Jeder hat sie in seinem PC: die Festplatte. Aber was ist eine Festplatte eigentlich genau? Wir erklären euch den Aufbau und die Funktionsweise des Datenträgers anhand von Beispielen einfach und verständlich in unserem Ratgeber.
Eine Festplatte ist ein faszinierendes Stück Technik und der beliebteste Datenträger, wenn es darum geht, große Datenmengen zu speichern. Aber was eine Festplatte eigentlich?
Videotipp | So könnt ihr Festplatten formatieren
Was ist eine Festplatte?
Eine Festplatte, Hard Disk (HD) oder auch Hard Disk Drive (HDD) ist ein kleines rechteckiges Laufwerk, das an den Computer angeschlossen werden kann. Ihre Hauptaufgabe ist die Speicherung von Daten und Dateien. Das Unternehmen IBM hatte im Jahr 1956 die erste Festplatte entwickelt, die 3,75 MB Speicherkapazität und die Maße eines Kleiderschranks hatte (173 x 152 x 74 cm). Heute sind Festplatten als handliches 3,5- oder 2,5-Zoll-Laufwerk erhältlich, wobei 2 TB Speicherkapazität und darüber Standard sind.
Wie aber funktioniert eine Festplatte? Um das zu verstehen, muss man sich ihren Aufbau betrachten.
Aufbau einer Festplatte
Achtung: Schraubt eine Festplatte niemals auf. Innen befindet sich gereinigte Luft, die so gut wie Feinpartikel-frei ist. Wenn sie entweicht, funktioniert die Platte nicht mehr. Siehe auch Festplatte kaputt: Kann man die Daten noch retten?
Wenn man eine (defekte) Festplatte aufschraubt, sieht man eine oder mehrere „Scheiben“ (Platter), ähnlich wie ein alter Schallplattenspieler. Darauf befindet sich ein mechanischer Arm (Aktuator), an dem Schreib- und Leseköpfe angebracht sind. Der Aktuator positioniert die Köpfe, damit sie Dateien schreiben und lesen können. Dabei dreht sich die Festplatte mit Geschwindigkeiten um die 5400 bis 7200 Umdrehungen pro Minute (90 bis 120 Umdrehungen pro Sekunde). Durch die Umdrehungsgeschwindigkeit schwebt der Aktuator einige Mikrometer über der Platter-Oberfläche, damit er diese nicht zerkratzt.
Beispiel 1: Ihr kopiert eine sehr große Datei von 1 TB auf eure Festplatte. Wenn die Festplatte noch neu ist, fängt der Schreibkopf am Anfang an und schreibt die gesamte Datei nacheinander auf die Platte. Denn eine Festplatte schreibt, sofern möglich, immer sequentiell, also die Daten hübsch nacheinander – im Gegensatz zur SSD.
Beispiel 2: Wenn die Festplatte benutzt ist, wurden bereits Daten hinzugefügt und auch wieder gelöscht. Dadurch sind auf den Spuren der Festplatte „Lücken“ entstanden. Wenn ihr nun eine sehr große Datei auf die Platte kopiert, beginnt sie wieder die Datei zu schreiben, allerdings nur in die übrig gebliebenen Lücken.
Damit die Festplatte später noch weiß, wo alle „Stücke“ einer Datei liegen, benötigt sie einen Controller und einen kleinen, internen Speicher. Die dafür nötige Elektrotechnik, um die Festplatte und ihre Mechanik zu steuern, sitzt auf der Rückseite: Hier findet ihr eine kleine Platine, ähnlich wie einem Motherboard, wo der Cache- und Flash-Speicher sowie Motor- und Sata-Controller verbaut sind.
Info: Je „zerstückelter“ die Daten auf der Festplatte liegen, desto langsamer liest und schreibt sie Daten. Um die Dateien wieder zusammenhängend umzuordnen, könnt ihr die Festplatte defragmentieren.
Wie werden Daten gespeichert?
Auf der Oberfläche des Platters befindet sich eine Eisenoxid-Schicht. Diese wird durch kleine Magneten am Schreib- und Lesekopf- der Festplatte magnetisiert und verändert. Auf diese Weise können Informationen gespeichert und gelesen werden.
Hinweis: Und genau deshalb sollten auch starke Magneten von Festplatten ferngehalten werden, da die Daten sonst unwiederbringlich verloren gehen können.
In Windows selbst bekommt man davon nicht viel mit. Man hört nur das Anlaufen und Herunterfahren der Festplatte, wenn man den PC einschaltet, anhand eines leisen Surrens oder Fiepens.
