Die Festplatte (englisch hard disk drive = HDD) ist seit langem das hauptsächliche Speichermedium in Computern. Ab 1988 kamen die bis heute üblichen 3,5" Festplatten mit exakt 100mm Breite und ca. 145mm Länge auf den Markt. Daneben gibt es kleinere Baugrößen für Notebooks, mp3-Player und externe Speicher. Es gibt Festplatten mit SCSI, IDE oder SATA Anschlüssen. Im Laufe der Jahre haben sich die 3,5" Harddisks äußerlich kaum geändert aber eine enorme Steigerung ihrer Speicherkapazität von 20 Megabyte auf 1000 Gigabyte erfahren. Die Entwicklung ist noch nicht abgeschlossen, doch steht eine Ablösung dieses für heutige Verhältnisse relativ großen Speichertyps an.

Die ist kein High-Tech Plattenspieler sondern ein geöffnetes Festplattengehäuse.

Eine 6 GB Festplatte neben einer 1 Gb Speicherkarte. Festplatten in gleichen Gehäuseformat fassen inzwischen (09-2007) bis zu 1000 Gigabyte. Die SD-Karten gibt es bis 8 Gb. Die 'großen' Festplatten werden demnächst von miniaturisierten Speichern abgelöst. Die Festplatte enthält Scheiben, auf denen Daten gespeichert und gelesen werden können. Dazu bewegen sich Schreib-/Leseköpfe an einem Arm über die Scheiben.

Fotos: © Thomas Gade


Eine Festplatte ähnelt einem Plattenspieler. Die Schallplatte dreht sich. Dabei schleift eine Nadel an einem beweglichen Arm durch eine spiralförmige Rille. Mit bloßem Auge lassen sich einzelne Musikstücke von den Pausen unterscheiden. In einer Festplatte dreht sich ebenfalls eine Scheibe. Ein Arm bewegt einen Datenlese- und -schreibkopf über die Platte. Festplatten sind stoßempfindlich. Sie werden im Betrieb warm bis heiss und sollten im Luftstrom gekühlt werden.

Der Speicher in einer Festplatte ist in Sektoren mit festem Fassungsvermögen aufgeteilt. Das passiert beim Formatieren. Ein Sektor ist 512 byte groß. Die kleinste Speichereinheit der Festplatte besteht aus mehreren Sektoren und heißt Cluster. Die Festplatte benötigt eine Tabelle, in der festgehalten wird, welche Dateien oder Dateiteile sich in welchen Clustern befinden. Beim FAT32 System heißt die Tabelle 'File allocation table' (daher FAT). Darin steht, wo sich der erste Teil einer Datei befindet. Die Posititon der in anderen Clustern befindlichen Teile wird jeweils als Information beim vorherigen Dateifragment gespeichert. Das NTFS System hat eine umfangreichere Datenbank, in welche die Position jedes Dateifragments eingetragen ist. Da die benötigten Dateien fast nie in nebeneinanderliegenden Clustern gespeichert sind, wird der Arm mit dem Datenlesekopf häufig hin und her bewegt.

Defragmentieren

Prinzipiell speichert der Computer die Dateifragmente in nebeneinanderliegenden Clustern ab. Doch je voller die Platte ist, desto seltener gelingt das. Auch gibt es parallele Schreibprozesse, z. B. mehrere gleichzeitige Downloads, neben gleichzeitig erzeugten temporären Dateien und Datenbanken, die allmählich wachsen. Daher werden die Dateifragmente nicht aneinander gereiht. Zudem enstehen durch Löschvorgänge Lücken, die neu beschrieben werden. Mit der Zeit werden Dateifragmente immer wirrer auf die Festplatte verteilt, wodurch die Zugriffszeit ansteigt.

Ein Defragmentierprogramm hat die Aufgabe, die Dateifragmente von einzelnen Dateien aneinanderzureihen und möglichst alle Daten ohne Lücken zusammenzulegen. Dadurch erhöht sich die Geschwindigkeit beim Lesen der Daten. Die Anzahl der Festplattenzugriffe durch einen hin und her springenden Arm wird reduziert. Dafür gibt es Defragmentierungsprogramme. Unter Windows 95 bis Millenium funktionierte Speed Disk von Norton sehr gut. Schneller als mit dem Programm konnte man das Datenpuzzle nicht aufräumen. Doch haben sich die Zeiten geändert. Die Defragprogramme für Windows XP sind viel langsamer. Zudem haben die Festplatten immer größere Kapazitäten. Haben Sie schon mal einen Defragmentierungsvorgang für eine halbvolle 200 GB große Partition, auf die häufig zugegriffen wird, gestartet? Das dauert zwischen Stunden bis mehreren Tagen. Je größer die Festplatten werden, desto länger dauert das Aufräumen und Defragmentieren von Dateien, die in mehrere Einzelteile gestückelt verstreut gespeichert wurden. Wer häufig parallel mehrere Daten aus dem Internet saugt, muss mit vielen fragmentierten Daten rechnen, da die Bestandteile in kleinen Portionen ankommen. Um dem entgegenzuwirken, reservieren einige Downloadprogramme (falls möglich) gleich zu Beginn des Downloads eine zusammenhängende Speichermenge in der Größe der Gesamtdatei.

                            
Defragmentierungsprogramme zeigen die Situation in einer Partition mit kleinen Blöcken, die unterschiedlich gefärbt sein können. Die roten Blöcke stehen in diesem Beispiel für fragmentierte Dateien. Die weisse Blöcke verweisen auf Stellen, die nicht zum Speichern benutzt werden.

                            
So soll das Bild nach dem Defragmentieren aussehen. Die Daten werden zusammengeschoben; der freie Speicher wird ein großer zusammenhängender Block und es gibt keine fragmentierten Daten mehr.

Wie defragmentiert man richtig?

Die Pflege der Systempartition mit allen Programmen erfolgt mit einem Defragprogramm. Das kann ohne weiteres die windowseigene Lösung sein. Wichtig ist es, die Menge der Daten in der Partition C (üblichweise dem System vorbehalten) so gering wie möglich zu halten, um den Aufräumvorgang einigermaßen schnell zu erledigen. Mit Hinblick auf diesen Vorgang soll eine Systempartition relativ klein sein. 10 bis 30 Gigabyte reichen vollkommen, um viele Programme mit den benötigten Komponenten zu installieren, wenn eine zweite ähnlich große Partition für die Auslagerungsdateien und sonstigen temporären Dateien der Programme vorhanden ist. (Tipp: Temporäre Dateien nicht auf C speichern!)

Das herkömmliche Defragmentieren ist für große Festplatten, bzw. große Partitionen, praktisch unbrauchbar, weil das Verfahren einfach zu lange dauert und es die Festplatten extrem belastet. Da (externe) Festplatten billig sind, macht man das anders. Man kopiert den Inhalt einer Partition auf eine andere Festplatte, formatiert das Ursprungsvolumen und schiebt die Daten wieder zurück. Dabei passiert genau das, wofür das Defrag-Programm viele Stunden benötigt. Die Dateien bzw. die Dateiteile werden schön aneinander gereiht.

Das funktioniert so einfach nicht für die Systempartition, auf der das Betriebssystem und die installierten Programme vorhanden sind. Aus diesem Grunde ist es ratsam, die Systempartition sowie die Menge der Daten und die Anzahl der Ordner, die von Programmen benutzt werden, um die sogenannten temporären oder cache-Dateien zu speichern klein zu halten. Wie wir beim nächstfolgenden Punkt sehen, ist das mittlerweile nicht so einfach.

Überflüssige Dateien / August-2007

Partitionsmanagement/ August-2007