IDE-Grundlagen

Von Sektoren und Zylindern

Festplatten speichern ihre Information auf rotierenden Magnetscheiben. Die Rotationsgeschwindigkeit moderner EIDE-Laufwerke liegt bei 5400 und 7200 U/min. Der Zugriff auf die Daten erfolgt berührungslos durch den Schreib-/Lesekopf, der in einer Höhe von wenigen µm über der Scheibenoberfläche schwebt. Die Positionierung übernimmt der Aktuator, der den Kopf bogenförmig über die Magnetscheibe führt. Zur Datenspeicherung werden je nach Festplattenkapazität eine oder beide Oberflächen verwendet. Entsprechend sind pro Scheibe einer oder zwei Köpfe erforderlich. Zudem sind oft mehrere Scheiben mit eigenem Schreib-/Leseköpfen übereinander platziert. Die Bewegung erfolgt durch den Aktuator immer parallel.

Die kleinste von außen lesbare Einheit der Festplatte ist ein Sektor. Je nach Formatierung besitzt er eine Länge von 512 (Standard), 1024 oder 4096 Bytes. Die Anordnung der Sektoren besteht aus konzentrischen Datenkreisen. Ein Kreis wird als Spur bezeichnet und von außen nach innen durchnummeriert. Der äußerste Kreis der Magnetplatte ist Spur 0. Alle Spuren sind weiter in die einzelnen Sektoren unterteilt. Um einen bestimmten Sektor zu lesen, muss der Magnetkopf auf die entsprechende Spur positioniert werden und warten, bis der zu lesende Sektor unter dem Kopf vorbeikommt.

Durch die Nutzung beider Oberflächen einer Scheibe sowie der Mehrscheibentechnik befinden sich Spuren mit gleicher Nummerierung stets übereinander. Sie werden als Zylinder bezeichnet. Ein Sektor ist somit eindeutig adressiert über: Sektornummer, Zylindernummer (Spur) und Kopfnummer (Plattenoberfläche). Diese Angaben ergeben die Geometrie einer Festplatte und spezifizieren ihre Laufwerksparameter.

Die Sektoren der Festplatte sind in einem festgelegten Format organisiert und bestehen aus Header und Datenfeld. Der Header enthält einen Datenseparator mit Informationen über das Kodierverfahren der Sektordaten. Die Zylinder-, Kopf- und Sektornummer sind ebenfalls im Header abgespeichert. Die Laufwerkselektronik kann damit nach der Positionierung des Schreib-/Lesekopfes verifizieren, ob sie den richtigen Sektor angesteuert hat. Das folgende Datenfeld des Sektors ist je nach Formatierung 512 (Standard), 1024 oder 4096 Bytes groß und wird mit einer Prüfsumme, die auf einem ECC-Verfahren basiert, abgeschlossen.