Schreibe uns ein Kommentar
SfdvW - 108 - Datenträger
Informationsbegriff
Information https://de.wikipedia.org/wiki/Information
Information ist in der Informationstheorie das Wissen, das ein Absender einem Empfänger über einen Informationskanal vermittelt.Daten https://www.duden.de/rechtschreibung/Daten
elektronisch gespeicherte Zeichen, Angaben, InformationenZeichen, die eine Information darstellen -> 0,1 Bits, Alphabet, etc.Bestand meist inhaltlich zusammengehöriger Daten, der auf einem Datenträger oder Speichermedium gespeicherteindimensionale Aneinanderreihung von https://de.wikipedia.org/wiki/BitBit ist eine Wortkreuzung aus binary digit – englisch für „binäre Ziffer“ oder auch BinärzifferDateiformat https://de.wikipedia.org/wiki/Dateiformat
offene Dateiformateproprietäre DateiformatenSpeichermedien:
Lochkarte https://de.wikipedia.org/wiki/Lochkarte
lochkartengesteuerte WebstühleDrehorgelnSchallplatte https://de.wikipedia.org/wiki/Schallplatte
https://de.wikipedia.org/wiki/Voyager_Golden_RecordMagnetbänder https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetband
einer langen, schmalen Folie aus Kunststoff, die mit einem magnetisierbaren Material beschichtetDrahtaufzeichnungsgeräte noch bis in die 1970er in Satelliten und anderen unbemannten Raumschiffen Verwendungausschließlich sequentiellen Zugriffeine Sammlung von adressierbaren Datenblöcken
512 Bytes = 2^9 oder 4.096 Bytes = 212https://de.wikipedia.org/wiki/Festplattengeometrie
https://de.wikipedia.org/wiki/Zylinder-Kopf-Sektor-Adressierung
die Kopfnummer der Höhe, die Zylindernummer dem Radius, die Sektornummer dem Winkelfrüher per Hand eingestelltmehr Sektoren auf den Außenbahnen https://de.wikipedia.org/wiki/Zone_Bit_RecordingFesplatten Kopf-Fahrwege: https://youtu.be/SZ0xXI9kvPo
https://youtu.be/SZ0xXI9kvPo?t=1907https://de.wikipedia.org/wiki/Logical_Block_Addressing
Blöcke einfach gezählt, beginnend mit NullFestplatten haben eigene KontrollerTypische Grenzen sind 504 MiB, 8 GiB, 32 GiB, 128 GiB. Die 128-GiB-Grenze resultiert aus der Verwendung von 28-Bit-LBA,Kontinuierliche Speicherung (aufsteigend hintereinander)
Vorteile:minimale Positionierungszeitschneller Zugriff auf bestimmte Dateipositionz.B. bei CD-RomsNachteile:Problem des freien Platzes,Fragmentierung,Größe bei neuen Dateien nicht immer bekannt, Erweitern schwierig
Verkettete Speicherung (am Ende des Blocks verweis auf Folgeblock)
z.B. C64 und auch FATDatei kann wachsen uns schrumpfenAdressen brauchen Platz! VerzeigerungFehleranfälligkeitSchlechter direkter Zugriff (viele Sprünge)aufwendige SucheIndiziertes Speichern z.B. Inodes usw.
https://de.wikipedia.org/wiki/Programmed_Input/Output
Regelwerk zur Steuerung des Datenaustauschs zwischen dem Prozessor und den PeripheriegerätenNachteil Zwischenschritt bis zum Arbeitsspeicherhttps://de.wikipedia.org/wiki/Speicherdirektzugriff
Direct Memory Access (DMA) bezeichnet in der Computertechnik eine Zugriffsart, die über ein Bussystem direkt auf den Speicher zugreiftseparaten Baustein wie zum Beispiel den 8237 oder den 8257 von Intel.Remote Direct Memory Access auch über Netzwerkverbindungen möglich z.B. bei NFShttps://de.wikipedia.org/wiki/Small_Computer_System_Interface
1986 wurde die SCSI-Spezifikation als X3.131-1986 von der ANSI standardisiertFestplatten und Bandlaufwerken genutzt, auch Scannern und optische LaufwerkenHeute definiert SCSI zusätzlich zu Parallel SCSI (SPI) weitere Übertragungswege, wie Serial Attached SCSI (SAS), Fibre Channel und iSCSI.SAS heute so gut wie ausschließlich in Servern SAS Platten mittels bsp. HBA oder RAIDATA Festplatten (WD 1984 IDE danach als ATA-1 ATA-2 etc danach PATA )
- https://de.wikipedia.org/wiki/ATA/ATAPI
- (IBM) A(dvanced) T(echnologie) Attachment
ATA-1 (1989–1999, ANSI X3.221-1994)Gleichzeitige Ansteuerung von maximal zwei Festplatten mit einer Übertragungsrate von bis zu 8,3 MB/sinkl. DMAATA-2 (1994–2001, ANSI X3.279-1996)PIO-Modus 3: 11,1 MB/s; PIO 4: 16,6 MB/sDMA-Modus 1: 13,3 MB/s, Modus 2 (DMA 2): 16,6 MB/s (ab hier immer Multi Word)ATA/ATAPI-6 (seit 2000, ANSI NCITS 361-2002)2^28 · 512 Byte = 128 GiB auf 2^48 · 512 Byte = 134.217.728 GiB (≈ 144.115.188 GB) = 128 PiB erhöhtSerial ATA (Serial AT Attachment)
Daten werden seriell übertragen (Bit für Bit) und nicht, wie bei den alten ATA-Standards, in 16-Bit-Wörternhöhere Datentransferrate, vereinfachte Kabelführung und die Fähigkeit zum Austausch von Datenträgern im laufenden Betrieb (Hot-Plug)SATA zudem in Konkurrenz zu USB, FireWire und ThunderboltMit 10 Leitungsbits werden 8 Bit Daten übertragenSata-1 1,2 Gbit/sSata-2 2,4 Gbit/sSata-3.0 4,8 (600 MB/s).https://de.wikipedia.org/wiki/PCI_Express
alles schneller und besserGegensatz zum parallelen PCI-Bus kein geteiltes (shared) Bus-Systemfür jedes Gerät dedizierten Punkt-zu-Punkt-:)https://de.wikipedia.org/wiki/Solid-State-Drive
https://de.wikipedia.org/wiki/Nichtfl%C3%BCchtiger_Datenspeicherkeine beweglichen Teileunempfindlich gegen Stöße, Erschütterungen und Vibrationen.kürzere Zugriffszeiten und arbeiten geräuschlosbenötigt weniger Stromproduziert weniger Abwärmehttps://de.wikipedia.org/wiki/Master_Boot_Record
Beschränkt Festplatten auf 2 TiBhttps://de.wikipedia.org/wiki/GUID_Partition_Table
Spezifikation ist Teil des UEFI-Standards ersetzt zunehmend https://de.wikipedia.org/wiki/BIOSDAS Dateisysteme
https://de.wikipedia.org/wiki/Direct_Attached_Storage
Dateisystem https://de.wikipedia.org/wiki/DateisystemCRUD Create, Read, Update, Delete https://de.wikipedia.org/wiki/CRUDauch MetadatenZeitpunkt der DateierstellungBesitzer der Dateieffiziente OrganisationDateisystemspezifikation von einem Treiber https://de.wikipedia.org/wiki/Ger%C3%A4tetreiber(Kernel)Programm im UserspaceSingle Disk
FAT https://de.wikipedia.org/wiki/File_Allocation_Tableist eine Art Tabelle fester Größe, in der über die belegten und freien Cluster eines FAT-Dateisystems Buch geführt wird.Ein Cluster ist die aus einem oder mehreren Sektoren bestehende Zuordnungseinheit, die von einer Datei belegt werden kann.Cluster existiert ein Eintrag in der FATexistieren in der Regel zwei Kopien der FATAcht Zeichen für den Dateinamen und drei Zeichen für die Dateinamenserweiterung https://de.wikipedia.org/wiki/8.3NTFS https://de.wikipedia.org/wiki/NTFS
TFS ist ein proprietäres Dateisystem von Microsoft für alle Betriebssysteme der Windows-NT-Reihe (ab 1993). Die Abkürzung steht für New Technology File Systemgezielten Zugriffsschutz auf Dateiebene sowie größere Datensicherheit durch Journalingdas alle Änderungen vor dem eigentlichen Schreiben in einem dafür reservierten Speicherbereich, dem Journal, aufzeichnet https://de.wikipedia.org/wiki/Journaling-DateisystemDateigröße nicht wie bei FAT auf 4 GiB beschränktwerden bei NTFS alle Informationen zu Dateien in einer Datei (Konzept: alles ist in einer Datei), der Master File Table, kurz MFT gespeichert.Sehr kleine Dateien und Verzeichnisse werden in der MFT direkt abgespeichert.MFT ein fester Platz reserviert, falls voll wird woanders freier Speicher verwendet (Fragmentierung)Standardmäßig wird ein Bereich von 12,5 % der Partitionsgröße für die MFT reserviertDOS / Multics / Unix - Verzeichnisse
Unix-Konzept Everything is a file http://www.netzmafia.de/skripten/unix/unix1.html#1.5Normale DateienVerzeichnisseSpezialdatenenE/A GeräteMS-DOS ab Version 2.0) gibt es ebenfalls Gerätedateien: COM:, CON:, LPT:, PRN:
extended filesystemhttps://de.wikipedia.org/wiki/Ext2https://de.wikipedia.org/wiki/Ext3https://de.wikipedia.org/wiki/Ext4https://de.wikipedia.org/wiki/Jahr-2038-Problemhttps://de.wikipedia.org/wiki/Inode
ls -i Dateiname && stat DateinameDiese enthält die Metadaten der Datei und verweist auf die Daten der Datei beziehungsweise die Dateiliste des Verzeichnisses.Schrägstrich / (slash) begrenzten Namen ist genau ein Inode zugeordnetDieser speichert folgende Metainformationen zur Datei, aber nicht den eigentlichen Namen:Die Art der Datei (reguläre Datei, Verzeichnis, Symbolischer Link, …), siehe unten;die numerische Kennung des Eigentümers (UID, user id) und der Gruppe (GID, group id);die Zugriffsrechte für den Eigentümer (user), die Gruppe (group) und alle anderen (others);Die klassische Benutzer- und Rechteverwaltung geschieht mit den Programmen chown (change owner), chgrp (change group) und chmod (change mode). Durch Access Control Lists (ACL) wird eine feinere Rechtevergabe ermöglicht.verschiedene Zeitpunkte der Datei: Erstellung, Zugriff (access time, atime) und letzte Änderung (modification time, mtime);die Zeit der letzten Status-Änderung des Inodes (status, ctime);die Größe der Datei;den Linkzähler (viele Dateiennamen auf diesen verweisen);einen oder mehrere Verweise auf die Blöcke, in denen die eigentlichen Daten gespeichert sind.
https://de.wikipedia.org/wiki/Unixoides_System
MFS https://de.wikipedia.org/wiki/Macintosh_File_Systemnur ein Jahr, flat file system (keine Verzeichnisse :)HFS https://de.wikipedia.org/wiki/HFS_(Dateisystem)proprietäres Formatgut dokumentiert, deswegen oft zugreifbarmaximale Anzahl Dateien (65.536)Dateinamen bis zu einer Länge von 31 ZeichenHFS+ https://de.wikipedia.org/wiki/HFS_Plus1998 -2016APFS https://de.wikipedia.org/wiki/Apple_File_SystemVerwendung von Flash-Speicher wie SSDshttps://de.wikipedia.org/wiki/Copy-On-Writehttps://de.wikipedia.org/wiki/Schnappschuss_(Informationstechnik)#Massenspeicher„Fast Directory Sizing“„Atomic Safe-Save“Verschlüsselunghttps://www.macwelt.de/a/high-sierra-was-apfs-hevc-und-heif-bringen,3437774DAS Multiple Disk
RAID https://de.wikipedia.org/wiki/RAIDRedundant Array of Independent DisksHardware Raid vs. Software RaidRAID 0: Striping – Beschleunigung ohne RedundanzRAID 1: Mirroring – SpiegelungRAID 5: Leistung + Parität, Block-Level Striping mit verteilter ParitätsinformationJBOD https://de.wikipedia.org/wiki/RAID#JBODDAS Software Raid
Vorteil zum Hardware Raid, belegte und unbelegte Blöcke können unterschieden werden, was Wiederherstellungen deutlich effizienter machtbrauchen Host Bus Adapter https://de.wikipedia.org/wiki/Host-Bus-Adapter
LVM https://de.wikipedia.org/wiki/Logical_Volume_Manager
Windows: Basic and Dynamic Disks https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/fileio/basic-and-dynamic-disks?redirectedfrom=MSDN
Windows 10+: Storage Spaces in Windows 10 https://support.microsoft.com/en-us/windows/storage-spaces-in-windows-10-b6c8b540-b8d8-fb8a-e7ab-4a75ba11f9f2
ZFS (Zetta File System) https://de.wikipedia.org/wiki/ZFS_(Dateisystem)
https://de.wikipedia.org/wiki/Transaktionaler_Speicherhttps://cre.fm/cre049-das-zfs-dateisystemhttps://media.ccc.de/search/?q=ZFSgroße DateigrößenRaid und LVM inkludiertEncryptionDeduplicationprüfsummenbasierte Schutz vor Datenübertragungsfehlernzfs send / receive128-Bit Copy-On-Write-DateisystemSnapshots ohne Zeitverlusteher nicht so auf Windows https://superuser.com/questions/289189/access-a-zfs-volume-in-windows
BTRFS https://de.wikipedia.org/wiki/Btrfs
https://media.ccc.de/search/?q=BTRFSBtrfs mit der B-Baum-Struktur / https://de.wikipedia.org/wiki/B-Baumist ein immer vollständig balancierter Baum, der Daten nach Schlüsseln sortiert speichertkann binär sein, ist es aber hier nichtfreie Software unter GPLsehr ähnlich zu ZFS, geschaffen um dessen Lizenzprobleme zu umgehenGibts auch für Windowsbtrfs-convert, kann ext3- und ext4-Dateisysteme reversibel Konvertierenerweiterter Speicherbereich (264 Byte)effizientes Speichern kleiner Dateien und Verzeichnissedynamische InodesSchnappschüssemehrere SubvolumenDatenkompressionDateisystemcheck und Defragmentierung während des Betriebseffiziente interne inkrementelle DatensicherungCopy-On-WritePrüfsummen