Das CD-Rom LaufwerkEin optisches Laufwerk

Von Pascal Krauskopf

Ein CD-ROM-Laufwerk ist ein Gerät zum Lesenvon CD-ROMs. (Compact Disc Read-Only Memory)Es gibt die Ausführung: 5,25" für PCDie CD rotiert darin mit einer Drehzahl zwischen100 und 10000 U/min und wird von einem schwachen Laser abgetastet, der sich radial auf einem Schlitten bewegt. Dadurch wird ein wahlfreier Zugriff auf jede Stelle der CD erreicht.

Die ersten CD-ROM Laufwerke kamen um 1985 auf den Markt.Mittlerweile (Stand 2008) sind sie fast vollständig von DVD-Laufwerken und DVD-Brennern verdrängt worden.

Schubladenlaufwerke besitzen eine Schublade, die über eine Taste an der Vorderseite des Laufwerkes oder auch softwaregesteuert ein- und ausgefahrenwerden kann. Die CD wird in die Schublade eingelegt. Heutzutage ist dies der gängigste Typ. Die ersten Typen waren nur für den horizontalen Einbau geeignet.Später erschienen auch Laufwerke die senkrecht eingebautwerden konnte

Slot-In-Laufwerkeverfügen nur über einen schmalen Schlitz, in den die

CD/DVD eingeschoben wird.

Der Auswurf erfolgt ebenfalls auf Tastendruck oder per Software.

Durch den Verzicht auf die Schublade gibt es weniger

mechanische Teile, die evtl. kaputt gehen könnten.

Notauswurf

Bei Schubladen- und Slot-in-Laufwerken befindet sich an der Front in der Regel ein sogenannter Notauswurf. Dieser erlaubt den Auswurf des Datenträgers auch dann, wenn das Laufwerk keinen Strom hat (z. B. bei ausgeschaltetem Computer). Es handelt sich um eine ca. 1-2 mm breite, runde Öffnung, in die ein langer, dünner Gegenstand, meist eine aufgebogene Büroklammer, eingeführt werden kann. Durch Drücken auf den dahinter verborgenen Mechanismus werden Schublade, CD ausgeworfen.

Mit den ersten CD-Laufwerken (ab 1985) wurden die Daten mit einer Geschwindigkeit von 150 KB/s gelesen.

Zu dieser Lesegeschwindigkeit kommt es deshalb, weil die Musikinformation auf der schon früher entwickelten Audio-CD in 16-Bit Stereo und einer Abtastrate von 44,1 kHz gespeichert ist, was einen Datenstrom von 44,1 kHz x 16 Bit x 2 Kanäle(weil Stereo) = 176,4 KB/s brutto ergibt bzw. 150 KB/s netto. Die Speicherkapazität beträgt bis zu 700 MB.

Funktionsweise

Abgetastet werden die Daten mit einem Laser der unterhalb der CD angebracht ist und dessen Strahl von der Metallschicht reflektiert wird.Die Daten sind in Pits enthalten, nur Pits reflektieren den LaserstrahlDie Daten werden auf einer Spiralförmigen Spur, mit eine Länge von ca. 5300m von innen nach außen, Aufgezeichnet. Die CD wird mit einer konstanten Lineargeschwindigkeit gelesen, das bedeute das die Drehzahl beim lesen von innen nach außen abnimmt.

Bald wurde die Drehzahl immer weiter erhöht, bis mit 60-facher Geschwindigkeit 100 Umdrehungen pro Sekunde und damit eine Grenze erreicht wurde, bei deren Überschreitung die Gefahr besteht, dass die CD durch die auf sie einwirkende Zentrifugalkräfte zerstört wird.

 

Um die Lesegeschwindigkeit weiter zu erhöhen, wurden Laufwerke entwickelt, deren Laser mehrere Spuren gleichzeitig auslesen können

Lesegeschwindigkeit

SchnittstelleDie meistverwendete Schnittstelle ist ATA. Daneben gibt es noch SCSI, SATA und USB, Firewire für externe Laufwerke.

AudioausgängeCD-ROM-Laufwerke besitzen in der Regel einen analogen und einen digitalen Audioausgang.Die Pins für den analogen Ausgang sind wie folgt genormt:

Nase Nase Rechts Masse Masse Links

wenn man auf die Pins schaut.

StromversorgungInterne CD-ROM-Laufwerke besitzen für die Stromversorgung einen 4-Pin-Molex-Anschluss. Externe Laufwerke haben entweder ein eingebautes Netzteil oder einen Anschluss für ein externes Netzteil selbst beziehen, sofern das Laufwerk nicht mehr als 500 mA Strom benötigt. Hängt das Laufwerk an einem Hub zusammen mit anderen Geräten, kann dies zum Problem werden, da sich das Laufwerk dann die 500 mA mit den anderen Geräten teilen muss, es sei denn, der Hub hat eine eigene Stromversorgung.

Weiterentwicklungen CD-Brenner Zum Beschreiben (umgangssprachlich "Brennen") von CD-R und CD-RW wurden spezielle Laufwerke mit stärkeren Lasern entwickelt. Da diese Geräte zum Speichern der Daten das Material lokal aufschmelzen, nennt man sie CD-Brenner.

DVD-Laufwerke Die Weiterentwicklung der CD-ROM-Laufwerke sind die DVD-Laufwerke und DVD-Brenner, die außer DVDs auch CDs lesen und beschreiben können..

DVD-Laufwerke-Nachfolger Inzwischen gibt es auch schon Nachfolger des DVD-Laufwerke, das Blu-ray-Laufwerk.

Durch immer kleinere Fokussierung der Laserskann der Spurabstandimmer weiter verringert werden und so die Speicherkapazität erhöht werden.

Laserpunkt

CD 2.1 µm700 MB

DVD 1.3 µm4,7 GB

Blu-ray 0,6 µm25 GB

Weiterentwicklung

Quellen

• http://www.preisroboter.de/

• http://www.f4h2.de/

• http://de.wikipedia.org /

Die Hard Disc Drive (HDD) Festplatte

Von Pascal Preuss

Die Hard Disc Drive (HDD) Festplatte

Hauptbestandteile

• -Platte

• -Kopf

• -Spindel

• -Actuatorarm

• -Actuatorachse

• -Actuator

• -IDE Anschluss

• -Jumperfeld

• -Stromversorgung

Die Geschichte

• Im September 1956 wurde das erste magnetisch Festplattenlaufwerk von IBM gebaut der „IBM 350“ mit einer Kapazität von 5 MB und einem Gewicht von 500 kg.

• Im Jahre 1979 wurde die erste HDD Festplatte verkauft.

• Die Entwicklung der Festplatten ist sehr schnell die Kapazität verzehnfacht sich alle 5 Jahre.

Die Scheibe (Datenträger)

• Die Scheiben bestehen aus einer oberflächenbehandelte Aluminium-Legierung vereinzelt auch aus Glas, die Schicht ist nicht magnetisch und gering Leitfähig.

• Die Scheiben sind der Träger der Datenschicht die aus einer Eisenoxid-Kobaltschicht bestehen und magnetisch sind.

Der Kopf (Schreib- und Lesekopf)

• Der Kopf ist eigentlich ein kleiner Elektromagnet er magnetisiert bestimmte Bereiche der Scheibe und schreibt so die Daten drauf.

• Die Nadel, die schreibt und abliest, schwebt durch die Rotation der Scheibe auf einem Luftfilm in einer Höhe von 10-20 Nanometer über der Scheibe ein Haar hat eine Dicke von 50.000 Nanometer.

Schreiben und Lesen

• Die Nadel schreibt in dem sie die Scheibe sozusagen an und abhebt.

• Im Neutralzustand: ______________

• XXXXXXXXXXXXX

• Beschrieben: _- _- _- _- _- _- _- _- _

• 01010101010101010

• Die Nadel merkt die Magnetischen Abstände und liest so ab.

Die Spindel

• Die Spindel bewegt die Scheibe und lässt sie Rotieren .

• Die Scheibe rotiert mit einer sehr schnellen Umdrehung damit sehr viele Daten sehr schnell abgelesen werden können.

• Es werden Umdrehungen von 15.000 U/min erreicht, normal dreht sie bei 8.000 bis 12.000 U/min.

Der Actuator, Actuatorachse und Actuatorarm

• Der Actuator ist die Steuereinheit für den Actuatorarm an dem der Kopf hängt der Arm wird magnetisch gesteuert damit der Kopf Richtig auf der Scheibe dreht.

• Die Actuatorachse ist der Drehpunkt damit der Actuatorarm stabil liegt.

• Der Actuatorarm ist die Schiene zwischen Achse und Kopf

IDE Anschluss (Integrated Drive Electronic)

• Über den IDG Anschluss Laufen die Daten durch er ist ein 44-poliger Stecker, er muss ziemlich breit sein weil viele Daten gleichzeitig durch die Leitung müssen.

Die Jumper Stecker

• Die Jumper Stecker steuern die Prioritäten der Festplatten sie steuern welche Festplatte die Master (Haupt) oder Slave (Neben) Festplatte ist.

Die Stromversorgung

• Das Kabel versorgt die Festplatte mit Strom.

Solid State Drive

Flash-DiscVon Peter Horsch

Solid State Drive

• SSD, dt. = „Festkörperlaufwerk“

Flash-Speicher

Flash-Speicher (einfach)

Solide State Drive

Beschreibung:

• Keine rotierende

• Keine bewegende mechanische Teile/ Scheiben

• Besteht aus Halbleiterbausteine

Solid State Drive

Solid State Drive

Vorteile:

• Sehr robust

• Kurze Zugriffszeiten

• Niedriger Energieverbrauch

Solid State Drive

Nachteile:• Lange Schreibzeit, da bei jedem Schreibvorgang

ganze Blöcke neu beschrieben werden müssen• Kann nur 100.000- 5. Millionen Schreibvorgänge

absolvieren danach wird die der Speicher geblockt und nur noch zum lesen freigegeben

• Bei vollem Speicher ist die Leistung nicht mehr 100%

Solid State DriveArbeitsweise der Speicherart:• Speichert Dateien Blockweise [Erasable Block]

(Blockgröße, 2.000 oder 4.000 Byte groß)

• Lesen geht schneller als Schreiben, da beim lesen die Dateien schnell mit elektrischen Strömen gelesen werden können.

• Beim schreiben müssen komplette Blocks (Bitfolgen) [s.o.] neu geschrieben werden, kleine Änderungen gibt es somit nicht, nur komplette Neuschreibungen.

Speicherblock 2.000 Byte

Speicherblock 2.000 Byte

Speicherblock 2.000 Byte

Speicherblock 2.000 Byte

Speicherblock 2.000 Byte

Solid State Drive

Haltbarkeit:

Jeder Block kann nur begrenzt oft beschrieben werden

Dynamic Wear Levelling:

Um die Haltbarkeit so hoch wie möglich zu halten und eine gleich bleibende Kapazität zu erhalten werden Daten so gespeichert, dass immer alle Blocks gleich oft beschrieben werden.

Solid State Drive

Static Wear Levelling:

Soll ein Erasable Block beschrieben werden, weil er am wenigsten benutzt wurde dieser aber schon besetzt ist, werden die Daten auf diesem auf den nächsten Block geschrieben und die Neuen Daten auf diesen geschrieben.

Solide State Drive

Defekte Blöcke:

Ist ein Block Defekt, so wird dieser zum schreiben geblockt

Solid State Drive

Hybridfestplatte:

Vorteile: Schnelle lese und Schreibgeschwindigkeit.

Festplatte lernt mit der Zeit, welche Dateien häufig gebraucht werden und welche nicht, die am Häufigsten verwendeten Dateien werden auf dem Flashbereich gespeichert.

Solid State Drive

Kapazitätsgrößen:

8 Bit = 1Byte1024 Byte = 1 M(ega)B(yte)

1024 MB = 1 G(iga)B(yte)

1024 GB = 1 T(erra)B(yte)

ENDE