilfe eines Schreibkopfes die Daten geschrieben.

Eine normale Festplatte enthält in der Regel mehrere solche Datenscheiben, die auf einer drehbaren Achse (Spindel) fest montiert sind. Die starre Montage ist wichtig um einen reibungslosen, erschütterungsfreien Lauf zu ermöglichen. Die feine Mechanik kann durch kleinste Störungen beeinträchtigt oder gar unbrauchbar gemacht werden. Dreht sich die Spindel mit den Datenscheiben, kann auf die Datenscheiben mit einem Lese- und Schreibkopf zugegriffen werden. Um die Drehung zu erzeugen ist also ein Motor notwendig.
Die Datenspeicherung auf der Platte erfolgt in gleichmäßigen konzentrischen Kreisen, den sogenannten Spuren. Diese Spuren sind unterteilt in Cluster die wiederum aus mehreren Sektoren bestehen.
Sektoren sind üblicherweise 512 Byte groß. Obwohl selbstverständlich die magnetischen Zustände Nullen und Einsen, also Bits, darstellen, ist für den Lesekopf der Sektor die elementare Einheit, denn es werden stets komplette Sektoren gelesen und nicht einzelne Bits.
Aus der Technik der Festplatten ergibt sich eine weitere Gruppierung, die der Zylinder. Die Datenscheiben sind parallel angeordnet, so dass Spuren gleichen Durchmessers übereinander liegen. Vorweg gegriffen sei der Umstand, dass Lese- und Schreibköpfe stets als Set und nicht einzeln bewegt werden, also notwendigerweise übereinander liegen. Aus diesem Umstand ergibt sich die sinnvolle Zusammenfassung übereinanderliegender Spuren zu Zylindern.
Tatsächlich werden zusammenhängende Daten so gespeichert, dass zunächst Zylinder gefüllt werden. Auch der Defragmentierungsprozess versucht dies zu erreichen.