Festplatten-Geometrie

Unter der Geometrie einer Festplatte versteht man die Aufteilung der Festplatte in Zylinder, Köpfe und Sektoren.

Die Daten auf Festplatten (und auch Disketten) werden in kleine „Häppchen“ – sogenannte Datenblöcke – unterteilt, die eine konstante Größe (meist 512 Bytes) haben. Dazu werden die Seiten aller Scheiben einer Festplatte durchnummeriert. (Eine Diskette hat natürlich maximal zwei Seiten – Vorder- und Rückseite). Jede Seite hat einen eigenen Schreib-/Lesekopf, daher spricht man von der Anzahl der Köpfe. Die kreisförmigen Oberflächen wiederum werden in Sektoren und konzentrische Spuren unterteilt. Die jeweiligen Spuren aller Plattenoberflächen des Plattenstapels werden als sogenannte Zylinder zusammengefasst.

Wenn man so will, entsteht dadurch eine Art Koordinatensystem, mit dessen Hilfe man jeden Datenblock durch seine Kopf-, Zylinder- und Sektornummer identifizieren kann. Die Kopfnummer entspricht dabei der Höhe, die Zylindernummer dem Radius und die Sektornummer dem Winkel eines Objekts in einem Zylinderkoordinatensystem.

Da die Spuren mit steigendem Radius auch entsprechend länger werden, werden sie ggf. dementsprechend in mehr Blöcke unterteilt. (Dadurch wird die Aufzeichnungsdichte der Spuren angeglichen – und somit „vergeudeter“ Platz auf den äußeren Spuren vermieden.) Bei Disketten ist dieses Verfahren heutzutage eher unüblich.

Um die Verwaltung der Datenblöcke nicht zu komplex werden zu lassen, werden in der Regel mehrere benachbarte Spuren zu Zonen zusammengefasst. Jede Zone ist in eine gewisse Anzahl Sektoren unterteilt, die von Zone zu Zone fällt. (Normalerweise beginnt man die Zählung der Zylinder bzw. Zonen am äußeren Rand.)

Die konkrete Verteilung der Blöcke auf die Oberflächen, Zonen, Zylinder und Sektoren wird als Geometrie der Festplatte (bzw. Diskette) bezeichnet.

Um nun einen physikalischen Datenblock zu adressieren, benötigt man drei Werte (auch CHS-Werte genannt; von Cylinder, Head (Kopf) und Sector).

Um Beschränkungen durch BIOS bzw. Betriebssysteme (fehlende oder unzureichende Unterstützung von Zonen sowie der Verwaltung defekter Blöcke, Beschränkungen der maximalen Anzahl von Zylindern, Köpfen oder Spuren) umgehen zu können, wird bei praktisch allen Festplatten die vom Betriebssystem sichtbare (logische) Geometrie durch ihren Controller in eine interne (physische) Geometrie umgesetzt.

In logischer Konsequenz werden heutzutage CHS-Adressen i.A. nicht mehr benutzt, sondern die Datenblöcke werden fortlaufend durchnummeriert und über ihre Blocknummer adressiert (LBA-Verfahren). Dadurch muss sich das Betriebssystem nicht mehr um die physische Organisation der Blöcke auf dem Datenträger kümmern. Da viele Festplatten beide Adressierungsverfahren unterstützen, ist die Abbildung der CHS-Adresse auf die entsprechende LBA-Adresse genormt, so dass ein Wechsel des Adressierungsverfahrens nicht zur Neuformatierung zwingt.