Festplattengeometrie

Unter der Geometrie einer Festplatte versteht man die Einteilung einer Festplatte in Zylinder, Köpfen und -> Sektoren1). Die Daten einer Festplatte (oder auch Diskette) werden in Sektoren (bzw. Datenblöcken) mit einer festen Größe von 512 Byte (bzw. 4096 Byte bei Advanced Format Platten) untergebracht. Ein Sektor ist die kleinste logische Einheit einer Festplatte, er befindet sich auf einem bestimmten Zylinder, wobei der Zylinder sowohl die Spur auf der Scheibe, wie auch den Kopf bzw. die Scheibe adressiert.

Dabei wurde früher durch das »CHS« Verfahren (Cylinder → Head → Sector)2) quasi ein dreidimensionales Koordinatensystem mit der Nummer des Zylinders, der Nummer des Kopfes und der Nummer des Sektors angesprochen. Diese Art der Adressierung bedingt aber eine gleiche Anzahl an Sektoren pro Spur bzw pro Zylinder, wie in der Grafik rechts dargestellt. Dadurch ist der Verschnitt aber recht hoch, da auf den äußeren Spuren natürlich mehr Sektoren Platz finden würden als auf den inneren. Des Weiteren ist die Adressierung dadurch begrenzt, dass pro Einheit nur ein Byte zur Verfügung steht, respektive wurden den Sektoren zwei Bit geklaut und den Zylindern zugeschrieben, welche somit 10 Bit zur Adressierung zur Verfügung hatten. Das macht dann im Gesamten jeweils ein Maximum von 255 Heads, 63 Sektoren und 1024 Zylindern, was bei einer Sektorgröße von 512 Byte eine gesamt adressierbare Festplattengröße von knapp 8 GiB ergibt (255 * 63 * 1024 * 512 Byte). Für heutige Festplattengrößen nahezu verschwindend wenig.

Das ganze zeigt »fdisk« auf eine Festplatte losgelassen auch an:

# fdisk -l /dev/sda

Disk /dev/sda: 10.7 GB, 10737418240 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 1305 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00055c70

Die 1305 Zylinder kommen daher, dass »fdisk« die benötigte Anzahl Zylinder aus der Gesamtgröße der Festplatte errechnet:

10737418240 / 512 / (63 * 255) = 1305,41674…

»fdisk« nimmt hier nur den ganzzahligen Wert, weil Zylinder eben nur ganzzahlig vorkommen können.

Aus diesem Mangel heraus wurde schon recht früh (Anfang der 80er) ein neues Adressierungsverfahren entwickelt, welches von IBM und Microsoft Anfang der 90er dann quasi zur Serienreife gebracht wurde. Mit dem -> »LBA«3) Verfahren (Logical Block Address)4) werden nun die Sektoren der Reihe nach, komplett unabhängig von der Festplattengeometrie, von außen nach innen durchnummeriert. Damit ist es zum Einen möglich auf der äußeren Spur mehr Sektoren unterzubringen, wie auf den inneren und zum Anderen können wesentlich mehr Sektoren adressiert werden.



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pronto 2011/02/12 23:41

it/hd_geometrie.txt (8702 views) · Zuletzt geändert: 2013/01/28 10:16 von wikisysop
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