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Hintergrundinformation: CHS/LBA bei Festplatten

Physikalischer Aufbau

Eine Festplatte besteht aus mehreren speziell beschichteten Aluminiumscheiben. Die Beschichtung kann magnetisiert werden und dadurch Daten speichern, ganzähnlich wie ein Tonband Musik speichert. Zum Schreiben und Lesen gibt es die Schreib/Leseköpfe (oder einfach Köpfe), für jede beschichtete Scheibenseite einen. Diese Köpfe sind alle zusammen wie die Zinken eines Kammes an einem Arm befestigt, der sie gemeinsam (in radialer Richtung)über bzw. zwischen den Scheiben bewegen kann. Die Bewegung erfolgt in sehr exakten Schritten, so daß alle Köpfe auf ganz bestimmten Positionenüber den Oberflächen der Scheiben gehalten werden. Durch die Drehung der Scheiben beschreibt jeder Kopf eine kreisrunde Spur. Weil sich alle Scheiben gemeinsam drehen und die parallelen Köpfe jeweils genau übereinanderliegende Spuren zeichnen, werden alle Spuren, die bei einer bestimmten Position des Kammes durch die Köpfe beschrieben werden, als Zylinder bezeichnet.

Um einen möglichst schnellen und direkten Zugriff auf die Daten zu ermöglichen, werden die Spuren nicht kontinuierlich beschrieben. Der Festplattencontroller richtet beim Formatieren Sektoren ein, in denen jeweils 512 Bytes Platz haben. Diese Sektoren können einzeln "adressiert" werden, was bedeutet, daß jeder Sektor einzeln gelesen und beschrieben werden kann. Die Betriebssysteme verwalten aber in der Regel immer zwei Sektoren gemeinsam als einen Block von 1024 Bytes.

Addressierungsmöglichkeiten

Um auf einen bestimmten Sektor bzw. Block auf der Festplatte zuzugreifen, muß er adressiert werden.
CHS für Cylinder, Head , Sector
Aus der physischen Anordnung der Sektoren auf der Festplatte ergibt sich auf natüliche Art ein Koordinatensystem aus Zylindern, Köpfen und Sektornummern (CHS fü Cylinder, Head , Sector).
LBA (Lineare Block Adressierung)
Eine alternative Methode zur Identifikation eines bestimmten Datensektors auf der Festplatte ist die Lineare Block Adressierung (LBA), bei der alle Sektoren mit 0 beginnend hochgezählt werden.
Beispiel:
  Disk /dev/hda: 255 heads, 63 sectors, 1232 cylinders
  Units = cylinders of 16065 * 512 bytes
Steigen wir in die Tiefen der Bits und Bytes ab. Das CHS-Format wird durch 3 Bytes dargestellt, z.B.: 14 Bits fü die Zylindernummer (2^14 = 16384), 4 Bits fü die Köpfe (2^4 = 16) und 6 Bits fü die Sektoren (2^6 = 64). Ein auf CHS aufbauendes BIOS rechnet jedoch mit einer anderen Aufteilung: 10 Bits Zylinder (2^10 = 1024), 8 Bits Köpfe (2^8 = 256) und 6 Bits Sektoren (2^6 = 64), wodurch letztlich die gleiche Anzahl an Sektoren adressierbar ist (1024*256*64*521 = 8Gb).
WJ 1999 RW Informatik- und Netzwerkverein Ravensburg e.V