Um einerseits Programme und deren Zusätze – also Windows und die Applikationen – zur Verfügung zu haben braucht man einen Ort von dem man das darin Gespeicherte bezieht und wo man das daraus Entstandene auch wieder konservieren kann. Ein Vorteil der heutigen Computer ist ja dass man nicht das Rechenergebnis auf einen Zettel abschreiben muss sondern später wieder aufrufen kann.
Hat man in der Anfangszeit alles eintippen müssen oder dann als signifikanten Fortschritt mit einem extra dafür gefertigten Lochstreifen eingegeben, so nutzte man bald die Tonbandgeräte um von diesen Magnetbändern Werte einzulesen und auch auf diese zu speichern. Dass dann die kleineren Kassettenrekorder aufgekommen sind hat man sich dabei auch zunutze gemacht. Auch mein erster Computer funktionierte mit so einem Gerät. Erst das Programm laden, dann die Datei laden – dazu musste man die entsprechenden Kommandos eingeben – und schließlich die erzeugten Änderungen wieder speichern. Dabei immer wieder vor- und zurückspulen. Der Zahlschein meiner Autoversicherung war einige Zeit eine Computer-Lochkarte mit einer aufgedruckten Schrift damit man es auch lesen konnte, die Versicherungsgesellschaft hat hier die Lockkarte ausgelesen. Galt nämlich gleichzeitig auch als Polizze.
Einen wesentlichen Fortschritt brachte dabei die Erfindung der Magnetscheibe, die ersten für den Heimmarkt hatten soweit erinnerlich bei acht Zoll Durchmesser, waren sehr weich und mussten praktisch steril behandelt werden bei sonstiger Zerstörung der Daten. Dann kamen die 5,25 Zoll Discs (Diskus ist griechisch für Scheibe) die waren schon in einer Hülle, allerdings mit einem offenen Schlitz und noch biegsam. Die 3,5 Zoll Scheibe schließlich hatte bereits eine starre Hülle und einen Metallschieber vor dem Leseschlitz. Die war beinahe unverwüstlich wenn man sie normal behandelt hat und hatte soweit ich mich erinnern kann dann doch schon in der Endphase 1,44 Megabyte auf einer Seite, gab es auch beidseitig beschreibbar und auslesbar in den entsprechenden Laufwerken. Allerdings hat der hinter der Wandverkleidung eines Eisenbahnwaggons werkelnde Ventilator der bereits einen Lagerschaden hatte die Diskette in der Tasche meines Freundes magnetisch zerstört. Man nannte die Dinger Floppydisk weil sie einerseits doch eine gewisse Vorsicht in der Handhabung erforderten und vor allem weil sie natürlich austauschbar waren. Ich hatte eine Windows-Version da musste man beim Booten mehrmals die Disketten wechseln und bei gewissen Anforderungen während der Arbeit dann mitunter nochmals gegen die Datendiskette austauschen um etwas nachzuladen. Glücklich war wer zwei Diskettenlaufwerke hatte der konnte wenigstens die Datendiskette in Ruhe lassen! Es gab einige Komponenten welche den Durchbruch des PC im Volk ausmachten, diese Diskettenlaufwerke und ihre Disketten gehörten zu diesen! Im Computer gibt es auf der Hauptplatine meist noch den Stecker für das Datenkabel zum Laufwerk und am Netzteil ein entsprechendes Kabel mit passendem Stecker für die Stromversorgung. Lange Zeit gab es auch Bandlaufwerke mit Minikassetten welche allerdings schon sehr viele Megabytes aufnehmen konnten als Sicherungslaufwerke, die wurden allerdings schon wie eine weitere Harddisk mit dem Computer verbunden. Man hat sie üblicherweise nach Arbeitsschluss laufen lassen um Daten für den Fall eines Computerschadens zu sichern. So mindestens zwei Kassetten abwechselnd. Nebenbemerkung: bei nicht Sicherung der Daten kann bei einem Computerschaden der Administrator einer Firma persönlich für deren Verlust haftbar gemacht werden! Und außer Haus sichern denn die Ursache für einen Datenverlust kann auch ein Brand des Büros sein! Deutsches Recht, wohl in Österreich nicht viel anders! Heute muss man nicht mehr unbedingt Bandlaufwerke verwenden und man kann die Datensicherung auch über Datenleitungen bewerkstelligen. Bei kleineren Datenmengen genügt ein Speicherchip den man entsprechend sicher deponiert und immer wieder austauscht, bei größeren bieten Firmen professionelle Systeme an.
Bei den Bandlaufwerken wurde einfach der Anfang und das Ende einer Datei (Datensammlung, kann die Codes eines Programms beinhalten oder die Daten mit denen man arbeitet) durch eine bestimmte Folge von Werten angegeben. Wenn man eine Datei aufgerufen hat dann musste das Band soweit zurückgespult sein dass der Dateiname erst dann folgte, man hat nach Erteilen des Befehls (meist noch in DOS oder wenn man ganz modern war in BASIC, PASCAL oder ähnlichen Programmiersprachen) das Laufwerk zum Lesen gestartet und wenn die Datei eingelesen war wieder gestoppt. Bzw. zurückgespult für einen neuerlichen Zugriff. Beim Schreiben musste man darauf achten dass man auch die Rekord-Taste gedrückt hat, wie gesagt es wurden angepasste Kassettenrekorder verwendet. Nach der Nationalratswahl während der Hochrechnung liefen hinten an der Wand viele große Magnetbandspulen … heute befindet sich ein Laptop auf dem Tischchen der mehr kann.
Mit Einführung der Disketten wurde die Sache im Aufbau komplizierter in der Anwendung allerdings wesentlich einfacher. Es handelt sich im Prinzip um eine Scheibe die dem Tonband technisch noch vergleichbar ist. Ein Band kann aber die Daten nur sequentiell das heißt schön der Reihe nach speichern. Hier hat man einen flächenhaften Zugriff. Dazu muss die Diskette allerdings auch strukturiert werden damit man auch etwas findet.
Eine Diskette dreht sich und der Schreib-Lese-Kopf der im Prinzip dem beim Kassettenrekorder entspricht aber entsprechend kleiner ist befindet sich auf einem Schwenkarm der immer von außen nach innen fährt und dann wieder zurück. Den Anschlag hörte man. Als ich ein neues Auto bestellte hat der Händler seinen Computer hochgefahren den hat es gerissen als würde er gleich herunterfallen denn er hatte bereits ein Harddisk-Laufwerk. Und bewegen oder gar kippen durfte man einen Computer wenn das Laufwerk lief nicht das hätte zum Headcrusher geführt, zu einer Berührung der Diskette mit dem Kopf, und das Laufwerk wäre kaputt gewesen. Es gab in DOS den Park-Befehl den hatte man vor Ausschalten des Computer aufzurufen damit der Schreib-Lese-Arm in die Ruhestellung zurückgeführt wurde, dann durfte man das Gerät bewegen oder sogar wegtragen.
Die Datenspeicherung ist in kreisrunden Spuren organisiert, die sogenannten Tracks. Wer errät warum ein Lied auf einer CD als Track bezeichnet wird? Ein so ein Track ist in mehrere Sektoren unterteilt. Ein Sektor beginnt mit einer Magnetisierung die dem Gerät symbolisiert dass hier einer beginnt und endet auch mit solch einer. Dazwischen werden die Daten gespeichert. Anders wäre es nicht möglich Disketten in verschiedenen Laufwerken zu verwenden und bei den schnell laufen Harddisk-Laufwerken käme es auch zu Fehlern. Wenn man diesen Bereich von außen nach innen betrachtet hat man tatsächlich das Bild wie bei dem geometrischen Kreissektor. In der EDV spricht man aber nur immer von dem Abschnitt auf einer Spur. Zwischen den Sektoren gibt es kleine Abstände. So können auch heute noch sehr große und sehr schnell laufende Harddisks zuverlässig betrieben werden.
So ein Sektor hat wie in der ersten Zeit immer noch 128 Bytes. Pro Byte sind 8 Stellen entweder magnetisiert oder nicht. Das wird vom Schreibkopf bewerkstelligt und kann denn vom Lesekopf wieder ausgelesen werden. Um die Stelle genau zu treffen ist die Formatierung immens wichtig daher diese umfassende Beschreibung obwohl ich diesen Aufsatz so einfach wie möglich halten möchte.
Betriebssysteme bedienen sich noch immer genau dieser Sektoren. Allerdings fassen sie dabei mehrere zu sogenannten Clustern zusammen. Ein Cluster ist eine Einheit in der sich was befindet. Dass das Wort zur Zeit (2022) auch für die Zusammenfassung einer Gruppe in anderem Zusammenhang verwendet wird ist eine sinngemäße Transferierung des Wortes in einen anderen Lebensbereich. Wenn man ein Wort mit dem Windows-Programm Editor speichert dann hätte Wort genau 4 Bytes. Laut Windows sind aber 4 KB also 4096 Bytes belegt. Das bis die Speicherung 4097 Bytes braucht dann wird eine Dateigröße von 8 KB angegeben und so weiter.
Es werden auch die Speichermodule wie SD-Chips, USB-Sticks und andere formatiert. Es scheint einfach nötig zu sein vor allem wenn das Speichermodul auch auf anderen Geräten funktionieren soll. Bei Fotoapparaten und anderen Geräten empfehle ich die Formatierung in diesen vorzunehmen, der Computer muss sie in dem Fall nur auslesen können.
Die Harddisk heißt so weil man die Diskette nicht mehr austauschen kann, nur das ganze Laufwerk. Es laufen viele Scheiben in einem Ölbad und der Schreib-Lesekopf erinnert an einen feinen Kamm. Er fährt sozusagen mit je einer Schreib-Lese-Einheit zwischen die Scheiben hinein. Die ersten hatten eine Speicherkapazität im Bereich von 100 oder mehr Kilobytes! Dann kam eine auf den Markt die hatte die unvorstellbare Kapazität von 1 Megabyte! Die kostete 13.000 Schilling (840 € plus die Inflation, also wohl so um 8000 € nach der heutigen Lebenshaltung)! Das Prinzip hat sich nicht geändert, die technische Entwicklung ist gigantisch! Die Laufwerke wurden immer größer bei kleinerer Außenabmessung und auch soviel schneller dass sie den verlangsamten Zugriff wenn sehr viele Daten drauf sind auch ausgeglichen haben. Heute fängt ein preisgünstiger Computer bei 240 Gigabyte an (240 000 mal 1 Megabyte) und man spricht normalerweise von einem vernünftigen Laufwerk im Bereich von 1 Terabyte = 1 Million mal 1 Megabyte.
Wenn Daten auf einer Diskette gespeichert werden dann wird wohl irgendwann eine Datei angelegt. In einem Verein vielleicht eine Textdatei für die Vereinschronik, in die man dann auch etwas schreibt. Wenn ein Cluster voll ist geht es im nächsten weiter. Eine Tabellenkalkulation für die Finanzbuchhaltung die man dann logischerweise immer wieder weiterschreibt. Vielleicht zwischendurch eine Bilddatei. Ein Trainingsbuch. Oder was auch immer. Jede Datei hat ihren Dateinamen, dazu einen Dateiheader und einen Footer. Und dazwischen die Daten um die es ja geht. Eine neue Datei wird dabei am Beginn des nächsten freien Cluster begonnen. Wenn man dann die vorherige Datei weiterschreibt und sie ihren Cluster übersteigt dann wird sie im nächsten freien Cluster nach den anderen Daten fortgesetzt. Dazu hat jeder Cluster einen Hinweis wo es weitergeht. Den sehen wir nicht aber das Programm findet so beim Auslesen der Datei ihre Daten zusammen.
Befinden sich die Daten in aufeinanderfolgenden Clustern dann werden sie in einem Zug eingelesen. Müssen dann aber inzwischen von der anderen Datei belegte Cluster übersprungen werden so wird der Schreib-Lese-Kopf an den Anfang zurückgeführt und liest den nächsten Abschnitt in einem neuen Durchlauf ein oder schreibt ihn. Man kann sich vorstellen dass bei längerem Betrieb ja immer die einzelnen Anwendungen abwechselnd gebraucht werden. Die Zersplitterung der Einzeldateien nennt man Fragmentierung. Und sie kann dazu führen dass ein Computer krampenlangsam wird!
Um dies zu beheben kann man die Diskette defragmentieren. Es werden die nachfolgenden Cluster der anderen Dateien an das Ende der Diskette geschrieben bis genügend Platz vorhanden ist, dann werden die restlichen Fragmente der aktuellen Datei in den so gewonnenen Raum geschrieben, und dann wird das Ganze für die nächsten Dateien wiederholt. Und man hat dann wieder einen Computer der schneller läuft weil er die Dateien jetzt zusammenhängend auslesen kann.
Das entlastet die Mechanik auch wesentlich, der Defragmentierungsvorgang selbst ist allerdings sehr belastend für eben dieselbe. Und die Defragmentierung dauert natürlich entsprechend lange. Neuere Betriebssystem defragmentieren automatisch im Hintergrund sobald sie nicht durch die aktuelle Arbeit ausgelastet sind. Deshalb läuft der Datentransfer der HD – es blinkt die Kontrollleuchte – fast pausenlos auch wenn man nicht am Computer arbeitet. Bei der Größe der heutigen HDs wäre ein anderes Vorgehen nicht mehr sinnvoll, in früherer Zeit hat man das Defragmentieren gelegentlich gestartet.
Da eine SSD keine beweglichen Teile hat kann man auf das Defragmentieren verzichten zumal ein ständiger Datentransfer wie er hier stattfindet diese ganz schön erhitzen kann.
Kleiner Tipp: wenn man eine Datei auf eine andere Diskette kopiert welche leer oder bereits defragmentiert ist dann ist die Kopie jedenfalls defragmentiert. Das gilt auch wenn man ein ganzes Verzeichnis kopiert dann laufen die Dateien nacheinander hinüber. Nicht aber beim klassischen Befehl „Disccopy“. Denn der kopiert eine Diskette auf eine gleichartige so wie sie ist.
Wenn man nur ein HD-Laufwerk (oder SSD-Karte) hat dann ist es jedenfalls sinnvoll es in zwei (oder mehr) Teile aufzuteilen. Ich schreibe hier jetzt aggressiv den Grund warum ich persönlich dafür bin:
Ich habe noch bei jedem aber wirklich jedem Computer irgendwann die Windows-Partition entweder neu formatiert und dann Windows neu aufgesetzt oder beim bisher letzten Windows „zurückgesetzt“ weil der Computer einfach nicht mehr lief. In beiden Fällen ist alles auf dem Laufwerk verloren! Windows setzt man zwar neu auf, aber alles andere fängt man bei Null wieder an!
Soweit ich Programme heruntergeladen habe ist dieser Download nicht auf dem gleichen Laufwerk gespeichert wie Windows, normalerweise das Laufwerk C. Wenn man das Setup startet wird zwar das Programm auf C installiert aber wenn man es neu installieren muss hat man noch das Setup auf dem anderen Laufwerk. Und für alle Daten die man gespeichert hat, also zum Beispiel dieser Aufsatz, gilt dass man sie dann auch noch zur Verfügung hat. Das verkürzt die Rettung des Computer um Tage! Ich habe ein relativ kleines Laufwerk C und speicher alles auf ein großes Laufwerk das von einem Windows-Absturz unbehelligt bleibt.
Wenn man nur ein Laufwerk hat weil man zum Beispiel bei einem Notebook kein zweites einbauen kann dann kann man dieses „Partitionieren“ also teilen. Das Betriebssystem spricht dann jede Partition wie ein eigenes Laufwerk an. Und man kann die Windows-Partition neu aufsetzen bei Erhalt der Daten auf der anderen Partition. Die Sicherheit erhöht sich allerdings wenn man wichtige Daten inklusive der Setup-Programme siehe oben auch auf externe Speicherchips sichert. So von Zeit zu Zeit. Und diese dann nicht verlegt.
Ein zweiter Grund Partitionen anzulegen ist die Eigenheit aller Laufwerke dass sie umso langsamer werden je weiter hinten die gesuchten Daten liegen. Die Hundertste Datei bremst also gehörig wenn man sie braucht. Bei Fragmentierung sowieso. Wenn man gewisse Daten grundsätzlich auf eine andere Partition schreibt dann läuft diese wieder flott. Denn der Schreib-Lese-Kopf wird gleich an deren Anfang gesetzt und läuft nicht vorher die halbe Diskette durch.
Ich würde allerdings nicht für jedes Kapitel eine neue Partition anlegen, für verschiedene Themengebiete kann das sinnvoll sein.
Von den vielen Festspeichern welche es inzwischen gibt haben sich die SD-Karten und die USB-Sticks durchgesetzt, andere sind noch mit Spezialgeräten im Einsatz. Sie halten ihren Dateninhalt auch in der Hosentasche und werden in einfachen Fällen auch gerne verwendet um Daten zum Beispiel zwischen Freunden zu transportieren. Oder auch von einem Desktop-Computer auf ein Notebook oder umgekehrt zu transferieren. Ich hab auch mein Desktopgerät mit eine Kartenleser nachgerüstet, der ist in einen Diskettenschacht des Gehäuses eingebaut und mit einem Kabel an den USB-Stecker der Hauptplatine verbunden. Dazu gibt es dann noch Adapter für die Mikro- und Nano- SD-Karten. Am wichtigsten sind die SD-Karten weil sie als Speicher für Digitalkameras dienen. Da achte man auf die Schnelligkeit der Speicherung (Klasse 10) mehr als auf die tatsächliche Speicherkapazität, man braucht eigentlich weniger als angeboten wird.
Aus diesen heraus hat man die SSD-Speicher entwickelt. Sie ähneln den SD-Karten vom Prinzip her. Und sind in letzter Zeit in neuen Computern anstatt der Harddisk verbaut. Es gibt sie dabei prinzipiell in drei Ausführungen:
Es wäre noch zu vermerken dass die SSD-Karten nicht unbedingt defragmentiert werden müssen und laut einer PC-Zeitung sollte man dies auch nicht.
Es handelt sich um Produkte aus der Musik- und Unterhaltungsbranche welche alsbald auch als Datenträger für die EDV genutzt wurden. Am Anfang der 80er Jahre kamen die ersten CD heraus, heute sind sie alle noch wegen der Nutzung alter Programme und Daten interessant. Kleine Programme kommen aber immer noch auf CD oder DVD daher so dass es nicht falsch ist so ein Laufwerk zu haben. Wobei die jüngeren Blu-ray Laufwerke auch CDs und DVDs zumindest lesen können.