Computerhardware: FDD

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Der wohl bekannteste magnetische Datenträger ist die Floppydisk. Der seltsame Name stammt aus Zeiten, in denen die Datenträger noch biegsam waren. Das Diskettenlaufwerk (Floppy Disk Drive) wird mit FDD abgekürzt.

Inhaltsverzeichnis 1 Funktionsweise 1.1 Schreiben 1.2 Lesen 2 Aufbau der Diskette 3 Aufbau des Diskettenlaufwerks 4 Vorteile, Nachteile und Alternativen

[Bearbeiten] Funktionsweise

[Bearbeiten] Schreiben

Disketten benutzen die Methode der elektromagnetischen Speicherung. Das Grundprinzip arbeitet folgendermaßen: Wenn Strom durch einen elektrischen Leiter fließt, erzeugt er ein magnetisches Feld. Dieses Feld kann je nach Stromrichtung verschiedene Wirkungsrichtungen haben und beeinflusst alle magnetischen Materialien in Reichweite. Beim Diskettenlaufwerk heißt der stromdurchflossene Leiter „Schreibkopf“.

Die Diskette ist mit einer magnetischen Oberfläche versehen, auf der der Schreibkopf aufliegt. Ändert man die Stromrichtung am Schreibkopf, ändert sich die Magnetisierung der Oberfläche. Die Magnetisierung bleibt erhalten, auch wenn man den Schreibstrom abschaltet.

Wenn sich die Diskette unter dem Schreibkopf dreht, entsteht ein Bitmuster aus verschieden magnetisierten Bereichen. Die Übergänge zwischen diesen Bereichen mit unterschiedlicher Polarität – also die Stellen, wo die Magnetisierung wechselt – nennt man Flussumkehr. Diese Stellen sind die eigentlichen Informationsträger.

Man kann jeder Flussumkehr den Wert 1 zuordnen und Stellen ohne Flussumkehr mit 0 werten.

[Bearbeiten] Lesen

Beim Lesen einer Diskette wird ein weiteres Phänomen genutzt: die Induktion. Wenn ein Leiter in ein veränderliches Magnetfeld gerät, entsteht ein Stromfluss in diesem Leiter.

Man verwendet den Schreibkopf gleichzeitig als Lesekopf. Wenn sich der Datenträger am Lesekopf vorbeidreht, erzeugt jede Flussumkehr (jeder Wechsel der Magnetisierung) einen Spannungsimpuls, der verstärkt und ausgewertet wird.

Die magnetische Speicherung hat einen grundsätzlichen Nachteil: Die Datenträger sind anfällig gegenüber Magnetfeldern. Selbst kleine Felder können zu Veränderungen der magnetischen Ausrichtung auf dem Medium führen und somit die Daten beschädigen. Sogar das extrem schwache Erdmagnetfeld verändert über Jahre die magnetische Ausrichtung auf einem solchen Datenträger. Bei aufgewickelten Magnetbändern beispielsweise reicht das Magnetfeld einer Schicht bis in die darüber- und daruntergewickelte Schicht. Deshalb muss man bespielte Datenbänder alle ein bis zwei Jahre umwickeln, damit die aufgezeichnete Information sich nicht zerstört.

[Bearbeiten] Aufbau der Diskette

Die ersten Disketten waren 8 Zoll groß, spätere Disketten maßen 5,25 Zoll. Das englische Wort „Floppy“ bedeutet schlapp bzw. biegsam. Tatsächlich waren die Disketten biegsam und empfindlich. Diese alten Disketten sind inzwischen ausgestorben. Sofern heute noch Disketten verwendet werden, sind sie 3,5" Zoll groß (etwa 10 cm). Sie werden beidseitig beschrieben und haben eine Kapazität von 1,44 MByte. Sie stecken in einer steifen Hülle und sind nicht mehr „floppy“. Das Innere einer Diskette besteht aus einer flexiblen Plastikscheibe, auf die eine magnetische Schicht (z. B. Eisenoxid) aufgetragen wird. Die Hülle der Diskette ist mit einem weichen Vlies ausgekleidet. In der Hülle ist beidseitig ein Schlitz für die Magnetköpfe. Der Schlitz wird durch einen flexiblen Schieber verdeckt.

[Bearbeiten] Aufbau des Diskettenlaufwerks

Wenn man eine 3,5" Diskette in das Laufwerk einschiebt, wird über einen Mechanismus aus Hebeln und Federn die Schutzklappe der Diskette beiseite geschoben und anschließend werden die Köpfe auf die Magnetscheibe abgesenkt.

Bei einer Lese- oder Schreibanforderung werden zwei Motoren aktiv. Der erste Motor, der „Spindelmotor“, befindet sich an der Unterseite des Laufwerks und dreht die Magnetscheibe mit 300 U/min.

Der zweite Motor ist ein Schrittmotor. Er bewegt die Magnetköpfe (je einer über und unter der Diskette) auf die benötigte Spur.

Die beiden Magnetköpfe schleifen ständig auf der Oberfläche der Diskette. Der Motor läuft nur bei Bedarf an. Eine Zeitschaltung im BIOS sorgt dafür, dass bei Nichtbenutzung des Laufwerks der Spindelmotor nach einigen Sekunden abgeschaltet wird.

[Bearbeiten] Vorteile, Nachteile und Alternativen

Vorteile:

• unkomplizierte Handhabung
• einfacher und robuster Schreibschutz
• günstige Medien
• noch recht weit verbreitet
• Im Unterschied zu USB-Sticks muss man sie nicht abmelden.

Nachteile:

• Der 1,44-MB-Standard ist durch die geringe Speicherkapazität kaum noch zeitgemäß.
• Bei Notebooks verzichten die Hersteller fast ausnahmslos auf das Diskettenlaufwerk - es ist zu groß und braucht zu viel Strom. Bei stationären Computern wird immer seltener ein Diskettenlaufwerk eingebaut.
• Defektanfällig. Für mittel- und langfristige Datensicherung sind Disketten ungeeignet.

Preis:

• Ein internes Laufwerk kostet etwa 10 Euro. Heutige Hauptplatinen haben fast ausnahmslos einen Anschluss für ein Floppylaufwerk. Ein Anschlusskabel liegt jeder Hauptplatine bei.
• Ein externes Floppy mit USB-Anschluss kostet etwa 30 Euro. Der Vorteil: Es kann an mehrere PCs angesteckt werden, auch an ein Notebook.

Alternativen:

• Es gibt Diskettenlaufwerke mit 2,88 MB, die aber äußerst selten verwendet werden.
• ZIP-Laufwerke mit 100, 250 oder 750 MB Kapazität sind inzwischen aus der Mode gekommen.
• LS120-Laufwerke mit 120 MB Kapazität (LS = Laser Servo). Sie arbeiten mit magnetischer Aufzeichnung, aber die Positionierung des Kopfes erfolgt mit Laser-Unterstützung. Die LS120 Laufwerke können auch mit den klassischen 1,44 MB Disketten arbeiten! Es gibt sie nur intern mit IDE-Interface. Sie haben nur geringe Verbreitung erreicht und werden nicht mehr verkauft.
• CD-Brenner und DVD-Brenner haben eine hohe Kapazität und recht gute Haltbarkeit der Medien. Allerdings ist der Zeitaufwand für das Schreiben (und das spätere Löschen der Scheibe) bei einer kleinen Datenmenge relativ hoch. Für Datenweitergabe mittels CD-R beste Eignung, da CD-Laufwerke faktisch überall vorhanden und Medien günstig sind. Für schnelle Datensicherung zwischendurch mittels DVD-RAM sehr gut geeignet, da Wechsellaufwerk-ähnliches Verhalten (einfach und sehr sicher).
• USB-Memory-Sticks. Für den schnellen Datenaustausch zwischen Rechnern sind sie oft die erste Wahl. Windows 2000 und neuere Betriebssysteme erkennen Memory-Sticks ohne jegliche Treiberinstallation. Um jemandem eine Datei samt Datenträger zu überlassen, sind sie noch zu teuer.