Partition (Informatik)

Partition (Informatik)

Unter einer Partition (lat. Partitio = „(Ein)teilung“) versteht man einen zusammenhängenden Teil des Speicherplatzes eines geeigneten physischen oder logischen Datenträgers. Partitionen sind voneinander unabhängig und können von Betriebssystemen wie physische Laufwerke behandelt werden. Man bezeichnet solche Partitionen daher auch als logisches Laufwerk. Die Verwaltung der gespeicherten Daten wird anschließend von Dateisystemen übernommen. Die meisten Dateisystemimplementierungen ordnen jedem logischen Laufwerk genau ein Dateisystem zu.

In frühen Zeiten der Betriebssystem-Entwicklung, etwa in den 1960er Jahren (siehe auch System/360), wurde unter "Partition" auch die Aufteilung des internen Speichers und der internen Verarbeitung verstanden, durch die mehrere Programme parallel ausgeführt werden konnten.

Inhaltsverzeichnis

Verwendung

Die meisten Betriebssysteme benötigen nur eine Partition, um auf Dateien eines Datenträgers zugreifen zu können. Dies ist die einfachste Art der Partitionierung, bei der sich die Partition über die ganze Festplatte erstreckt.

Allerdings sprechen verschiedene Gründe für die Verwendung mehrerer Partitionen:

  • Mehrere Betriebssysteme: Partitionen erlauben, mehrere Betriebssysteme auf einer Festplatte zu installieren.
  • Mehrere Dateisysteme: Jede Partition besitzt ihr eigenes Dateisystem, somit können durch Partitionierung verschiedene Dateisysteme auf einem physischen Datenträger angelegt werden. Das erhöht auch die
  • Datensicherheit: Sollte das Dateisystem einer Partition Fehler aufweisen, sind die anderen Partitionen nicht davon betroffen. Das ist besonders vorteilhaft bei einer notwendigen Neuinstallation des Betriebssystems (auch mit vorheriger Formatierung): dies ist dann nämlich möglich, ohne dabei die Daten etc. auf den anderen Partitionen zu verändern oder zu verlieren.
  • Organisation: Man kann seine Daten dem Zweck nach in verschiedenen Partitionen speichern. So können zum Beispiel die Daten des Systems, die Anwendungsprogramme und die Benutzerdaten auf unterschiedlichen Partitionen liegen, was beispielsweise Datensicherungen erleichtert.
  • Systemsicherheit: Unter vielen Unix-Systemen ist es möglich, auf einzelnen Partitionen ausführbare Dateien zu verbieten.

Möglichkeiten der Partitionierung

Primäre und erweiterte Partitionen

In eine Partitionstabelle, wie sie meist mit fdisk angelegt und auf PCs verwendet wird, können maximal vier Partitionen eingetragen werden. Das können entweder bis zu vier primäre oder bis zu drei primäre und eine erweiterte Partition sein. Eine erweiterte Partition dient als Rahmen für beliebig viele logische Partitionen oder Laufwerke.

Die Definition der Partitionen erfolgt mithilfe eines Partitionierungsprogramms in der Partitionstabelle des Datenträgers. Darin werden die Informationen über Start, Länge, Bootfähigkeit und Typ beziehungsweise Dateisystem der Partition(en) vermerkt. Die meisten Betriebssysteme benötigen lediglich eine primäre Partition, um von einem Datenträger booten zu können. Die maximale Größe einer Partition hängt vom verwendeten Partitionierungssystem ab. Die Partitionierung mit Hilfe der fdisk Tabellen und viele andere historische Partitionierungssysteme begrenzen die maximale Größe einer Partition auf 2 TiB (≈ 2199 GB).

Logische Partition und logisches Laufwerk

Logische Partition
Eine logische Partition ist eine weitere Partition (Einteilung) innerhalb einer erweiterten Partition. Das Wort „logisch“ ist in diesem Zusammenhang gleichzusetzen mit „virtuell“. Es handelt sich also um keine reale Partition der primären Partitionstabelle, sondern nur um einen Bereich in der erweiterten Partition, der vom Betriebssystem ähnlich behandelt wird. Analog braucht ein logisches Laufwerk keinem realen Laufwerk zu entsprechen, Betriebssysteme können es jedoch so behandeln.
Logisches Laufwerk
Ein logisches Laufwerk ist eine Partition, die vom Betriebssystem wie ein physisches Laufwerk behandelt werden kann. Der Begriff schließt eigentlich sowohl die primären Partitionen als auch die Partitionen in der erweiterten Partition ein, wird jedoch häufig nur als Bezeichnung für die logischen Partitionen der erweiterten Partition verwendet.

Andere Konzepte der Partitionierung

  • Unter manchen Betriebssystemen wie Linux gibt es das flexiblere Logical Volume Management.
  • Bei Partitionen auf EFI-Basis wird eine Festplatte in logische Blöcke unterteilt. Hier sind bis zu 128 Partitionen möglich. Die Partitionierungsdaten werden in einer GUID Partition Table gespeichert.
  • BSD-Systeme können eine Partition (dort als „Slice“ bezeichnet) intern weiter untergliedern, wodurch ein Slice in bis zu 26 BSD-Partitionen aufgeteilt werden kann.[1]

Zugriff und Nutzung

Unter DOS/Windows

Unter DOS und bis zur Windows-Version 4.0 wurde logischen Laufwerken grundsätzlich Laufwerksbuchstaben zugeordnet. Mit MS-DOS und Windows 9x konnte pro Festplatte nur eine primäre DOS-Partition eingerichtet und angesprochen werden. Durch die Nutzung von Laufwerksbuchstaben waren maximal 24 logische Laufwerke ansprechbar (das (lateinische) Alphabet hat 26 Buchstaben, die Laufwerksbezeichner A: und B: waren für Diskettenlaufwerke fest reserviert).

Unter NT-basierten Windows-Versionen (seit Version 5.0) kann bei Nutzung von NTFS auf Laufwerksbuchstaben verzichtet werden, und ein logisches Laufwerk kann in ein Verzeichnis einer anderen Partition eingehängt werden. Außerdem sind A: und B: nicht mehr auf Diskettenlaufwerke beschränkt. Es werden mehrere primäre Partitionen unterstützt.

Unter UNIX

Unter UNIX und ähnlichen Betriebssystemen werden Partitionen (genauer: das Dateisystem, das sich auf der Partition befindet) in den Verzeichnisbaum eingehängt (gemountet). Unter Linux sind die Partitionen durchnummeriert. Falls beispielsweise die Festplatte unter /dev/sda liegt, heißt die erste primäre Partition /dev/sda1, die zweite /dev/sda2 und so weiter. Die Nummerierung logischer Partionen beginnt mit der Zahl 5. Somit ist /dev/sda5 die erste und /dev/sda6 die zweite logische Partition der Festplatte /dev/sda. Durch die Vergabe der Block-Device-Minor-Nummern ist die maximale Anzahl von ansprechbaren logischen Laufwerken begrenzt. Für IDE (ATA)-Platten ist die höchste Nummer /dev/hdX63 und bei SATA bzw. SCSI /dev/sdX15 (X ist jeweils mit a, b, c usw. zu ersetzen). Zwar kann (c)fdisk mit einer größeren Anzahl logischer Laufwerke umgehen, ein unveränderter Kernel diese aber nicht nutzen.

Beispiel für gemeinsamen Zugriff

In der folgenden Beispielpartitionierung wurden auf einer Festplatte, auf der sowohl Windows als auch Linux betrieben wird, mehrere Partitionen angelegt. Die erste Partition ist eine primäre Partition mit NTFS-Dateisystem für das Windows-Betriebssystem, die zweite Partition ist eine erweiterte Partition, die vier logische Laufwerke enthält. Die ersten beiden logischen Laufwerke der erweiterten Partition sind eine NTFS- und eine FAT32-Partition und zum Ablegen von Dateien gedacht, die anderen beiden Partitionen sind eine ext3-und eine Swap-Partition für das Linux-Betriebssystem.

Partitionierungsprogramme können dieses Partitionsschema zum Beispiel so darstellen:

Primäre Partition (NTFS)
Erweiterte Partition
+ Logisches Laufwerk 1 (NTFS)
+ Logisches Laufwerk 2 (FAT32)
+ Logisches Laufwerk 3 (ext3)
+ Logisches Laufwerk 4 (Swap)

Windows ordnet diesen Partitionen normalerweise Laufwerksbuchstaben zu und würde diese typischerweise so anzeigen:

C: (Windows-Betriebssystem, NTFS)
D: (Daten 1, NTFS)
E: (Daten 2, FAT32)

Windows durchsucht u.a. beim Start die Partitionstabelle nach Partitionstypen, die auf durch das Betriebssystem verwendbare Dateisysteme hinweisen. Da Windows Linux-Dateisysteme nicht nutzen kann, werden die zugehörigen Partitionen normalerweise nicht angezeigt. Wiesen sie auf durch das Betriebssystem lesbare Dateisysteme hin, würde ihnen standardmäßig je ein Laufwerksbuchstaben zugewiesen werden. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass die Zusammengehörigkeit von Dateisystem- und Partitionstyp nicht zwingend ist. Änderte man beispielsweise den Partitionstyp der ext3-Partition direkt in der Partitionstabelle auf den Typ 0x07 (NTFS) oder 0x0B (FAT32), würde diese unter Windows durchaus angezeigt. Da auf dieser aber die erwartete Verwaltungsstruktur des Dateisystems (Dateizuordnungstabelle bzw. Master File Table) fehlt, würde die Partition aber beim Lese- oder Schreibversuch als "nicht formatiert" reklamiert.

Ein aktuelles Linux-Betriebssystem könnte die Partitionen dagegen so anzeigen:

/dev/sda1 (Primäre Partition; Windows-Betriebssystem, NTFS)
/dev/sda2 (Erweiterte Partition)
/dev/sda5 (1. logisches Laufwerk auf der erweiterten Partition; Daten 1, NTFS)
/dev/sda6 (2. logisches Laufwerk auf der erweiterten Partition; Daten 2, FAT32)
/dev/sda7 (Linux, ext3)
/dev/sda8 (Linux-Swap)

/dev/sda1 bis /dev/sda4 sind hier die vier möglichen MBR-Partitionen, von denen nur die ersten beiden verwendet werden. Die restlichen logischen Laufwerke ab /dev/sda5 befinden sich in der erweiterten Partition. /dev/sda2 enthält als erweiterte Partition selbst kein Dateisystem und kann daher nicht in den Verzeichnisbaum eingehängt werden.

Voraussetzung für die Nutzung von Dateisystemen ist stets der zugehörige Treiber. Welche Dateisysteme durch welches Betriebssystem eingebunden und verwendet werden können, ist demzufolge keine Frage des Betriebssystems an sich. Zwar liegen in einer Windows-Standardinstallation lediglich Treiber für die MS-eigenen Dateisysteme FAT und NTFS vor, doch lassen sich nach Installation der jeweiligen Treiber durchaus auch fremde Dateisysteme wie beispielsweise ext3 nutzen.

Partitionierungsprogramme

GParted

Es gibt eine Reihe von Programmen, die das Partitionieren erleichtern. Bereits einfache Konsolen- und DOS-Programme wie fdisk ermöglichen eine Partitionierung. (Hinweis: Obwohl der Befehl unter DOS, Linux und BSD-Unix (zum Beispiel Mac OS) auch fdisk heißt, handelt es sich nicht um dasselbe Programm.)

Auch die Installationsprogramme der Betriebssysteme wie zum Beispiel YaST2 für SuSE Linux bieten Partitioniermöglichkeiten an, um das neue Betriebssystem neben einem bereits installierten Betriebssystem auf der Festplatte unterzubringen. Das ist meist jedoch nur ein Frontend für ein anderes Programm (zum Beispiel fdisk/parted im Falle von YaST2).

  • DOS
    • fdisk-Befehl (fdisk /? gibt Hilfe aus)
    • FIPS: Datenerhaltende Größenänderung von Partitionen
    • Partition Magic (nur als Datenrettungs-System mit Partitionierungstool unter DOS)
    • eXtended FDisk (xfdisk) Partitions- und Boot-Manager (GPL)- Ein sehr leistungsstarker Bootmanager und Partitionierungsprogramm, das ein Booten von mehreren Partitionen ermöglicht und auch mit mehreren angeschlossenen Festplatten umgehen kann.
  • Windows
    • Systemsteuerung → Verwaltung → Computerverwaltung → Datenträgerverwaltung (Partitionen erstellen, löschen etc., Daten gehen verloren) (Ausführungsdatei: diskmgmt.msc)
    • Befehle fixmbr und fixboot der Wiederherstellungskonsole
    • Befehl bootsect mit Parametern der Wiederherstellungskonsole
  • Windows-Produkte anderer Hersteller
    • Partition Expert von Acronis / Acronis Disk Director Suite 10 (enthält alle Festplattentools von Acronis)
    • MiniTool Partition Wizard (die Home Edition ist kostenlos)
    • Paragon Festplatten Manager
    • Easeus Partition Master 6.0.1 (Englisch)(Home Edition, Professional Edition und Server Edition), kostenlos für 32-Bit-Systeme benutzbar für den privaten Gebrauch
    • O&O PartitionManager 3 (Professional und Server Edition)
    • Partition Commander 11
  • BSD, GNU/Linux
    • fdisk, xfdisk, sfdisk, cfdisk
    • parted, gparted, qtparted bieten eine komfortablere Oberfläche, um gleichzeitig die Größe einer Partition und des darauf aufgebauten Dateisystems zu verändern.
    • Bootfähige Live-CDs auf der Basis von gpartedBooten ohne installiertes Betriebssystem aus einer RAM-Disk heraus.
      • GParted LiveCD etwa 50 MB – Schneller Fluxbox Desktop plus Tools: fdisk, vi, ntfs-3g, partimage, testdisk, Terminal and Midnight Commander
      • Parted Magic LiveCD/USB etwa 72 MB – Komfortabler XFCE Desktop plus Tools: partimage, TestDisk, fdisk, sfdisk, gpart, dd, ddrescue, ntfs-3g, etc.
      • grml
      • Knoppix mit QtParted
      • Ubuntu-Linux ab Version 6.10
  • Mac OS X
    • Disk Utility (in das System integriert). Auf Deutsch heißt es „Festplatten-Dienstprogramm“.
    • iPartition von Coriolis Systems
    • Konsolenprogramm pdisk (in das System integriert)
    • Konsolenprogramm fdisk für DOS-Partitionen (in das System integriert)
  • ZETA 1.0 (BeOS-Nachfolger)
    • Paragon Partitioning Tool (im Installer integriert, kann NTFS- und FAT-Partitionen verkleinern)
  • Visopsys (Standalone OS)
    • Partition Logic (GNU GPL)

Vor allem für Unix und Mac OS X gibt es eine Reihe von Dienstprogrammen, um Dateisysteme zu erstellen und zu verwalten. Siehe Unix-Kommandos. Mac OS X verwendet dazu das „Festplatten-Dienstprogramm“ (auf der Kommandozeile: diskutil), die Rechner werden mit einer Partition ausgeliefert.

Einzelnachweise

  1. Commit Message von Marcel Moolenaar. lists.freebsd.org. Abgerufen am 17. August 2010.

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