5.1.1. Disk Platten

Das rotierende Medium, das von fast allen Massenspeichergeräten verwendet wird, besteht aus einer oder mehreren flachen, kreisförmigen Platten. Die Platte kann aus einer Vielzahl verschiedener Materialien, wie zum Beispiel Aluminium, Glas oder Polycarbonat bestehen.

Die Oberfläche jeder Platte wird speziell für das Speichern von Daten bearbeitet. Die genaue Behandlung hängt von der Art der zu verwendenden Datenspeichertechnologie ab. Die am häufigsten eingesetzte Methode basiert auf Magnetismus; in diesen Fällen sind die Platten mit einem Mischpräparat beschichtet, welches gute magnetische Charakteristiken aufweist.

Eine weitere häufige Methode der Speichertechnologie basiert auf optischen Prinzipien. In diesem Fall sind die Platten mit Materialien beschichtet, deren optische Eigenschaften geändert werden können, sodass Daten hierauf optisch[1] gespeichert werden können.

Egal welche Technologie benutzt wird, es werden bei allen diesen Speichertechnologien die PLatten gedreht, was der gesamten Oberfläche erlaubt, an einer anderen Komponente vorbeizustreichen — dem Daten-Lese/Schreib-Gerät.

5.1.2. Daten Schreib-/Lesegerät

Das Daten-Lese/Schreib-Gerät ist die Komponente, welche die Bits und Bytes eines Computersystems in optische oder magnetische Variationen umwandelt, die zur Kommunikation mit den Materialien, welche zur Beschichtung der Platten verwendet worden sind, notwendig sind.

Manchmal sind die Bedingungen, unter denen diese Geräte arbeiten müssen, geradezu eine Herausforderung. So müssen zum Beispiel für magnetische Speichergeräte die Lese-/Schreib-Geräte (auch als Köpfe bezeichnet) sich in sehr geringem Abstand zur Oberfläche der Platte befinden. Wenn sich jedoch Köpfe und Platte berühren, würde die daraus resultierende Reibung schweren Schaden an Kopf und Platte anrichten. Aus diesem Grund sind die Oberflächen von Köpfen und Platten sorgfältig poliert und die Köpfe verwenden den von der sich drehenden Platte entstehenden Luftdruck, um über der Plattenoberfläche zu "schweben"; in einer Höhe, die geringer ist als die Dicke eines menschlichen Haares. Deswegen sind magnetische Festplatten so anfällig für Erschütterungen, plötzliche Temperaturänderungen und jegliche durch Luft übertragene Verschmutzung.

Die Probleme, die bei optischen Köpfen auftauchen können, unterscheiden sich von denen für magnetische Köpfe — hier müssen die Köpfe sich in einem relativ konstanten Abstand zur Oberfläche der Platte befinden. Ansonsten können die Linsen, die auf die Platte gerichtet sind, kein ausreichend scharfes Bild produzieren.

In beiden Fällen verwenden die Köpfe jedoch nur einen Bruchteil der Plattennoberfläche für das Speichern der Daten. Indem sich die Platte unter den Köpfen dreht, nimmt dieser Teil der Oberfläche die Form einer sehr dünnen kreisförmigen Linie an.

Dies würde jedoch bedeuten, dass mehr als 99% der Plattenoberfläche verschwendet würden. Man könnte zusätzliche Köpfe über der Platte installieren, um die Oberfläche voll auszunutzen, wobei hierfür mehr als tausend Köpfe eingesetzt werden müssten, um die gesamte Oberfläche abzudecken. Was benötigt wird, ist eine Methode, mit der die Köpfe über die gesamte Oberfläche der Platte bewegt werden können.

5.1.3. Zugriffsarme

Indem man den Kopf an einem Arm befestigt, der über die gesamte Oberfläche der Platte schwebt, ist es möglich, diese in vollem Umfang für die Datenspeicherung zu verwenden. Der Zugriffsarm muss jedoch zwei Dinge können:

• Sich sehr schnelle bewegen

• Sich sehr genau bewegen

Der Zugriffsarm muss sich so schnell wie möglich bewegen können, da jegliche Zeit, die zum Bewegen des Arms von einer Position zur nächsten benötigt wird, verschwendete Zeit ist. Dies liegt daran, dass keine Daten geschrieben werden können, solange sich der Arm noch in Bewegung befindet[2].

Der Zugriffsarm muss sich mit großer Präzision bewegen, da wie bereits erwähnt die vom Kopf abgetastete Oberfläche sehr klein ist. Aus diesem Grund wird zur effizienten Nutzung der Speicherkapazität der Kopf gerade nur soweit bewegt, dass sichergestellt wird, dass Daten in der neuen Position keine Daten überschreiben, die in der vorhergehenden Position geschrieben worden sind. Hieraus resultiert der Effekt der Aufteilung der Plattenoberfläche in tausende, konzentrische "Ringe" oder Tracks. Die Bewegung des Zugriffsarms von einem Track zum nächsten wird häufig als Seeking bezeichnet und die hierfür benötigte Zeit als Seek-Time oder Suchzeit.

Gibt es mehrere Platten (oder eine Platte, bei der beide Seiten für die Datenspeicherung verwendet werden), sind die Arme für jede Oberfläche übereinander "gestapelt" angebracht; es kann also simultan auf den selben Track auf jeder Oberfläche zugegriffen werden. Könnten die Tracks für jede Oberfläche bildlich dargestellt werden, mit dem Zugriff statisch über einem Track, so würden diese übereinander gestapelt in der Form eines Zylinders erscheinen. Aus diesem Grund werden die Tracks, auf die an einer bestimmten Position der Zugriffsarme zugegriffen werden kann, als Zylinder bezeichnet.