HDD


 Die HDDFAQ (von Holger Ehlers)
  Version : 1.4  (Korrekturen + Ergaenzungen willkommen!)

 Inhalt

 0. Die HDDFAQ
 0.1 Wo bekomme ich die HDDFAQ ?
 0.2 Welche Version ist aktuell ?
 0.3 Hinweise

 1. Bussysteme / Allgemeines / IDE
 1.1 IDE / EIDE allgemein
 1.2 Was bringt EIDE neues ?
 1.3 SCSI allgemein
 1.4 IDE und SCSI gemeinsam
 1.5 Master / Slave / Cable Select
 1.6 Powersave bei Festplatten
 1.7 Format / Lowlevel Format
 1.8 Benchmarks
 1.9 Festplattenprobleme
 1.10 Laufwerksbuchstaben
 1.11 504 MB / 2 GB Grenze
 1.12 Terminierung bei EIDE

 2. SCSI im Detail
 2.1 SCSI Normen
 2.2 Kabellaengen
 2.3 Terminierung
 2.4 ID, LUN
 2.5 Mapping
 2.6 SCSI Specials

 3. Massenspeicher-Technik
 3.1 Bauformen
 3.2 RAID
 3.3 Zugriffszeit
 3.4 Drehzahl
 3.5 Cache, Softwarecache, Cachecontroller
 3.6 MR-Koepfe, PRML
 3.7 PIO Modes
 3.8 Echte und unechte Megabytes
 3.9 ZBR
 3.10 Kalibrierung
 3.11 Interleave
 3.12 CHS
 3.13 S.M.A.R.T

 4. Dateisysteme
 4.1 FAT
 4.2 VFAT
 4.3 HPFS
 4.4 NTFS

 5. Produkte
 5.1 Diskettenersatz ?
 5.2 Streamer
 5.3 CDROM Laufwerke
 5.4 CD Brenner
 5.5 SCSI Hostadapter
 5.6 Festplattenkomprimierung

 6. Glossar
 6.1 Abkuerzungen
 6.2 Bezugsquellen
 

 0 Die HDDFAQ
 0.1 *Wo bekomme ich die HDDFAQ ?*

   Die jeweils neueste HDDFAQ kann bei meiner Mailbox, der PC POWER BBS in
  Walsrode bezogen werden: per Fido-Request unter der Adresse 2:241/1050
  (analog bis 28k8 + ISDN). Das Request-Magic lautet HDDFAQ

   Wer keinen Fidorequest durchfuehren kann, kann gern auch Online unter
  der Nummer 05161/910862 anrufen (analog+ISDN): Hier findet sich die FAQ
  im Dateibereich 2 (FAQs). Die HDDFAQ ist auch in zahlreichen anderen
  Mailboxen verfuegbar. In den Fidoechos 386.GER, HARDWARE.GER und
  STORAGE.GER poste ich alle 14 Tage eine aktuelle Liste der
  Support-Boxen.

   Neben der HDDFAQ gibt es von mir noch zwei weitere FAQs - am besten
  gleich requesten: Magics TAKTFAQ bzw. RAMFAQ.

  TAKTFAQ: *alles* zu Hochtakten von CPUs, CPU Faelschungen, Kuehlung,
           Bus/Boardtakt, Tuningtips, CPU Codenummern, Pentium Clones,
           CPU Upgrade, ...
  RAMFAQ:  *alles* ueber DRAMs: SIMM, PS/2, EDO, BEDO, EDRAM, DIMM,
           Zugriffszeiten, RAM Adapter, Parity, Page Mode, Interleave,
           Cachetechniken, Speicher fuer Grafikkarten, BIOS Settings,
           DRAM Codes entschluesselt, Shadow RAM, Shared Memory, ...

 0.2 *Welche Version ist aktuell ?*

   Interessierte Leser koennen per Netmail an mich (Holger Ehlers,
  2:241/1050.1) in den Mailverteiler aufgenommen werden, der per Netmail
  ueber jede neue Version der FAQ informiert.

 0.3 *Hinweise*

   Diese HDDFAQ ist verfasst worden von Holger Ehlers, PC POWER GmbH. Sie
  darf und soll frei weitergegeben werden, solange sie unveraendert
  bleibt. Das Copyright liegt bei der PC POWER GmbH. Ueber Feedback,
  Fehlerhinweise, Tips zu Erweiterungen etc. freue ich mich besonders.
  Bitte an 2:241/1050.1 adressieren. An dieser Stelle moechte ich mich
  bei allen bedanken, die mit Ihren Tips zu dieser FAQ beigetragen haben.

   Anmerkung: In dieser FAQ wird statt des eingebuergerten, aber
  eigentlich  falschen Begriffs 'SCSI Controller' die korrektere
  Bezeichnung 'SCSI Hostadapter' verwendet.
 

 1. Bussysteme / Allgemeines / IDE
 1.1 *IDE / EIDE allgemein*

   Das bei weitem beliebteste Bussytem fuer Massenspeicher ist heute der
  IDE bzw. EIDE Bus (auch: AT-Bus oder ATA). Er basiert auf einem Standard
  aus dem Jahre 1989, der von einem Herstellerkonsortium geschaffen wurde.
  Ungenormte IDE Vorlaeufer gab es schon ab 1985/86.
   Die Abkuerzung IDE deutet an, dass sich der eigentliche Festplatten-
  Controller - also die Elektronik, die die Festplatte steuert - auf der
  Festplatte befindet. Der auf modernen Mainboards bzw. auf Steckkarten zu
  findende '(E)IDE-Controller' ist eigentlich nur ein recht primitiver
  Pegelwandler und weitgehend unintelligent. Der Vorteil der Auslagerung
  der Steuerelektronik auf die Festplatte liegt in der besseren
  Anpassbarkeit an die Festplatte. Es muss naemlich nicht mehr wie frueher
  zu MFM / RLL Zeiten ein Controller zu (fast) allen Festplatten
  kompatibel sein, sondern die Elektronik kann individuell auf die
  Festplatte abgestimmt werden. Auf diesem Wege wurden den Fortschritt
  laehmende Controller-Standards (wie z.B. die maximalen 5 MBit/s bei MFM)
  vermieden.

   IDE ist standardmaessig auf 63 Sektoren, 16 Koepfe und 1024 Zylinder
  beschraenkt. Das ergibt - je nach Rechenweise - 504 'echte' MB bzw. 528
  MB aus Sicht der Hersteller (siehe 3.8). Erst die EIDE Erweiterung (s.
  1.2) laesst groessere Kapazitaeten zu.

   An einen (E)IDE Controller lassen sich pro Kanal zwei (E)IDE Geraete
  anschliessen. Alte IDE Controller verfuegen i.d.R. nur ueber einen
  Kanal. Modernere EIDE Controller bieten meist zwei Kanaele, bezeichnet
  mit 'Primary' und 'Secondary'. Dadurch ist es moeglich bis zu vier
  Geraete anzuschliessen. Der zweite Kanal ist zwar meist nicht elektrisch
  vom ersten getrennt, belegt aber aus Kompatibilitaetsgruenden
  unterschiedliche Ressourcen:

       (E)IDE Kanal     1     2     3       4
      --------------------------------------------
       I/O Port (Hex)   1F0  170H   1E8H    168H
       IRQ              14   15     12/11   11/10

 1.2 *Was bringt EIDE neues ?*

   Neu bei EIDE sind:

   - PIO Mode 2, 3, 4, (5 geplant)
   - Unterstuetzung von bis zu 127.5 GB grossen Platten (statt 504 MB)
   - neue Devicetypen (CDROM, Streamer) via ATAPI
   - Unterstuetzung von mehr als zwei Devices

   Parallel zur EIDE-Erweiterung mussten auch die BIOSse angepasst werden.
  Zusaetzlich zum alten Schema CHS sind die Modi LBA und der weniger
  gebraeuchliche 'Large' Modus hinzugekommen.

                       BIOS      CHS/IDE    EIDE       LBA/XCHS
    ------------------------------------------------------------
     Sektoren/Spur:    63        63         255        63
     Koepfe:           255       16         16         255
     Zylinder:         1024      1024       65536      1024
     = max. Groesse:   7.8 GB    504 MB     127.5 GB   7.8 GB

   Die wichtigste Neuerung bei EIDE ist sicherlich das Durchbrechen der
  504 MB Grenze. Ohne dieses Feature haette EIDE sicherlich keine Chance
  am Markt gehabt. In der vor-EIDE-Zeit gab es zwar schon einige Loesungen
  fuer Festplatten mit mehr als einem halben GB, aber diese waren wenig
  praxistauglich und IDE-untypisch teuer. So gab es z.B. eine 1 GB
  IDE Festplatte, die dem Controller zwei getrennte 504 MB Festplatten
  vorgaukelte.

   Auch Besitzer mit altem BIOS (z.B. AMI BIOS vor 25.7.1994) und altem
  IDE Controller, koennen die meisten Vorteile und vor allem die
  Kapazitaet einer modernen EIDE Festplatte nutzen. Die
  Festplattenhersteller bieten dazu Software an, die ein Ansprechen der
  Kapazitaet ueber 504 MB moeglich macht. Am weitesten verbreitet ist der
  Diskmanager von der Firma Ontrack, der z.B. bei Western Digital HDDs
  beigelegt wird. Fehlt ein solcher Treiber bei einer neu erworbenen HDD,
  sollte man seinen Haendler bitten, ihn zu besorgen oder sich selbst in
  der Herstellermailbox umsehen. Hinweis: Die meisten Treiber sind zwar
  prinzipiell mit allen Festplatten kompatibel, fragen jedoch bei der
  Installation den Hersteller der Festplatte ab, so dass z.B. die
  Installation eines WD Treibers auf einer NEC Festplatte fehlschlaegt.

   Wenn man durch ein Systemupgrade den installierten Treiber nicht mehr
  benoetigt, sollte man ihn nach Moeglichkeit durch die Deinstallations-
  Routine entfernen lassen. Ist das nicht moeglich oder vorgesehen, kann
  man den Treiber auch von Hand vom Bootsektor loeschen, indem man von
  einer Bootdiskette den undokumentierten Befehl 'FDISK /MBR' ausfuehrt.
  Dieser schreibt den Bootsektor der Festplatte neu (keine Sorge, die
  Daten der Festplatte bleiben erhalten) und entfernt dabei den Treiber.
  Leider funtioniert diese Methode nicht bei allen Treibern. Speziell beim
  Ontrack Diskmanager verwenden einige Versionen eine NON-DOS Partition,
  bei der der Trick mit FDISK natuerlich versagt. Hier muss neu formatiert
  werden, wenn die Software keine Deinstallation anbietet.

   EIDE Controller gibt es fuer ISA (schwer zu beschaffen!), VL und PCI
  Bus. Mit einem ISA EIDE Controller kann man aufgrund der beschraenkten
  Transferrate des ISA Busses sicher keine Leistungssteigerung erwarten,
  aber die anderen EIDE Vorteile lassen so auch mit ISA nutzen. Der
  typische EIDE Controller ist bereits mit zwei Kanaelen ausgestattet und
  kostet ohne BIOS unter 60 DM. Moderne PCI Boards haben fast alle einen
  EIDE Controllerchip auf dem Mainboard integriert, so dass ein separater
  Controller nur fuer mehr als zwei EIDE Kanaele in Frage kommt.

 1.3 *SCSI allgemein*

   SCSI ist seit 1986 offizieller ANSI Standard und ging Anfang der 80er
  Jahre aus den SASI Spezifikationen hervor, an denen sich Adaptec
  neben anderen Herstellern stark beteiligte. SCSI ist ein Bussystem, das
  speziell fuer Multitasking ausgelegt ist (siehe 2.6). Es zeichnet sich
  durch hohe Flexibilitaet, Kompatibilitaet, Zuverlaessigkeit und
  Erweiterbarkeit aus.

 1.4 *IDE und SCSI gemeinsam*

   Entgegen vieler Befuerchtungen von (E)IDE -> SCSI Umsteigewilligen ist
  der parallele Betrieb von (E)IDE und SCSI Geraeten in einem System
  problemlos moeglich. Es reicht, den SCSI Hostadapter sowie die SCSI
  Geraete physikalisch korrekt anzuschliessen. Ein Nachteil ist jedoch,
  dass weiterhin von der ersten (E)IDE Festplatte gebootet werden muss.
  Dieses Handicap laesst sich mit einem der folgenden 'Tricks' umgehen:

   - (E)IDE Festplatten nicht im BIOS eintragen und spaeter per Treiber in
     das System einbinden oder vom Betriebssystem erkennen lassen. Z.B.
     OS/2 hat dieses Feature serienmaessig. Als Treiber fuer DOS bietet
     sich z.B. Anydrive an.
   - SCSI Hostadapter von WD verwenden (diese unterstuetzen SCSI Boot vor
     IDE)
   - MR BIOS (Shareware BIOS, in div. Mailboxen) flashen. Dieses BIOS
     unterstuetzt als vermutlich einziges SCSI Boot vor IDE.

 1.5 *Master / Slave / Cable Select*

   In einem (E)IDE System koennen maximal zwei Festplatten an einen (E)IDE
  Kanal angeschlossen werden. Auf den Festplatten muss (meist) die
  aktuelle Konfiguration eingestellt sein, d.h. die Festplatte muss
  wissen, ob sie allein am betreffenden Kanal angeschlossen ist (Single),
  oder ob sie Gesellschaft hat. Ist letzteres der Fall, so muss eine
  'Rangordnung' festgelegt werden: Die erste Festplatte wird zum Master
  und die zweite zum Slave bestimmt. Ohne diese Einstellung laeuft ein
  (E)IDE System meist nicht stoerungsfrei.
   Ist bei einem EIDE System auch der zweite Kanal mit (E)IDE Geraeten
  belegt, ist analog zu verfahren. Zwei Beispiele:

   1. Kanal:    HDD     Master
                HDD     Slave
   2. Kanal:    CDROM   Single

   1. Kanal:    HDD     Single
   2. Kanal:    CDROM   Single

   Einige Geraete (besonders CDROMs) besitzen keine 'Single' Einstellung.
  In diesem Fall laufen sie meist mit der Einstellung 'Master' korrekt.

   Als weitere Einstellungsmoeglichkeit ist auf einigen (E)IDE Geraeten
  'Cable Select' (CS) zu finden. Mit einem speziellen (E)IDE Kabel
  (beondere Pinbelegung) koennen entsprechende Geraete dann selbst
  bestimmen, ob sie Master oder Slave sein muessen. Diese zeitgemaesse
  (weil praktisch 'Plug and Play'-) Moeglichkeit hat leider praktisch
  keine Verbreitung gefunden.

 1.6 *Powersave bei Festplatten*

   Wohl jedes neuere BIOS unterstuetzt Powermanagement nach der EPA Norm.
  Mit ihm laesst sich bei geeigneter (E)IDE Festplatte nach einiger Zeit
  ohne Festplattenzugriff der Plattenmotor abschalten. Dies spart ein paar
  Watt Strom und senkt den Laermpegel etwas. Nachteil ist eine verkuerzte
  Lebensdauer der Festplatte, denn die Mechanik ist nicht (wie z.B. bei
  Notebooks) darauf ausgelegt, besonders haeufig hoch- und runtergefahren
  zu werden. Aus diesem Grund sollte man das Powermanagement fuer die
  Festplatte entweder ganz ausschalten oder wenigstens eine lange
  Verzoegerungszeit einstellen.

   SCSI Festplatten unterstuetzen ebenfalls meist einen Powersave Modus,
  nur ist dieser nicht durch das PC BIOS zu aktivieren. Entweder
  uebernimmt der SCSI Hostadapter oder ein Treiber das Powermanagement.
  Auch hier gelten natuerlich obige Hinweise zur Lebensdauer.

 1.7 *Format / Lowlevel Format*

   Das normale Format kennt jeder: Es ist zur Einrichtung jeder neuen
  Festplatte notwendig. Es werden alle (eventuell vorhandenen) Daten auf
  der Festplatte geloescht und die Festplattenstruktur wird entsprechend
  dem Dateisystem (z.B. FAT, s. 4.1) eingerichtet.

   Selten wird das Lowlevel Format (LL) benoetigt. Es kann nicht mit DOS
  Befehlen, sondern nur mit speziellen Tools durchgefuehrt werden. Beim
  Lowlevel Format ist es wichtig, darauf zu achten, dass man das richtige
  Format-Programm verwendet (meist vom Plattenhersteller). Andere Software
  zur Lowlevel-Formatierung loescht unter Umstaenden die Bad-Sector Map
  und andere wichtige Informationen (z.B. ZBR Eintraege). Dadurch kann
  eine Festplatte dauerhaft unbrauchbar werden oder ihre Kapazitaet extrem
  schrumpfen. LL-Format wird nur benoetigt, wenn eine Festplatte mit dem
  normalen DOS Format nicht mehr ansprechbar ist. Einige Festplatten
  fangen aus Sicherheitsgruenden den Befehl zum LL-Format ab und fuehren
  statt dessen ein ganz normales Format durch.

 1.8 *Benchmarks*

   Festplatten-Benchmarks gibt es viele. Doch nur wenige sind wirklich
  geeignet, praxisrelevante und vergleichbare Leistungsdaten einer
  Festplatte zu bestimmen. Primitive Benchmarks arbeiten mit
  Datenbloecken, die in den Festplattencache passen, und bestimmen so nur
  die Interfacegeschwindigkeit und nicht die Geschwindigkeit der
  eigentlichen Festplatte (z.B. Coretest ist so ein Programm). Andere
  Programme messen nur die Zugriffszeit oder bestimmen die Geschwindigkeit
  bei linearem Lesen von der Festplatte; ebenfalls wenig praxisrelevante
  Eckdaten.
   Eine gute Empfehlung ist dagegen das Programm CTHDBENCH aus der c't
  Mailbox. Es liest und schreibt auf der Festplatte mit variablen
  Blockgroessen und bestimmt einen realistischen, nach Schreib- und
  Lesezugriffen gewichteten, Mittelwert. Um vergleichbare Messdaten zu
  erhalten, ist es allerdings unabdingbar, die Rahmenbedingungen fuer die
  Messungen gleich zu halten. Wichtig bei allen Festplattenbenchmarks: Der
  Softwarecache muss ausgeschaltet sein! Messungen mit Festplattencache
  fallen unrealistisch hoch aus und sind nicht vergleichbar.

 1.9 *Festplattenprobleme*

   Zu diesem Thema kann man sicher ganze Buecher schreiben. Hier nur ein
  paar der haeufigen Festplattenprobleme:

  ?: "HDD error or HDD not ready" bzw. Festplatte wird nach dem
     Einschalten nicht erkannt, wohl aber nach einem Reset
  !: Moeglicherweise hat die Festplatte nicht genuegend Zeit, hochzufahren
     und sich korrekt beim Controller zu melden. Testweise die Bootzeit
     durch langen Speichertest und 'Floppy Seek enabled' verlaengern.

  ?: Beim entpacken von Archiven werden Fehler in der Checksumme gemeldet
     oder .EXE Dateien werden als defekt gemeldet.
  !: Eine Ursache koennen Uebertragungsfehler durch schlechte oder zu
     lange (!) Kabel sein. Im SCSI Bereich kann es u.U. an einer falschen
     Terminierung liegen.

  ?: Eine neue Festplatte laeuft gar nicht an.
  !: Bei manchen Modellen (insbes. SCSI) muss ein Jumper gesetzt werden,
     damit die HDD von selbst hochfaehrt. Die Position dieses Spinn-off
     Jumpers sollte in der Dokumentation erklaert sein.

  ?: Eine laenger nicht benutzte Festplatte laeuft nicht mehr an.
  !: Viele aeltere Festplatten (besonders einige Seagate-Serien) haben
     dieses Problem. Es wird durch ein Festkleben (Adhaesion) der Koepfe
     auf der Plattenoberflaeche verursacht. Durch die vielen
     Parkvorgaenge, bei denen der Kopf auf der Oberflaeche landet, wird
     diese glatt geschliffen. Irgendwann ist die Haftung so gross, dass
     der Motor die Koepfe nicht mehr lossreissen kann. Baut man die HDD
     aus und beschleunigt sie mehrere Male ruckartig um die Drehachse des
     Plattenstapels, laesst sich das Problem oft (temporaer) loesen.

  ?: Lagerschaden! Die Festplatte gibt keinen Ton mehr von sich.
  !: In vielen Faellen haben ein paar Tropfen Salatoel (besser:
     Maschinenoel) auf die Lagerachse Wunder bewirkt. Lange einsickern
     lassen. Wenn man Glueck hat, kann man danach noch ein letztes Backup
     machen.

  ?: Laeuft Festplatte x mit Modell y zusammen ?
  !: Hier kann die ATBUS Liste von Sepp Lindinger vielfach weiterhelfen.
     Siehe Bezugsquellen (6.2).

 1.10 *Laufwerksbuchstaben*

   Die Reihenfolge, in der DOS/Win95 die Laufwerksbuchstaben vergibt ist
  eine Wissenschaft fuer sich. DOS/Win95 koennen nur von einer primaeren
  Partition booten. Diese Partition auf der Bootplatte bekommt den
  Laufwerksbuchstaben 'C:'. Danach bekommen alle primaeren Partitionen auf
  den angeschlossenen Festplatten (bei EIDE+SCSI kommt SCSI zuletzt) der
  Reihe nach einen Laufwerksbuchstaben zugewiesen. Darauf folgen die
  logischen ("erweiterten") Partitionen. Werden nach dieser Festlegung
  noch andere Partitionen (z.B. via Treiber) eingebunden, bekommen sie den
  naechsten freien Laufwerksbuchstaben zugewiesen.

   Bei CDROM Laufwerken kann man mit dem MSCDEX Parameter 'L:x' dem
  jeweiligen Laufwerk einen bestimmten frein Buchstaben zuweisen (auch
  ausser der Reihenfolge). Ist eine Festplatte mit einem Komprimierungs-
  programm bearbeitet worden, so bekommt das Hostdrive (also das reale
  Laufwerk) meist den Buchstaben 'H:' zugewiesen, waehrend das erste
  komprimierte Laufwerk 'C:' heisst.

 1.11 *504 MB / 2 GB Grenze*

   Die 504 MB Grenze bei IDE ist bereits in 1.2 erlaeutert. Gesondert will
  ich hier auf eine weitere Schlampigkeit bei EIDE eingehen: Die frisch
  entdeckte 2 GB Grenze. Bei der Umstellung von IDE zu EIDE waren die
  meisten BIOS Programmierer etwas zu sparsam, als sie die Zylinderzahl
  von 1024 auf nur 4096 (statt der 65536 moeglichen, s. 1.2) Zylinder
  erhoehten. So war die neue 2 GB Grenze geschaffen, mit der momentan die
  ersten Festplatten und PCs zu kaempfen haben.
   Laut Western Digital - die eine Softwareloesung zur Umgehung der neuen
  Grenze anbieten - funktionieren in mehr als 80% der zwischen 1992 (Beginn
  von EIDE) und Februar 1996 (dem Auftauchen der ersten 2 GB EIDE
  Festplatten) hergestellten BIOSse solche Festplatten nicht. Entweder
  werden sie nur mit 2 GB angesprochen oder gar nicht erkannt.

 1.12 *Terminierung bei EIDE*

   Man glaubt es kaum, aber der Wahnsinn des unterminierten EIDE Buses
  soll mit dem neuen ATA-3 Standard doch noch ein Ende bekommen: Die
  Einfuehrung einer primitiven seriellen Terminierung fuer EIDE ist
  geplant. Nur so ist es moeglich weiterhin immer schnellere PIO Modes zu
  spezifizieren, ohne dass die zulaessige Kabellaenge unter 1 cm sinkt.
  Diese Terminierung ruft jedoch - wer haette das gedacht - neue Probleme
  bei dem Zusammenspiel von Master und Slave hervor.
 

 2. SCSI im Detail
 2.1 *SCSI Normen*

     Norm              Bitbreite  max. Transferrate
    -----------------------------------------------------
     SCSI 1              8 Bit      3.3 MB/s (asynchron)
     SCSI 1              8 Bit        5 MB/s (synchron)
     SCSI 2              8 Bit        5 MB/s (synchron)
     Fast SCSI 2         8 Bit       10 MB/s (synchron)
     Wide SCSI 2        16 Bit       10 MB/s (asynchron)
     Fast Wide SCSI 2   16 Bit       20 MB/s (synchron)
     Fast 20             8 Bit       20 MB/s (synchron)
     Fast Wide 20       16 Bit       40 MB/s (synchron)
     Fast 40             8 Bit       40 MB/s (synchron)
     Fast Wide 40       16 Bit       80 MB/s (synchron)

    Anmerkungen:

   - Neben dem 16 bittigen Wide SCSI ist auch 'Wide 32' also Wide SCSI mit
     32 Bit normiert worden. Dieser Standard ist jedoch ohne praktische
     Bedeutung - allein schon wegen der noetigen extrem teuren Kabel.
   - Die 'Fast 20' bzw. 'Fast 40' Norm ist auch unter dem Arbeitstitel
     'Ultra SCSI' oder 'SCSI 3' bekannt und wird oft auch so beworben.
     Fast 40 ist noch nicht endgueltig spezifiziert und wirft in der
     Praxis (110 poliges Kabel!) grosse Probleme auf.
   - Das normale 8 Bit SCSI wird zur besseren Unterscheidung gern 'Narrow
     SCSI' genannt.

    Synchrone / Asynchrone Uebertragung: Sind Sender und Empfaenger im
   Gleichtakt, so muss nicht nach jeder Datenuebertragung zusaetzliche
   Synchronisationsinformation uebertragen werden ('ok, hab' ich, schick
   das naechste ...'). Daher ist die synchrone Datenuebertragung am SCSI
   Bus schneller als die asynchrone.

    Was ist Differential SCSI ? Vereinfacht gesagt: Bei Differential SCSI
   Devices ist (im Gegensatz zum normalen 'Single Ended SCSI') jede
   Leitung doppelt vorhanden. Bei der Datenuebertragung ist nun nicht der
   Pegel auf einer Leitung das zu uebertragende Datum, sondern die
   Pegeldifferenz zwischen beiden Signalen ist die Information. Vorteil
   hierbei ist die hoehere Stoersicherheit. Dazu ein Beispiel:

          Festplatte        --->        Hostadapter
        sendet logisch 0           empfaengt durch Stoerung logisch 1

    Nun weiss ein normaler Hostadapter natuerlich nicht mehr was richtig
   und was falsch ist. Er kann zwar durch Paritypruefung feststellen, dass
   etwas falsch uebertragen wurde, aber das behebt den Fehler nicht und die
   Paritypruefung ist auch nur bei einem Fehler pro Block zuverlaessig.
    Wenn nun eine Stoerung auf eine Differential SCSI Leitung einwirkt, so
   wird das Signal auf beiden Leitungen gleichartig beeinflusst. Die
   Differenz der Signale bleibt also gleich und die Information ist
   unveraendert.

 2.2 *Kabellaengen*

   Laut SCSI Standard sind folgende Kabellaengen des SCSI Busses maximal
  zulaessig (interne Buslaenge + externe Buslaenge):

    SCSI Standard          max. Laenge
   -----------------------------------------------------------------
    SCSI I                 6 Meter
    (Fast) SCSI II         3 Meter
    Differential SCSI II   25 Meter
    Fast 20                3 Meter: bis 4 Devices/1.5 Meter bis 8 Devices
    Fast 40                noch nicht spezifiziert

   SCSI Kabel sind leider oft recht teuer. Aber nur bei einem wirklich
  hochwertigen Kabel ist es moeglich, die volle spezifizierte Laenge des
  SCSI Busses auszunutzen - speziell bei den neuen Modi Fast 20 und Fast
  40. Von Billigware ist also abzuraten. Ein internes Fast 20 Kabel kann
  schon mal 80 DM kosten.

 2.3 *Terminierung*

   Im Gegensatz zu (E)IDE bzw. ATA-2 herrscht bei SCSI
  Terminierungs-Pflicht. Das heisst, der SCSI Bus muss an seinen
  physikalischen Enden terminiert sein. Das klingt einfach, ruft in der
  Praxis aber viele Verwirrungen und Fehler hervor. Zur korrekten
  Terminierung hier drei Beispiele: (!: Terminator, --- : SCSI Kabel)

   !Hostadapter ---- Festplatte ---- CD ROM!
   !Festplatte ---- Hostadapter ---- externer Scanner!
   !Hostadapter ---- Festplatte!

   Eigentlich simpel, oder ? Gut, jetzt noch ein paar Details. Zur
  korrekten Terminierung gehoert noch die Speisung des SCSI Busses mit
  TERMPWR, der Stromversorgung fuer die Terminierung (+5 V). Am SCSI Bus
  darf nur ein Geraet TERMPWR liefern. Sonst kann es zu Fehlfunktionen und
  sogar zu Hardwaredefekten kommen (die auf den meisten SCSI Hostadaptern
  zu findende Sicherung soll u.a. Schaeden durch falsche Einstellungen
  verhindern). Ueblicherweise uebernimmt der SCSI Hostadapter die
  Bereitstellung von TERMPWR.

   Waehrend bei SCSI 1 und SCSI 2 ueblicherweise mit passiver Terminierung
  gearbeitet wird, so ist bei den neuen SCSI Normen Ultra SCSI 3 bzw.
  Fast 20 / Fast 40 aktive Terminierung Pflicht. Was hat man sich unter
  diesen beiden Varianten vorzustellen ?

   passive Terminierung: Sie besteht aus einem Widerstandsnetzwerk, das
  die Signalleitungen mit 220 Ohm gegen +5 V ('Pull-Up Resistor) und 330
  Ohm gegen Masse ('Pull-Down Resistor') terminiert:

        ------------------------- + 5 V TERMPWR
                           |
                       [220 Ohm]
                           |
        ------------------------- Signal
                           |
                       [330 Ohm]
                           |
        ------------------------- Masse 0 V

   aktive Terminierung: Sie sorgt auf dem Bus fuer sauberere Signale, ist
  aber aufwendiger als die uebliche passive Terminierung. Grob vereinfacht
  gesagt, wird bei der aktiven Terminierung durch Regelung der 'passende'
  Widerstand erzeugt und damit optimale Signaluebertragung erreicht.
  Terminiert wird das Signal gegen 2.85 V TERMPWR:

             ------------------------- TERMPWR 2.85 V
                     |              |
                Clamping Diode      |
                     |              |
     Signal  -----------[110 Ohm]---Spannungsregler
                     |              |
                Clamping Diode      |
                     |              |
             ------------------------- Masse

   Wozu Terminierung? Sie dient dazu Stoerungen auf dem SCSI Bus zu
  vermindern. Nur so sind die relativ grossen Kabellaengen von SCSI
  moeglich. Sind keine Terminatoren vorhanden, so werden die Transienten
  (Flanken, Impulse) am Kabelende reflektiert und laufen solange im Kabel
  hin und her, bis sie sich 'totgelaufen' haben, d.h. ausreichend
  gedaempft sind. Dabei ueberlagern sie die eigentlichen Nutzsignale.
  Dieser Effekt ist in etwa mit einem Geisterbild beim Fernseher zu
  vergleichen. Sind die Reflexionen stark genug, und passen sie auch vom
  Timing her, dann koennen die Nutzsignale so stark veraendert werden,
  dass es Uebertragungsfehler gibt.

   In der Praxis erfolgt die Terminierung meist durch Aktivierung des
  eingebauten Terminators via Jumper oder DIP Schalter bzw. durch
  aufstecken des Widerstandsnetzwerks. In letzterem Fall ist die korrekte
  Einbaulage zu beachten: Bei den Widerstandsnetzwerke ist Pin 1 meist
  durch einen kleinen Punkt markiert. Alles weitere sollte in der
  Dokumentation des SCSI Geraets zu finden sein.
   Problematisch wird die Terminierung beim gemischten Betrieb von Wide
  SCSI und 'Narrow' SCSI an einem Bus. Dort muss dann beim Uebergang von
  16 Bit auf 8 Bit mit einem speziellen Terminator (schwer zu beschaffen)
  der Wide-Teil des Busses abgeschlossen werden, waehrend der andere Teil
  erst am Ende des dann 8 bittigen Busses terminiert wird. Beispiel:
  (===: Wide SCSI, ---: Narrow SCSI, != jew. Terminator)

   !Wide Hostadapter ==== Wide HDD ==== Wide HDD! ---- CDROM!
   ^Wide Terminator             spez. Terminator^           ^ Narrow Term.

 2.4 *ID / LUN*

   Jedem Geraet (Device) am SCSI Bus muss eine ID zugeordnet werden. Unter
  dieser ID wird das Geraet am SCSI Bus identifiziert. Eine ID darf nur
  einmal pro Bus vergeben werden. Entsprechend den maximalen Devicezahlen
  gibt es fuer 8 bit-SCSI 8 IDs und fuer Wide SCSI 16 IDs. Die hoechste ID
  wird in aller Regel vom SCSI Hostadapter selbst belegt. Im Falle von 8
  bit-SCSI bleiben also die IDs 0..7 fuer SCSI Geraete frei. Beim Booten
  des Systems sucht der SCSI Hostadapter beginnend von ID 0 alle IDs nach
  Geraeten ab. Meist wird von der niedrigsten SCSI ID gebootet. Ansonsten
  ist die Vergabe der IDs relativ egal, obwohl sich einige 'Standards'
  etabliert haben. Je hoeher die ID ist, desto hoeher ist auch die
  Prioritaet des SCSI Geraets am Bus. Dies hat in der Praxis jedoch wenig
  Bedeutung.

   CDROM-Wechsler, RAID Hostadapter (und einige andere Geraete) arbeiten
  mit Sub-IDs, den sogenannten LUNs. Jede CD eines CDROM Wechslers bekommt
  eine eigene LUN und wird unter dieser angesprochen. Da bei SCSI pro ID
  bis zu 8 LUNs erlaubt sind, ist es theoretisch moeglich bis zu 56
  Geraete an den (8 bit-) SCSI Bus anzuschliessen. 'Theoretisch' deshalb,
  da LUNs von den wenigsten Geraeten unterstuetzt werden.

 2.5 *Mapping*

   'Mapping' bezeichnet die Zuordnung der logischen Sektoren zu den
  physikalichen Sektoren auf der Festplatte. Aus technischen /
  PC-Historischen Gruenden kann man eine Festplatte nicht einfach so wie
  sie ist ansprechen. Dieses Mapping ist leider herstellerspezifisch.
  Probleme macht insbesondere der Wechsel von einem NCR SCSI Hostadapter zu
  einem Adaptec, da der Adaptec das Mapping des NCR nicht versteht. Hier
  ist dann eine Neuformatierung noetig. Umgekehrt geht der Wechsel ohne
  Probleme.

   Das sog. 'Bad-Sector-Remapping' bezeichnet die Faehigkeit moderner
  Festplatten, einzelne als defekt erkannte Sektoren automatisch durch
  versteckte 'Reservesektoren' zu ersetzen. Dieses Remapping fuehrt dazu,
  dass der Anwender normalerweise gar nicht mitbekommt, wann einzelne
  Sektoren defekt sind. Ist die Festplatte ernsthaft defekt, reicht der
  Reservebereich irgendwann nicht mehr aus, und es tauchen Bad Sectors
  auf, die nicht mehr umgemappt werden koennen.

 2.6 *SCSI Specials*

   Hier kurze Erklaerungen zu interessanten Techniken, die SCSI verwendet:

  - Busmaster DMA - der PC, genauer die CPU, gibt dem Hostadapter einen
    I/O Auftrag, dieser fuehrt ihn selbstaendig aus, in dem er Daten
    mittels eigener Hardware direkt von/zu einem bestimmten Bereich des
    Hauptspeichers transferiert und teilt dem - inzwischen vielleicht
    anderweitig taetigen - CPU mit, wenn die Aktion beendet ist. Im
    Vergleich zu den bei (E)IDE ueblichen PIO Modes mit hoher CPU
    Belastung also ein fuer die CPU-Last schonendes Verfahren und
    insbesondere bei Multitasking ein grosser Performancegewinn.

  - Disconnect / Reconnect - ein Target (Device, Geraet), das vom Host
    Adapter einen Auftrag bekommen hat (z.B. beschaffe mir die Daten xxx)
    koppelt sich vom SCSI Bus ab, so lange es beschaeftigt ist. Dadruch
    wird der SCSI Bus frei und der Hostadapter kann inzwischen schon ein
    anderes Target initialisieren. Wenn ein Target seine Aufgaben erledigt
    hat, meldet es sich wieder am SCSI Bus an.

  - Scatter / Gather - mehrere Schreib- oder Lesezugriffe, auch wenn sie
    nicht zusammen haengend sind, werden in einer Operation ausgefuehrt.

  - Command Queuing / Tagged Queuing - mehrere Befehle werden gesammelt
    und dann in der guenstigsten Reihenfolge (die nicht der Reihenfolge
    des Befehlseingangs entsprechen muss), abgearbeitet. Z.B. koennen so
    die Sektoren einer Platte in kontinuierlicher Reihenfolge statt
    sprunghaft geanfahren werden.

 2.7 *Pinbelegung*

   Ein Narrow (8 Bit) SCSI 1/2 Kabel ist intern wie folgt beschaltet:

     Pin  Signal  Pin  Signal  Pin  Signal  Pin  Signal  Pin  Signal
    -----------------------------------------------------------------
      1   GND     11   GND     21   GND     31   GND     41   GND
      2   DB0     12   DB5     22   GND     32   ATN     42   MSG
      3   GND     13   GND     23   nc      33   GND     43   GND
      4   DB1     14   DB6     24   nc      34   GND     44   SELECT
      5   GND     15   GND     25   nc      35   GND     45   GND
      6   DB2     16   DB7     26   TERMPWR 36   BUSY    46   C/D
      7   GND     17   GND     27   nc      37   GND     47   GND
      8   DB3     18   DB8     28   nc      38   ACK     48   REQ
      9   GND     19   GND     29   GND     39   GND     49   GND
     10   DB4     20   GND     30   GND     40   RESET   50   I/O
 

 3. Massenspeicher-Technik
 3.1 Bauformen

   Gaengige Festplatten haben eine Breite ('Formfaktor') von 3.5 Zoll und
  eine Bauhoehe von 1". Dies war und ist jedoch nicht immer so. Frueher -
  ganz zu Beginn der Festplattentechnik (als Festplatten noch
  'Winchesterdrives' hiessen) - gab es Formfaktoren von bis zu 8" (das
  sind ueber 20 cm!). Lange Zeit waren 5.25" Festplatten state-of-the-art.
  Heute gibt es (ausser im Bereich extrem hoher Kapazitaeten)
  ausschliesslich Festplatten mit Formfaktor 3.5" (Desktop PC) oder
  kleiner (z.B. Notebook: 2.5", PCMCIA: 1.8" etc.). Die Bauhoehe hat sich
  ebenfalls verringert. Standard ist HH (1.6") oder flacher. Bei Notebooks
  sind die Hoehen 0.5", 0.66" oder 0.75" ueblich.

 3.2 *RAID*

   RAID bezeichnet eine Gruppe von Standards zur Erhoehung der
  Datensicherheit in professionell genutzten Massenspeichersystemen. Der
  Standard geht auf eine Veroeffentlichung von Gibson, Katz und
  Patterson aus dem Jahre 1987 zurueck. Die Grundidee von RAID ist es,
  durch die (redundante) Verwendung mehrerer Festplatten ein schnelles,
  fehlertolerantes Festplatten-Verbundsystem aufzubauen. Dazu ist in der
  Regel ein spezieller SCSI Hostadapter notwendig. Folgende RAID Levels
  sind z.Zt. genormt:

     RAID  Bezeichnung     Pruefcode    min. Daten HDDs + Pruef HDDs
    -----------------------------------------------------------------
      0    Stripe Set      kein                2              -
      1    Disk-Mirroring  kein                1              1
      2    Stripe Set      Hamming Code dediz. 2              1
      3    Stripe Set      XOR dediziert       2              1
      4    Sector Striping XOR dediziert       2              1
      5    Stripe Set      XOR verteilt        2              1
      6    Stripe Set      2x XOR verteilt     2              2

   Neben den 'offiziellen' RAID Levels 0-5 und dem hier ergaenzend
  genannten RAID 6 gibt es eine Vielzahl herstellerspezifischer Standards
  wie z.B. Mylex RAID 6 (Kombination aus RAID 0 und 1) und 7, Siemens RAID
  7 etc. Diese sind jedoch haeufig inkompatibel und nur mit den
  Hostadaptern der jeweiligen Hersteller verwendbar.

   RAID 0: Auf zwei oder mehr Festplatten wird parallel zugegriffen.
  Dadurch laesst sich bei Lese- und Schreibzugriffen die Transferrate
  erheblich steigern. Die Zugriffszeit bleibt natuerlich gleich hoch. RAID
  0 ist eigentlich kein echtes RAID, da es nicht redundant arbeitet. Die
  Gefahr eines Datenverlusts wird durch RAID 0 sogar noch erhoeht, da im
  Falle des Defekts einer Festplatte alle Daten verloren gehen. Fuer RAID
  0 benoetigt man nicht zwingend einen RAID Hostadapter. Es kann auch vom
  MR BIOS softwareseitig erzeugt werden. Natuerlich ist letzteres keine
  professionelle Loesung. Nichtsdestotrotz kann auch dieser Weg den
  Druchsatz erheblich ankurbeln.

   RAID 1: Ein einfaches Verfahren zur Erhoehung der Datensicherheit: Alle
  Daten werden parallel auf zwei Festplatten geschrieben. Der Datenbestand
  beider Festplatten ist also identisch. Nachteile dieses 'Primitiv-RAID'
  sind die 50%-ige Platzverschwendung und die immer noch relativ grosse
  Datenunsicherheit. Im Falle eines Schreibfehlers auf einer Festplatte
  laesst sich naemlich bei RAID 1 nicht bestimmen, welche der beiden HDDs
  die richtigen Daten gespeichert hat.
   Eine erweiterte Form des Mirrorings ist das Disk-Duplexing. Hierbei
  sind nicht nur zwei Festplatten, sondern auch zwei Hostadapter vorhanden,
  so dass auch bei Ausfall eines Hostadapters weiter gearbeitet werden
  kann. Zur Erhoehung der Datensicherheit wird RAID 1 gern mit einem
  anderen RAID Level kombiniert.

   RAID 2: Bei RAID 2 werden die Daten aehnlich wie bei RAID 0 ueber zwei
  oder mehr Festplatten verteilt. Zusaetzlich wird eine Festplatte mit
  einer Pruefsumme nach dem Hamming-Code beschrieben. Der Hamming-Code ist
  in der Lage kleinere Fehler im Datenbestand nicht nur zu erkennen,
  sondern auch zu beheben. Durch das dedizierte Laufwerk fuer den
  Fehlercode wird RAID 2 recht langsam. Ausserdem ist es durch die in
  allen modernen Festplatten enthaltenen Fehlerpruefcodes obsolet
  geworden.

   RAID 3: Eine vor allem in der Performance verbesserte Alternative zu
  RAID 2. Es arbeitet wiederum auf Basis eines Stripe Set und speichert
  die redundante Fehlerinformation auch auf einem separaten Laufwerk. Im
  Unterschied zu RAID 2 wird aber eine XOR-Verknuepfung als Redundanzcode
  verwendet. Bei Ausfall einer Festplatte ist es moeglich alle Daten
  waehrend des Betriebs aus den Daten der anderen Festplatten zu
  errechnen. Es tritt also kein Datenverlust auf. RAID 3 ist recht flink,
  aber seine Leistung bricht bei kleinen, unzusammenhaengenden
  Datenbloecken schnell zusammen. Gut fuer grosse Datentransfers.

   RAID 4: Das sogenannte Sector Striping verteilt die Daten in groesseren
  Bloecken als RAID 3 auf die verschiedenen Festplatten. Ansonsten wird
  ebenfalls ein Laufwerk mit XOR Pruefsumme verwendet. Der Vorteil des
  Stripings geht durch den Flaschenhals der dedizierten Festplatte fuer
  den Fehlercode verloren. Nur bei Lesezugriffen kann das Striping seine
  Vorteile ausspielen.

   RAID 5: Diese RAID Level stellt praktisch eine Kombination aus RAID 0,
  3 und 4 dar. Auch hier werden die Daten ueber drei oder mehr Festplatten
  verteilt und eine XOR Pruefsumme wird erzeugt. Allerdings wird die
  Pruefsumme nicht wie bei den anderen RAID Levels auf einer dedizierten
  Festplatte untergebracht, sondern ist ueber alle Laufwerke verteilt
  ('Striped Parity'). Dadurch entsteht kein Flaschenhals. RAID 5 bietet
  hohe Datensicherheit und ist durch seine gute Performance heute sehr
  beliebt. Da das Berechnen XOR Pruefsumme und die Verteilung der
  Informationen auf die einzelnen HDDs recht aufwendig ist, wird auf RAID
  5 Hostadaptern meist ein eigener 'RAID 5 Chip' eingesetzt.

   RAID 6: (nicht offiziell standardisiert) Praktisch ein erweitertes RAID
  5. Hier werden zwei zusaetzliche HDDs zur Fehlersicherung eingesetzt.
  Die Daten werden jedoch ebenfalls ueber alle HDDs verteilt. Hoechste
  Redundanz.

   Die das Patitybit berechnet sich bei RAID wie folgt:

           HDD 1 XOR HDD 2 XOR HDD 3 ( ... ) = Parity Bit

   Neben der Erhoehung der Ausfallsicherheit bietet RAID einige Techniken,
  um im Fehlerfall moeglichst schnell wieder eine redundante Datenhaltung
  aufbauen zu koennen:

  - Hot Swapping: Waehrend des laufenden Serverbetriebs kann eine defekte
    Festplatte durch eine neue ausgetauscht werden. Das betroffene
    Laufwerk wird dazu vom Hostadapter automatisch abgeschaltet und die
    neue Festplatte wird automatisch eingerichtet und in das RAID System
    eingebunden. Der Serverbetrieb kann waehrenddessen weitergehen.

  - Hot Standby: Eine zusaetzliche Festplatte wartet in ausgeschaltetem
    Zustand auf einen eventuellen Defekt einer der Platten des Arrays.
    Tritt dieser ein, so wird die bisher ungenutzte Festplatte automatisch
    hochgefahren und die defekte Platte wird deaktiviert. So wird ohne
    Benutzereingriff trotz Defekts immer hoechste Redundaz bewahrt.

 3.3 *Zugriffszeit*

   Die Zugriffszeit einer Festplatte ist die Zeit, die die Festplatte
  durchschnittlich beginnend vom Empfang des Befehls bis zum Lesen des
  ersten Bits benoetigt. Sie setzt sich folgendermassen zusammen:

     Zeit fuer Befehlsdecodierung (das 'verstehen' des Befehls)
   + Zeit fuer Kopfpositionierung
   + Head settle Time (Zeit bis der Kopf ruhig ueber der Spur steht)
   + Latenzzeit (Zeit bis gewuenschter Sektor vorbeizieht)
   ------------------------------------------------------------------
   = Zugriffszeit

   Da die mittlere Zugriffszeit das wohl meist beachtete
  Leistungskriterium fuer Festplatten ist, haben sich die Hersteller
  eigene Definitionen der Zugriffszeit einfallen lassen, die - natuerlich
  - zu geringeren Werten fuehren, als die oben erklaerte offizielle
  Definition. So wird statt der 'Full-stroke' Zugriffszeit (Zugriffszeit
  gemittelt fuer zufaellige Zugriffe ueber die gesamte Platte) gern die
  Zeit fuer '1/3 stroke' angegeben (Zugriffszeit fuer zufaellige Sektoren
  innerhalb des ersten Plattendrittels). Andere lassen die Angabe der
  Zugriffszeit sogar ganz weg und geben statt dessen die noch weniger
  aussagefaehige Latenzzeit an (letztere ist naemlich nur von der Drehzahl
  der Festplatte abhaengig).

   Heute gaengige EIDE und SCSI Festplatten fuer den Consumer Markt weisen
  Zugriffszeiten von ca. 11-15 ms auf. Etwas aeltere Festplatten liegen
  meist bei 15-20 ms, alte MFM Platten kommen auf 40 ms und mehr.
  Hochleistungsfestplatten schaffen deutlich unter 10 ms.

   Man sollte sich bei der Kaufentscheidung nicht auf eine moeglichst
  geringe Zugriffszeit festlegen - andere Kriterien sind viel wichtiger.
  Die Zugriffszeit ist (solange sie im Rahmen bleibt) eher unwichtig. Ein
  paar ms mehr oder weniger sind nur bei Datenbankzugriffen zu bemerken.

 3.4 *Drehzahl*

   Neben der mittleren Zugriffszeit (deren Bedeutung oft ueberschaetzt
  wird), spielen Cachegroesse (siehe 3.5) und Drehzahl der Festplatte eine
  wichtige Rolle bei der Beurteilung der Leistungsfaehigkeit.

   Je schneller eine Festplatte sich dreht, desto geringer wird die
  Latenzzeit, also die Zeit, bis nach korrekter Positionierung das
  gesuchte Datum unter dem Schreib-/Lesekopf herfliegt. Wenn der
  Festplattencontroller schnell genug ist, dann setigt mit der Drehzahl
  natuerlich auch die Datenuebertragungsrate. Gaengige Drehzahlen sind:

    Drehzahl   Anwendung              Anmerkung
   ---------------------------------------------------------------------
    3600 rpm   Billig-(E)IDE HDDs     nicht mehr zeitgemaess
    4500 rpm   Standard bei EIDE      zunehmend von 5400 rpm verdraengt
    5400 rpm   bessere EIDE/SCSI HDDs merklich lauter als 4500 rpm
    7200 rpm   Hochleistungs-HDDs     meist laut, unangenehmes Pfeifen

   Festplatten mit 7200 Umdrehungen in der Minute geben nicht nur haeufig
  ein unangenehm empfundenes sirren von sich, sondern entwickeln zumeist
  auch recht viel Waerme. Bei einigen Modellen ist in nicht klimatisierten
  Raeumen oder bei engen Rechnergehaeusen ein zusaetzlicher Luefter
  anzuraten. Die Hersteller deratiger HDDs weisen ausdruecklich darauf
  hin, dass mit steigender Betriebstemperatur die MTBF leidet. Mehr als 50
  Grad sollte eine Festplatte auf keinen Fall laengere Zeit ertragen
  muessen.

   Die Drehzahl einer (E)IDE Festplatte laesst sich recht zuverlaessig mit
  dem Programm 'CTATBUS' aus der c't Mailbox bestimmen. Dieses Programm gibt
  auch viele weitere wertvolle Informationen ueber (E)IDE Festplatten.

 3.5 *Cache, Softwarecache, Cachecontroller*

   Der auf jeder modernen Festplatte eingebaute Cache dient dazu, Lese-
  (und zum Teil auch Schreib-) zugriffe zu beschleunigen. Mit
  verschiedenen Techniken (Read Ahead, Write Back, ...) wird versucht,
  haeufig benoetigte Daten nicht immer neu von der Festplatte lesen zu
  muessen bzw. Schreibzugriffe zu puffern. Aus Kostengruenden ist der
  Cache im Verhaeltnis zur Festplattengroesse meist winzig (s. Tabelle).
  Trotzdem kann er die Arbeitsgeschwindigkeit deutlich steigern. Einige
  Hersteller geben statt der wirklichen Cachegroesse den gesamten
  'Arbeitsspeicher' der Festplatte an. Im Falle der Quantum Fireball
  werden von 128 kB 'Cache' ca. 45 kB fuer die BIOS Routinen abgezweigt,
  so dass effektiv nur 83 kB Cache zur Verfuegung stehen. Hier ein
  paar Beispiele fuer die (netto) Cachegroessen einiger aktueller
  Festplatten:

     Festplatte       Kapazitaet  Cachegroesse
    -------------------------------------------
     Conner CFA 850A     850 MB       256 kB
     Conner CFP 2107S   2107 MB       512 kB
     Conner CFS 850A     850 MB        64 kB
     IBM DFHS 31080     1080 MB       512 kB
     NEC 3745           1080 MB       256 kB
     NEC 3845           1680 MB       256 kB
     Quantum Atlas      2048 MB       512 kB
     Quantum Atlas      4096 MB      1024 kB
     Quantum Fireball   1080 MB        83 kB
     Quantum Fireball   1280 MB        83 kB
     Seagate ST15150N   4294 MB      1024 kB
     WD AC 31000        1033 MB       128 kB
     WD AC 33100        3100 MB       256 kB

   Zusaetzlich zu diesem kleinen, von der Festplattenelektronik
  verwalteten Cache ist es Standard geworden, einen Softwarecache
  hinzuzuschalten. Unter DOS/Windows 3.x ist dies meist Smartdrive.
  Windows 95, Windows NT, OS/2 verwenden einen betriebssystemeigenen
  Cache. Als Shareware Cache fuer DOS ist z.B. 'Hyperdisk' beliebt. Ein
  Softwarecache kann bei richtigem Einsatz noch einmal einen grossen
  Geschwindigkeitszuwachs bringen. Ich empfehle, auf den meist optionalen
  Schreibcache zu verzichten, da sonst im Falle eines Absturzes /
  Stromausfalls etc. Datenverlust droht. Auch ein Schreibcache auf der
  Festplatte birgt diese Gefahr. Ein reiner Lesecache, so wie ihn
  Smartdrive standardmaessig installiert, ist jedoch ungefaehrlich. Die
  richtige Cachegroesse ist abhaengig vom verfuegbaren Arbeitsspeicher
  (RAM), vom Betriebssystem (BS) und natuerlich der Anwendung. Nachfolgend
  einige Empfehlungen (Faustregeln):

       BS           RAM              Cache
      ---------------------------------------
       DOS           2 MB             128 kB
       DOS           4 MB             512 kB
       DOS           8 MB            1024 kB
       DOS          16 MB und mehr   2048 kB
       DOS+Win 3.x   4 MB             256 kB
       DOS+Win 3.x   8 MB             512 kB
       DOS+Win 3.x  16 MB und mehr   1536 kB

   Windows 95 verwaltet seinen Cache selbst. Hier sind nur begrenzte
  Tuningmoeglichkeiten gegeben. Man kann jedoch unter Einstellungen/
  Systemsteuerung/System/Leistungsmerkmale/Dateisystem/Festplatte die
  'Standardnutzung des Computers' festlegen. Die dabei moeglichen
  Einstellungen 'PC', 'Docking System' und 'Netzwerk-Server' beeinflussen
  die Cachegroesse. Auch der Read Ahead Cache kann in diesem Dialogfeld
  optimiert werden. Meist sind jedoch die Standardeinstellungen schon
  optimal.

   Fuer Poweruser und fuer Netzwerkserver ist ein Softwarecache nicht
  ausreichend. Hier werden gern Cachecontroller verwendet, bei denen ein
  separater Prozessor auf einer Steckkarte (meist PCI) den Cache
  verwaltet. Der Cache wird auch auf diesem Controller installiert, ist
  also unabhaengig vom Arbeitsspeicher. Neben der Entlastung des
  Hauptprozessors von der Cacheverwaltung bieten Cachecontroller meist
  auch eine bessere Cacheverwaltung. Im Profibereich sind CacheHostadapter
  fuer den SCSI Bus meist mit RAID Funktionalitaet gekoppelt (siehe 3.2).
  Die Preise bewegen sich in Regionen von 1000 bis ueber 5000 DM. Fuer
  (E)IDE gibt es preiswerte Cachecontroller fuer weniger anspruchsvolle
  Zwecke und in aller Regel ohne RAID schon ab 150 DM. Vor der Anschaffung
  sollte man sorgfaeltig pruefen, ob der Controller in einem Stand-Alone
  PC sich wirklich im Vergleich zu Softwarecaches rentiert.

 3.6 *MR-Loepfe, PRML*

   Die MR (MR = magnetoresistiv) Technologie wurde von IBM bereits 1983
  erfunden und patentiert. Doch erst sieben Jahre spaeter wurden die
  ersten MR Koepfe in der Praxis eingesetzt. Seit 1993 setzt IBM nur noch
  MR Koefe ein und auch bei den anderen Herstellern ist ein Trend hin zu
  MR zu erkennen. Was macht nun einen MR Kopf aus ?

   Ein MR Schreib-/Lesekopf kombiniert eigentlich zwei separate Einheiten:
  Waehrend beim konventionellen Duennfilmkopf mit einer Magnetspule
  geschrieben (durch anglegen eines Stroms) und gelesen wird (durch
  Induktion), wird im MR Kopf die Magnetspule nur noch zum Schreiben
  benutzt. Gelesen wird mit Hilfe eines speziellen Elements, das im
  Magnetfeld seinen Ohmschen Widerstand aendert. Dieses Verfahren ist
  wesentlich empfindlicher als die Duennfilmtechnik. So lassen sich
  wesentlich hoehere Datendichten erzielen, da jede Komponente auf ihren
  jeweiligen Einsatz hin viel besser optimiert werden kann.

   PRML ist ein grosser Schritt nach vorn bei den Bemuehungen der
  Hersteller, die Datendichte auf Festplatten weiter zu steigern. Die
  Verbindung mit der MR-Kopftechnik laesst schon bald Kapazitaeten von 1
  GB und mehr pro Plattenoberflaeche erwarten.

   Im herkoemmlichen Verfahren - genannt Peak Detection (PD) - wird ein
  Signalwechsel (von logisch 0 nach logisch 1 oder umgekehrt) mittels
  einer Schwellwertschaltung ermittelt. Das bedeutet, dass ein
  Signalwechsel - und damit ein Bitwechsel - immer dann erkannt wird, wenn
  das gelesene Signal einen bestimmten Schwellwert uebersteigt. Die Anzahl
  der aufeinanderfolgenden gleichen Signale (hier erfolgt ja kein
  Signalwechsel) wird aus der verstrichenen Zeit bis zum naechsten
  Signalwechsel bestimmt.
   Dieses Verfahren fuehrt mit steigenden Datendichten (BPI) zu immer
  schlechter zu unterscheidenden Signalflanken, da die einzelnen
  Signalspitzen zunehmend dichter aufeinanderfolgen.

   Die von IBM im Jahre 1990 entwickelte und von Fujitsu 1993 erstmals in
  der Praxis verwirklichte PRML Technik geht andere Wege. Die uebliche
  PRML Technik (EPRML ist hier nicht beruecksichtigt) besitzt eine
  wesentlich aufwendigere Auswerteelektronik, als sie bei Peak Detection
  erforderlich ist.
   Bei PRML wird mit einer sog. 'Viterbi Erkennung' gearbeitet. Diese
  filtert die gelesenen Signale und bereitet sie fuer die endgueltige
  Decodierung auf. Bei letzterer wird das gelesene Signalmuster mit der
  Datentaktrate, mit der die Festplatte beschrieben wurde, synchronisiert.
  Dadurch ist eine eindeutige Zuordnung der Signalflanken zu den gelesenen
  Bits moeglich.

   Die PRML Technik ist mittlerweile so weit fortgeschritten, dass
  die Festplattenproduzenten meist komplette PRML-ASICs (als
  1-Chip-Loesung) einsetzen. Der Kapazitaetsgewinn, der durch PRML erzielt
  werden kann betraegt bis zu 50%.

 3.7 *PIO Modes*

   Bedingt durch immer schnellere Festplatten wurden mit der Zeit
  verschiedene Uebertragungsmodi fuer (E)IDE Festplatten normiert. Die
  nachfolgende Tabelle gibt eine Uebersicht darueber:

   Modus             Zykluszeit   Transfer     Anmerkung
                     [ns]         [MByte/s]
   --------------------------------------------------------------------
   PIO-Mode       0  600           3.33        Standard IDE
                  1  383           5.22        selten
                  2  240           8.33        selten
                  3  180           11.11       Standard bei EIDE
                  4  120           16.66       EIDE
                  5  100           20          angekuendigt

   Einzelwort DMA 0  960           2.08        ungebraeuchlich
                  1  480           4.16        ungebraeuchlich
                  2  240           8.33        ungebraeuchlich

   Mulitwort DMA  0  480           4.16
                  1  150          13.33
                  2  120          16.66        aktueller Stand bei EIDE
   --------------------------------------------------------------------

   Speziell mit den neueren PIO Modes 3 und 4 lassen also enorme
  Transferraten zu. Die angegebenen Transferraten sind jedoch nur von
  theoretischer Bedeutung, da selbst sehr schnelle EIDE Festplatten
  heute nicht auf mehr als ca. 6 MB/s Peak-Performance kommen. Da (E)IDE
  ein unterminierter Bus ist (vgl. SCSI 2.3), bergen Zykluszeiten von
  150 ns und weniger erhebliche Risiken in sich. Aus diesem Grund ist z.B.
  fuer den immer beliebter werdenden PIO Mode 4 die maximal zulaessige
  Kabellaenge 30 cm (!) - sonst gilt bei IDE allgemein 18" (46 cm)
  Kabellaenge. Sind die beiden EIDE Kanaele auf dem Controller bzw.
  Mainboard nicht entkoppelt - und das ist meist der Fall - , so gilt
  diese Laenge sogar fuer beide Kanaele zusammen!

   Durch Benchmarks laesst sich leicht feststellen, dass es unerheblich
  ist, ob eine moderne Festplatte mit PIO Mode 2, 3 oder 4 betrieben wird.
  Die Datentransferrate ist annaehrend gleich. Die PIO Modes >2 sind
  dennoch nicht unnuetz: Sie bieten fuer die Werbung ein hervorragendes
  Mittel, den Kunden Datentransferraten von 10 MB/s und mehr vorzugaukeln
  - Werte, die EIDE Festplatten nie erreichen. Moechte man auch solche
  Werte 'erzielen', sollte man Benchmarks wie Coretest einsetzen - oder
  eine SCSI Array kaufen.

   Sind an einem (E)IDE Kanal zwei Geraete angeschlossen, so muessen sie
  sich auf den groessten gemeinsamen PIO Mode einigen. Da EIDE CDROMs oft
  nur PIO Mode 0 unterstuetzen, kann dies eine erhebliche Bremse fuer
  moderne EIDE Festplatten darstellen. Aus diesem Grund sollte man CDROMs
  generell am zweiten (meist sowieso langsameren) Kanal anschliessen und
  sie nach Moeglichkeit nicht mit einer Festplatte am selben Kanal bereiten.

   Der Intel Tri*on Chipsatz beschraenkt die o.a. theoretischen
  Transferraten zusaetzlich, da das Timing des PIIX (das ist der Teil des
  Triton Chipsatzes, der fuer EIDE zustaendig ist) abhaengig vom PCI
  Bustakt ist. Ausserdem werden mindestens 5 PCI Takte fuer einen
  Datentransfer benoetigt. Daraus ergeben sich folgende maximale Tri*on
  Transferraten:

                    PCI Bustakt    max. Transferrate
                   ----------------------------------
                       25 MHz          10 MB/s
                       30 MHz          12 MB/s
                       33 MHz          13.3 MB/s

 3.8 *Echte und unechte Megabytes*

   Ein Megabyte (MB) wird im Computerbereich allgemein als 2^20 Bytes
  aufgefasst. Da dies jedoch nicht offiziell genormt ist, haben sich die
  Festplattenhersteller durchweg eine eigene Defitition gebastelt: Sie
  rechnen mit 1 MB = 10^6 Bytes. Das ergibt einen Unterschied von:

     2^20 Bytes = 1048576 Bytes
    -10^6 Bytes = 1000000 Bytes
    ---------------------------
                    48576 Bytes = ca. 47 kB Differenz/MB

   Eine '1 GB' Festplatte (Herstellerangabe) hat also nur 954 'echte' MB.
  Diese fuer den Kunden unguenstige Rechenweise findet sich bei fast allen
  Massenspeichern.
   Ganz arg wird es, wenn man eine Festplatte aufgrund der Angabe der
  unformatierten Kapazitaet gekauft hat. In diesem Fall geht nochmals ein
  grosser Happen fuer die DOS Formatierung verloren.

 3.9 *ZBR*

   ZBR ist seit langem bei Festplatten verbreitet. Diese Technik
  ermoeglicht eine unterschiedliche Anzahl von Sektoren pro Festplatten-
  spur (SPT). Auf den auesseren (= laengeren) Spuren koennen so mehr Daten
  gepeichert werden, als auf den inneren (=kuerzeren) Spuren. Dadurch
  koennen Kapazitaet und Geschwindigkeit der Festplatte wesentlich erhoeht
  werden. Dieses ZBR geschieht voellig Festplatten-intern, d.h. das PC
  BIOS bzw. der Controller bekommt davon nichts mit. Deshalb auch die
  Unterscheidung von logischem Mapping (CHS Werte des BIOS/Controllers)
  und dem physikalischen Mapping (wirkliche CHS Werte der Festplatte).

   Von den aeusseren Spuren einer Festplatte lassen sich durch ZBR
  also mehr Daten pro Umdrehung lesen, als von den inneren Spuren. Die
  Geschwindigkeit ist 'aussen' hoeher. Bei besonders anspruchsvollen
  Anwendungen (z.B. CDROMs brennen) und fuer Partitionen, auf denen
  Swapdateien angelegt werden, ist es sinnvoll, diese moeglichst
  weit 'aussen' auf der Festplatte - also in der schnellen Medienzone
  unterzubringen. Da Festplatten von aussen nach innen beschrieben werden,
  muessen die schnellen Partitionen als erste angelegt werden.

 3.10 *Kalibrierung*

   Durch Temperaturschwankungen waehrend des Betreibs (Warmlaufen,
  Umgebungswaerme) koennen sich die 'Datenscheiben' von Festplatten um
  einen winzigen Betrag ausdehnen bzw. zusammenziehen. Bedingt durch die
  geringen Spurabstaende und Toleranzen, kann dies dazu fuehren, dass der
  Schreib-/Lesekopf der Festplatte die gesuchte Datenspur nicht mehr
  findet, bzw. an ihrem Rand liest und somit u.U. schlechte Signale
  bekommt.
   Um dies zu verhindern besitzen Festplatten sei langem die Faehigkeit
  der 'thermischen Rekalibration'. Dabei wird der Schreib-/Lesekopf an eine
  definierte Position gefahren und dort anhand der gelesenen Signale seine
  relative Position zur Plattenoberflaeche bestimmt. Anschliessend faehrt
  der Kopf wieder an seine urspruengliche Position zurueck und kann seine
  Arbeit fortsetzen. Die Verzoegerung durch eine Rekalibration betraegt
  ueblicherweise zwischen 0.5 und 2 Sekunden. Speziell beim Warmlaufen
  einer kalten Festplatte und bei aelteren Modellen ist das typische
  Kalibrierungsgeraeusch oefter zu hoeren.

   Normale Anwendungen beeinflusst die Rekalibration nicht negativ. Bei
  Applikationen, wo ein kontinuierlicher Datenfluss garantiert sein muss,
  kann dies jedoch zu schweren Problemen fuehren. So koennen durch
  Rekalibration bei Videoaufzeichnungen Einzelbilder fehlen oder bei CDROM
  Brennern kann durch den fehlenden Datennachschub das gerade beschriebene
  Medium unbrauchbar werden.

   Abhilfe koennen hier nur grosse Caches oder (besser) spezielle AV
  (Audio/Video-) Festplatten schaffen, die keine thermische Rekalibration
  benoetigen. Das Feature 'no thermal calibration needed' findet sich
  mittlerweile bei den vielen Hochleistungsfestplatten mit SCSI Bus.

 3.11 *Interleave*

   Der richtige Interleave-Faktor (auch: Sektorversatz) war frueher ein
  wichtiges Thema. Heute wird von keiner Festplatte mehr Interleaving
  benoetigt, so dass man nur noch bei wirklich alten Festplatten mit dem
  Thema Interleave konfrontiert wird.

   Waehrend heute eine Festplatte gar nicht schnell genug sein kann, war es
  zu XT-Zeiten an der Tagesordnung, dass der Controller oder der PC
  zu langsam waren, um die von der Festplatte gelesenen Daten schnell
  genug entgegenzunehmen und zu verarbeiten. Damit es nicht zu einem
  'Datenstau' kam, benutzte man das Interleaving.

   Bei einem Interleave-Faktor von zwei oder mehr (Faktor eins entspricht
  keinem Interleave) werden die Sektoren nicht hintereinander aufgereiht,
  sondern um einen oder mehrere Sektoren versetzt. Die Groesse des
  Versatzes gibt den Interleave-Faktor an. Ein Interleave-Faktor von zwei
  bedeutet, dass erst der zweite Sektor nach dem gerade gelesenen die
  naechste Sektornummer aufweist.

   Natuerlich ist dieses Verfahren nicht besonders schnell, aber es ist
  immer noch besser, als wenn durch eine zu langsame Auswerteelektronik
  jedesmal eine komplette Plattendrehung abgewartet werden muss, bis der
  nachfolgende Sektor gelesen werden kann.

 3.12 *CHS*

   Eine Festplatte ist in Zylinder, Koepfe und Sektoren (CHS), sowie
  Spuren (Tracks) aufgeteilt. Sektoren sind analog zu Tortenstuecken als
  Kreisausschnitte aufzufassen. Spuren sind die von aussen nach innen
  angeordneten konzentrische Kreisbahnen, auf denen die Daten gespeichert
  sind. Eine Festplatte besteht nicht aus nur einem Schreib-/Lesekopf,
  sondern aus mehreren (je einer fuer Plattenober- und unterseite,
  multipliziert mit der Anzahl der uebereinander angeordneten Platten).
  Alle uebereinander befindlichen Spuren werden als Zylinder bezeichnet.

   Die Kapazitaet einer Festplatte laesst sich mit dem Wissen, dass jeder
  Sektor logisch (physikalisch schwankt die Groesse durch ZBR, s. 3.9) 512
  Byte speichert leicht berechnen:

      Zylinder * Koepfe * Sektoren * 512 = Kapazitaet in Bytes

 3.13 *S.M.A.R.T*

   SMART ist eine von den Festplattenherstellern gemeinsam entwickelte
  Technik zur selbststaendigen Erkennung von Festplattenfehlern. Der
  Anstoss zur Entwicklung dieser Technik kam vom Computerhersteller
  Compaq. Die Grundidee ist, dass sich die meisten Festplattendefekte
  anhand von veraenderten Betriebsparametern vorhersehen lassen. So werden
  von SMART z.B. Zugriffsfehler oder schwankende Drehzahl gemessen und bei
  begruendetem Verdacht dem Computer gemeldet. Doch einzig Compaq hat auch
  eine Auswertung der mittlerweile verbreiteten SMART Technik in seinen
  Servern realisiert. Ansonsten verkuemmert SMART in heutigen Festplatten
  ohne Funktion. Eine Weiterentwicklung - die allerdings ebensowenig
  genutzt wird wie SMART - ist PFA von IBM, das zusaetzlich z.B. die
  korrekte Hoehe des Schreib-/Lesekopfes ueberwacht.

 4. Dateisysteme
 4.1 FAT

   FAT als Dateisystem wurde mit dem Betriebssystem MSDOS eingefuehrt und
  ist seit DOS Version 3.30 weitgehend unveraendert geblieben. Es teilt
  Festplatten in Partitionen (= logische Laufwerke; werden unter eigenem
  Laufwerksbuchstaben angesprochen) und Cluster (MSDOS-Deutsch:
  'Zuordnungseinheit') auf. Bei DOS 2.0 wurde mit einer 12 Bit FAT
  gearbeitet, d.h. es waren maximal 2^12 = 4096 Cluster moeglich. Bei
  einer Clustergroesse von 4 kB macht das eine maximale Partitionsgroesse
  von 16 MB. Natuerlich wurde dies nach kurzer Zeit zu klein und Microsoft
  fuehrte mit DOS 3.3 die 16 Bit FAT ein. Sie kann maximal 65536 (2^16)
  Cluster verwalten.

   Da die Zahl der Cluster also begrenzt ist, muss man bei steigender
  Partitionsgroesse die Cluster ebenfalls vergroessern. Die folgende
  Tabelle gibt eine Uebersicht darueber:

       FAT    Partitionsgroesse  Cluster   DOS Version
      -------------------------------------------------
       12 Bit        0-15 MB       4 kB    2.0 - 3.30
       16 Bit        0-32 MB     512 Byte  3.30 - 4.0
         "         16-127 MB       2 kB    4.0 - 6.22
         "        128-255 MB       4 kB        "
         "        256-511 MB       8 kB        "
         "       512-1023 MB      16 kB        "
         "      1024-2047 MB      32 kB        "

   MSDOS und alle seine Derivate, die alle auf FAT basieren, koennen pro
  Cluster nur eine Datei verwalten. Fuellt diese Datei den Cluster nicht
  vollstaendig aus, bleibt der restliche Platz ungenutzt und kann auch
  nicht von anderen Dateien belegt werden. Eine Datei, die nur aus einem
  einzigen Zeichen besteht verbraucht physikalisch gesehen auch nur 1 Byte
  Speicherplatz auf der Festplatte. Aufgrund des DOS Dateisystems belegt
  sie aber z.B. bei einer 400 MB grossen Partition effektiv 8 kB. Die
  eigentlich freien 8191 Bytes gehen fuer die Speicherung von Daten
  verloren.
   Dieses Verfahren fuehrt zu dem Effekt, dass 300 MB, die von einer 400
  MB grossen Partition auf eine 1 GB grosse Partition umkopiert werden,
  ploetzlich nicht mehr 300, sondern z.B. 380 MB beanspruchen. Durch die
  gestiegene Clustergroesse hat auch der Verschnitt zugenommen. Dies macht
  sich naturgemaess besonders bei vielen kleinen Dateien bemerkbar (bestes
  Beispiel: Iconsammlung). Die aktuelle Clustergroesse kann man mit dem
  DOS Befehl CHKDSK anzeigen.

   Die schon oben erwaehnten Partitionen koennen eine Festplatte in
  logische Laufwerke aufteilen. Auch bei den heutigen Festplattengroessen
  um 1 GB (= 1024 MB) wird aus Bequemlichkeit oder Unwissenheit oft der
  gesamte Speicherplatz einer Partition zugewiesen. Diese Partition
  ('Primaere Partition') wird dann von DOS i.d.R. als Laufwerk 'C'
  angesprochen. Bis DOS 3.30 war es nicht moeglich mehrere Partitionen
  anzulegen. Man konnte maximal mit einer bis zu einer 32 MB 'grossen'
  Partition arbeiten. DOS 3.30 fuehrte dann die beschriebene
  Partitionierungstechnik ein. Die maximale Partitionsgroesse blieb jedoch
  bis DOS 4.0 bei 32 MB. Erst dann wurde die Partitionsgroesse auf maximal
  2 GB (= 2048 MB) angehoben. Diese Grenze besteht auch heute noch.

   Ist man zu dem Schluss gekommen, dass man seine Partitionsgroesse
  herabsetzen und damit den Verschnitt verringern will, ist es leider
  notwendig, die gesamte betroffene Festplatte neu zu formatieren.
  Softwareloesungen wie die Shareware 'FIPS' erlauben zwar ein
  nachtraegliches Aendern der Partitionsgroesse ohne Datenverlust
  (zumindest dann, wenn kein Absturz dazwischen kommt), belassen aber die
  Clustergroesse gleich. Man gewinnt dementsprechend auch keinen
  Speicherplatz. Man kommt also um ein Backup und ein anschliessendes
  Neupartitionieren via FDISK nicht herum. Dabei gehen wie gesagt alle
  Daten verloren.

 4.2 VFAT

   VFAT ist eine Erweiterung von FAT, die in Windows fuer Workgroups 3.11
  und in Windows 95 zu finden ist. Neben dem '32 Bit Dateizugriff', der
  eine kleine Beschleunigung bei Datentraegerzugriffen bringt,
  unterstuetzt VFAT lange Dateinamen mit bis zu 255 Zeichen (FAT: 8
  Zeichen + 3 Extension). Die langen Dateinamen lassen sich jedoch nur mit
  Windows 95 einsetzen. Geplant ist eine weitere Aenderung des
  Dateisystems hin zur 32 Bit FAT, um die laestige 2 GB Grenze pro
  Partition aufzuheben.

 4.3 HPFS

   HPFS ist das Dateisystem, das OS/2 standardmaessig verwendet. OS/2 kann
  jedoch auch mit FAT arbeiten. HPFS entstand in der Zeit, als Microsoft
  und IBM noch gemeinsam an OS/2 arbeiteten. Spaeter begann MS dann das
  eigene NTFS zu entwickeln (s. 4.4). Die Notwendigkeit ein neues
  Dateisystem zu entwickeln war schon damals - 1989 - unbestritten. Das
  urspruenglich fuer Disketten entwickelte FAT entsprach in keinster Weise
  den Anforderungen an eine modernes Dateisystems (s. Andrew Tanenbaum,
  Modern Operating Systems, 1992). Mit OS/2 1.2 brachte IBM 1989 das
  HPFS-Dateisystem auf den Markt, welches die Nachfolge von FAT
  uebernehmen sollte.

   HPFS benoetigt eine eigene Partition (oder log. Lw). Innerhalb dieser
  Partition werden die Sektoren mit Null beginnend durchnummeriert
  und erhalten eine LSN (Logical sector number). Erst bei einem wirklichen
  Zugriff auf den Datentraeger wird die physikalische Sektornummer
  ermittelt. Bei (E)IDE-Platten geschieht dies nach dem CHS Verfahren
  (siehe dort), bei SCSI wird die relative Adressierung zum Anfang der
  Platte verwendet. In den Sektoren 0-15 befindet sich der Bootbereich,
  Sektor 0 gibt Struktur und Groesse der Partition wieder. In Sektor 16,
  dem sog. 'Superblock' finden sich Zeiger auf das Hauptverzeichnis, auf
  die Liste der Freisektormaps und auf das Verzeichnisband. Ausserdem
  speichert CHKDSK hier ab, wann es das letzte Mal die Platte ueberprueft
  hat. Im Sektor 17 befindet sich der 'Spareblock'. Er enthaelt zum Beispiel
  das 'Dirty Flag'. Dieses setzt OS/2 beim ersten Zugriff nach dem booten
  und loescht es erst beim Systemabschluss. Auf diese Weise weiss der
  HPFS-Treiber, ob das System ordnungsgemaess beendet (heruntergefahren)
  wurde, oder der Rechner (z.B. durch ein Programm oder einen Stromausfall)
  abgestuerzt ist. Beim naechsten Start ruft OS/2 dann automatisch CHKDSK
  auf, um nach Fehlern zu suchen. Ab Sektor 18 gilt nur noch eine Vorgabe:

   Die Platte muss in acht Megabyte grosse 'Datenbaender' eingeteilt sein.
  Das erste Datenband beginnt mit Sektor 0 und endet mit Sektor 16383. Ab
  Sektor 16384 beginnt das zweite Datenband. Es endet mit Sektor 32767. So
  geht es immer weiter, bis alle Sektoren der Partition erfasst sind. Das
  letzte Band muss nicht unbedingt genau acht Megabyte gross sein, sondern
  kann bis zu acht Megabyte gross sein. Die Verzeichniseintraege werden
  mit balancierten Binaer-Baeumen (B-Baeumen) verwaltet. Mit dieser
  sortierten, hierarchischen Struktur ist es z.B. moeglich, einen Eintrag
  aus einer Liste von 2000 Dateien mit nur 11 (2^11 = 2048) Zugriffen zu
  lokalisieren.

   Die Partitionsgroesse ist auf 8 GB beschraenkt. Maximale
  Laenge von Dateinamen: 255 Zeichen. Die Clustergroesse ist frei und
  laesst sich beim Formatieren einstellen.

   Das spaeter entwickelte HPFS386 bietet im Gegensatz zu HPFS
  Dateischutzmechanismen fuer Mulitusersysteme. Desweiteren ist HPFS386 im
  Ring 0 des Systems eingenistet, wodurch sich die Moeglichkeit bietet,
  Daten direkt, d.h. ohne Zutun des Betriebssystems, z.B. auf einen
  Netzwerkapater zu schreiben.

 4.4 NTFS

   Daten von NTFS:

   maximale Dateigroesse     :  165536 EB (Exabyte) = 2^64 Byte
   Clustergroesse            :  512 byte - 4 kB (*)
   max. Clusterzahl          :  2^64

   * NTFS bietet beim Formatieren eine Option an, mit der man die
     Clustergroesse einstellen kann.

   Prizipiell ist NTFS (New Technology File System) eine Weiterentwicklung
  von HPFS386, die auf die gemeinsamen Wurzeln von IBM und Microsoft
  zurueckgeht. Wie auch HPFS kann NTFS FAT Partitionen lesen und schreiben.
  Es beinhaltet neben allen Features, die auch HPFS386 bietet:

   - Unterstuetzung von RAID 0 (Stripe-Sets) und mit speziellem Controller
     auch RAID 1 (Disk-Mirroring, siehe dort)

   - Disc-Spawning (Partitionen zusammenfassen zu einem Lw)

   - Online-Komprimierung (auswaehlbar fuer welche Dateien, Verzeichnisse,
     Platten etc.). Die Komprimierungsrate arbeitet mit dem fuer
     Onlinekompression ubelichen Faktor von 1:1.5. I.d.R. sind keine
     Geschwindigkeitsverzoegerungen bei Anwendungen spuerbar.
 

 5. Produkte
 5.1 *Diskettenersatz ?*

   In Zeiten, wo zur Installation einer Standardsoftware ein ganzer Turm
  von 3.5" HD Disketten benoetigt wird, sind Alternativen zur
  herkoemmlichen Diskettentechnik gefragt. Vor ein paar Jahren gab es mit
  dem 3.5" ED Format (2.88 MB) von IBM den Versuch, das Kapazitaetsproblem
  wenigstens zum Teil zu entschaerfen. Das ED Format hat sich aufgrund der
  hohen Preise fuer Laufwerke und Disketten nie durchgesetzt. Lediglich
  einige Controller sind fuer 2.88 MB Disketten vorbereitet.
   Nach ebenfalls wenig erfolgreichen Versuchen mehrerer Hersteller, im
  Bereich um 20 MB Massenspeicher im Markt zu etablieren, stellte IoMega
  auf der CeBIT 1995 das 'ZIP Drive' vor. Es speichert zu einem relativ
  guenstigen Preis (Laufwerk: ca. 350 DM, Diskette: ca. 30 DM) 100 MB pro
  ZIP Diskette. 'Normale' 3.5" Disketten kann es nicht lesen. Das ZIP
  Drive wird unter DOS (oder Windows 3.x, Win 95, Win NT, OS/2, Mac) mit
  einem Treiber installiert. In der Version zum Anschluss an den
  Parallelport (Druckeranschluss) werden je nach Schnittstelle (SPP, EPP,
  ECP) Transferraten von 50 kB/s bis 300 kB/s erreicht. Die ebenfalls
  erhaeltliche externe SCSI Version erreicht hoehere Transferraten von ca.
  500 kB/s (neuerdings ist auch eine interne SCSI Variante erhaeltlich).
  Das ZIP Drive ist problemlos im Einsatz und mittlerweile schon
  erstaunlich weit verbreitet. Nachteil: relativ geringe
  Uebertragungsrate, nur externe Versionen erhaeltlich, anhaltende
  Lieferprobleme bei Laufwerken und vor allem bei den Medien. Welche
  Technik das ZIP genau verwendet, um die Daten zu speichern, verraet
  IoMega nicht. Das ZIP Drive ist gut als Ergaenzung zur 3.5" Diskette
  oder zum Datenaustausch geeignet. Fuer Backupzwecke sind die Medien zu
  teuer. Hier ist ein Streamer die bessere Wahl.

   Der Nachfolger des ZIP Drive ist das JAZ Drive vom selben Hersteller.
  Es speichert 512 oder 1070 MB pro JAZ Platte ('Diskette' waere der
  falsche Ausdruck, JAZ Drive ist vergleichbar mit einem
  Wechselplattenlaufwerk). Im Vergleich zum ZIP Drive bietet es also
  wesentlich mehr Platz und vor allem eine verbesserte Geschwindigkeit.
  Als Schnittstellen sind EIDE und SCSI vorgesehen. Beim JAZ Drive soll es
  auch interne Versionen geben.

   Als direkte Konkurrenz zum ZIP Drive ist das EZ 3135 von Syquest ('Ez
  Drive'), dem bekannten Wechselfestplatten-Hersteller, positioniert. Es
  ist etwa gleich teuer, speichert aber 135 MB pro Cartridge und ist
  deutlich schneller als das ZIP Drive. Seine Verbreitung ist allerdings
  noch nicht so gross wie die des ZIP Drives. JAZ verwendet eine zu
  herkoemmlichen Festplatten aehnliche Aufzeichnungstechnik. Nachfolgende
  Tabelle gibt eine kurze Uebersicht ueber die Leistungsdaten der drei
  Laufwerke:

    Laufwerk   Schnittstelle  Groesse  Zugriffsz.  Geschw.     Cache
    ------------------------------------------------------------------
    ZIP Drive  Parallelport   100 MB   29 ms       bis 400 kB/s 32 kB
    ZIP Drive  SCSI 2         100 MB   29 ms       bis 800 kB/s 32 kB
    EZ 3135    EIDE/SCSI      135 MB   18 ms       bis 1 MB/s   ?
    JAZ Drive  EIDE           1 GB     17.5 ms                  256 kB
    JAZ Drive  SCSI 2         1 GB     17.5 ms                  256 kB

 5.2 *Streamer*

   Vorbemerkung: Alle Kapazitaetsangaben sind unkomprimierte Werte. Die
  vom Hersteller angegebenen theoretisch mit einer Kompression
  erreichbaren Werte stehen in Klammern.
   Die im PC Bereich haeufig Verwendung findenden Streamer lassen sich in
  drei Klassen einteilen:

  - Floppystreamer: Sie sind zur Datensicherung im privaten und
    semiprofessionellen Bereich gedacht. Ihre Kapazitaeten reichen aktuell
    von 120 MB (250 MB) bis zu 1.6 GB (3.2 GB). Ihre Geschwindigkeit ist
    recht bescheiden, aber fuer den gelegentlichen Einsatz meist
    ausreichend: Je nach Controller erreichen sie 500 kBit/s (Standard
    1.44 MB Diskettencontroller) bzw. 1 MBit/s (2.88 MB Controller). Mit
    speziellen Beschleunigerkarten sind sogar 2 MBit/s zu erreichen.
    Waehrend 500 kBit/s relativ sicher zu erreichen sind, bereiten die
    schnelleren Transferraten oft DMA-Probleme. Ein weiterer Nachteil der
    relativ preiswerten Floppystreamer ist die meist fehlende
    Unterstuetzung von 'Read-after-Write'. So kann nicht in einem
    Durchgang - also gleich nach dem Schreiben - geprueft werden, ob die
    Daten richtig aufs Band gekommen sind und ein zeitraubender Compare-
    (Vergleichs-) lauf ist zur Sicherheit noetig. Weitere Nachteile:
    Inkompatibilitaeten sind bei Floppystreamern recht haufig und die
    Streamercartridges sind oft unverschaemt teuer (z.B. 400 MB Travan
    TR-1 50-60 DM).

  - EIDE Streamer: Bisher kaum verbreitet, keine Marktbedeutung.

  - DAT Streamer: DAT Streamer lassen sich eindeutig dem Profibereich
    zuordnen. Wer sie einsetzt ist entweder Poweruser oder
    Netzwerkadministrator. Sie glaenzen mit hohen Geschwindigkeiten
    (komprimiert bis zu 1 MByte/s bei DDS2) und schnellem SCSI Interface.
    Die verwendeten DAT Cassetten sind 2 bzw. 4 GB gross und kosten nur
    wenig: 2 GB (90 Meter) sind fuer ca. 15 DM, 4 GB fuer unter 30 DM zu
    haben. Momentan gibt es jedoch extreme Lieferengpaesse bei 4 GB
    Baendern. DAT Streamer koennen (fast?) alle Read-after-Write und sind
    angenehm leise im Gegensatz zu den meisten Floppystreamern. Am
    beliebtesten sind die Geraete von HP (z.B.: HP C1536A: 2 GB; C1537A: 4
    GB; C1533A: 12 GB). Andere Hersteller haben wenig Marktanteil
    (Wangdat, Sony etc.). DAT Cartridges sind im Vergleich zu QIC
    Cartridges deutlich billiger, da sie auch in der Audiotechnik
    verwendung finden und dementsprechend viel produziert werden. Zum
    Preis von ca. 12 DM bekommt von ein DDS-1 Band vom Markenhersteller.
    Von solchen Preisen koennen QIC Anwender nur traeumen. Allerdings wird
    bei DAT das Bandmaterial aufgrund der 'Helical Scan' Aufzeichnung
    starker beansprucht und muss nach ca. 100 Durchlaeufen ersetzt werden.

   Ausser den genannten Streamertechniken gibt es noch die wenig
  verbreiteten Videostreamer, 8mm Schraegspur-Streamer (z.B. Exabyte)
  sowie DC Streamer (z.B. Tandberg, 13 GB) und Streamer nach dem DLT
  Standard. Nachfolgend eine kleine Liste der verbreitetsten Standards:

      Standard         Kapazitaet    Laenge        Bemerkung
     --------------------------------------------------------------
      QIC 80           80 MB
      QIC2120          120 MB        93.7 Meter    QIC80 Erweiterung
      QIC2120XL        170 MB        129.5 Meter   QIC80 Erweiterung
      QIC Wide         200, 420 MB
      QIC 3020         680 MB
      QIC 3110         2 GB
      DAT DDS1         1.3 GB        60 Meter
      DAT DDS1         2 GB          90 Meter
      DAT DDS2         4 GB          120 Meter
      DAT DDS3         12 GB                       noch nicht am Markt
      Travan TR1       400 MB        228 Meter
      Travan TR2       800 MB
      Travan TR3       1600 MB
      Travon TR4       3200 MB

 5.3 *CDROM Laufwerke*

   Der Markt der CDROM Laufwerke teilt sich in zwei grosse Bereiche: ATAPI
  (EIDE) CDROM Laufwerke fuer den normalen Enduser und CDROM Laufwerke mit
  SCSI Schnittstelle fuer High-End Systeme (CD Server etc.). Neben diesen
  beiden Schnittstellenstandards gibt es noch mittlerweile nicht mehr
  produzierte proprietaere (herstellereigenen) Schnittstellen (Sony,
  Matsushita/Panasonic, Mitsumi und andere). Diese alten Single- und
  Doublespeed CDROMs wurden meist mit einer eigenen ISA-Controllerkarte
  geliefert oder sie lassen sich an einen CDROM Anschluss auf einer
  Soundkarte anschliessen. Mittlerweile werden die CDROM Anschluesse auf
  den Soundkarten jedoch gern eingespart oder man findet nur noch einen
  ATAPI (IDE) Port fuer die tertiaere IDE Adresse.

   So wie es sich (leider) eingebuergert hat, Festplatten nach ihrer
  Zugriffszeit verschiedene Leistungsklassen einzuteilen, so teilen sich
  die CDROMs in unterschiedliche Drehzahlklassen ein. Basis ist die
  Geschwindigkeit der Audio CD Player, die 150 kB/s lesen koennen
  ('Singlespeed'). Auf diesem Wert aufbauend haben die Hersteller mit den
  Jahren die Drehlzahl und damit die maximale Leserate gesteigert:

    Klasse            max. Leserate
   ---------------------------------
    Singlespeed           150 kB/s
    Doublespeed           300 kB/s
    Triplespeed           450 kB/s
    Quad(ro)speed (4x)    600 kB/s
    6x-speed              900 kB/s
    8x-speed             1200 kB/s
    10x-speed            1500 kB/s
   ---------------------------------

   ...und so weiter. Haeufig gibt es auch Zwischengroessen (4.4x speed,
  6.7x speed etc.), deren Leseleistung dann entsprechend etwas hoeher
  liegt. Ein 4x Laufwerk reicht fuer alle denkbaren Anwendungen aus. Ein
  6x Laufwerk oder hoeher lohnt nur bei intensiver Arbeit mit dem CDROM
  und dem staendigen lesen sehr langer sequentieller Dateien. Auch
  Videosequenzen lassen sich mit einem guten 4x Laufwerk bereits ruckfrei
  darstellen. Wer trotzdem Probleme mit der Videowiedergabe hat, sollte
  mal testweise den Cache seines CD Laufwerks abschalten.

   Fuer die Beurteilung der Praxisleistung eines CDROM Laufwerks ist die
  Drehzahl der CD jedoch nicht das einzige Kriterium. Mindestens ebenso
  wichtig ist die mittlere Zugriffszeit, also die Zeit, die die Optik des
  CDROMs im Mittel benoetigt, um eine zufaellige Position anzusteuern.
  Alte CDROMs (Singlespeed) und CD Brenner haben 350-500 ms Zugriffszeit.
  Moderne 4x-Laufwerke (und hoeher) weisen alle unter 180 ms auf. Die
  Bestmarke liegt z. Zt. bei ca. 130 ms. Insbesondere fuer
  Datenbankanwendungen ist die Zugriffszeit wichtiger als die Drehzahl
  eines Laufwerks. Weitere wichtige Leistungsmerkmale sind die Groesse des
  internen Caches und die Qualitaet der Fehlerkorrektur.

   Durch Kratzer, Staub und Verunreinigungen auf der CDROM kann es zu mehr
  oder weniger grossen Lesefehlern kommen. Diese werden von der im CD
  Standard implementierten CRC-Fehlerkorrektur praktisch immer erkannt.
  Kleinere Fehler lassen sich mit Hilfe des Pruefcodes wegrechnen, bei
  groesseren (radialen) Fehlern auf der CD muss versucht werden, die Daten
  noch einmal zu lesen. Scheitern auch weitere Leseversuche, setzen die
  meisten CDROMs die Lesegeschwindigkeit auf Singlespeed herunter und
  starten weitere Versuche. Schlagen auch diese fehl, kommt es zu einer
  Fehlermeldung. Laufwerke mit schlechter Fehlerkorrektur brechen
  vorzeitig das Lesen ab, oder schalten haeufig auf eine geringere
  Geschwindigkeit zurueck. Leseprobleme kann es auch bei selbstgebrannten
  (also nicht maschinell gepressten) CDROMs geben. Diese CD-R's
  (CD-Recordable) fallen durch ihre meist gruenliche oder goldene
  Unterseite auf. Vermutlich kommt die Laseroptik in einigen Laufwerken
  nicht immer mit dem anders als bei silbernen Scheiben reflektierten
  Laserstrahlen zurecht.

   Bei den preiswerten ATAPI CDROMs, die an der EIDE Schnittstelle
  gemeinsam mit der/den Festplatte(n) angeschlossen werden, ist oft im
  Vergleich zu den meist um einiges teureren SCSI CDROMs ein kleinerer
  Cache eingebaut, was die Lesistung ebenfalls negativ beeinflussen kann.
  (Naehres zum Thema Cache in der RAMFAQ; Informationen zum Thema
  Zugriffszeit unter 3.3 in dieser FAQ).

   Mittlerweile etwas aus der Mode gekommen sind die CD Caddys (Plastik
  Cartridges, in die die CDROMs zum besseren Schutz vor Umwelteinfluessen
  eingelegt werden muessen, bevor man sie samt Caddy ins Laufwerk steckt.
  Vorteile der Caddys hohe Fehlersicherheit, da praktisch kein Staub oder
  Kratzer moeglich sind. Dem stehen jedoch hohe Kosten fuer die
  Anschaffung den Caddys (1 Caddy pro CD - sonst macht das ganze keinen
  Sinn!) gegenueber. Letztendlich sind die Caddys vom Markt versraengt
  worden: Nur noch wenige Hersteller bieten Modelle mit Caddy an.

   MS-DOS und andere DOS Derivate koennen CDROMs nur ueber eine spezielle
  Treiberkombination ansprechen, denn die Ansteuerung und das Dateiformat
  der CDROMs unterschieden sich grundlegend von Festplatten. Dies gilt
  auch fuer ATAPI (EIDE) CDROMs, die am EIDE Controller angeschlossen
  werden. Zum Betrieb eines CDROM Laufwerks unter DOS ist (meist) in der
  CONFIG.SYS ein Geraetetreiber, der vom Laufwerkshersteller mitgeliefert
  (werden sollte) zu installieren (Beispielzeile):

     DEVICE = C:\TREIBER\CDROM.SYS /D:CD

   In der AUTOEXEC.BAT oder vom DOS-Prompt aus, muss dann zusaetzlich der
  MSCDEX (Microsoft CD Extensions) Treiber geladen werden, um das CD
  Laufwerk ansprechen zu koennen (Beispiel):

     C:\DOS\MSCDEX.EXE /D:CD /M:8

   Diese beiden Treiber 'finden' sich ueber den Parameter 'D:CD', der bei
  beiden Zeilen gleich sein muss. Zur Einbindung mehrer CDROMs reicht es,
  weitere 'D:xxx' Eintraege in der MSCDEX.EXE Befehlszeile einzufuegen und
  in der CONFIG.SYS die entsprechenden Treiber zu laden.

   Beim Anschluss eines CDROMs mit EIDE Schnittstelle kann es vorkommen,
  dass das CDROM eine am selben EIDE Kanal angeschlossene Festplatte
  ausbremst (CDROM unterstuetzt z.B. nur PIO Mode 0, Festplatte wird dann
  ebenfalls nur mit Mode 0 angesprochen). In einem solchen Fall sollte man
  das CDROM moeglichst allein am zweiten EIDE Kanal oder ueber die
  Soundkarte anschliessen. Der professionelle SCSI Bus kennt solche
  Probleme nicht.

   Noch einige Informationen zum physikalischen Aufbau einer CDROM:
  Entgegen dem Aufbau einer Festplatte besitzen CDs (Audio CDs ebenso wie
  CDROMs) nur eine einzige Endlosspur, die sich von innen nach aussen
  windet. Bedingt durch die unterschiedlichen Kreisradien innen und aussen
  bekaeme man beim auslesen einer CD stark schwankende Datentransferraten
  (wg. des unterschiedlichen Kreisumfangs). Dies ist jedoch bei einer
  Audio-CD - und von diesem Standard ist ja auch die CDROM abgeleitet -
  natuerlich nicht hinnehmbar. Deshalb passen CD Laufwerke ihre Drehzahl
  so an, dass sie immer 150 kB/s - bzw. ein vielfaches davon - erreichen
  (die Winkelgeschwindigkeit bleibt also konstant). Mit dem Wechsel der
  Leseposition ist also immer auch eine Aenderung der
  Rotationsgeschwindigkeit verbunden. Dieses Beschleunigen und Abbremsen
  kann man bei schnellen CDROMs auch meist hoeren. Es ist auch der Grund
  fuer die im Vergleich zu Festplatten extrem hohen Zugriffszeiten. Neue
  Laufwerke der 8x oder 10x Klasse muessen die CDROM also auf eine
  betraechtliche Drehzahl (> 4000 rpm) bringen, bevor gelesen werden kann.
  Neuerdings gibt es zwei Ausnahmen von dieser Regel: Einige wenige
  Laufwerke koennen schon waehrend des Beschleunigens lesen und andere
  sind ganz von der Technik der konstanten Winkelgeschwindigkeit
  abgegangen und lesen aussen schneller als innen. Fuer Laufwerke, die
  diese Technik noch nicht unterstuetzen gilt weiterhin: Ihre
  Zugriffszeit steigt mit der Drehzahl und die Leistung sinkt damit in der
  Praxis ab. Es kann sogar sinnvoll sein, fuer bestimmte zugriffsintensive
  Anwendungen ein Laufwek mit geringerer Drehzahl und dafuer aber
  besonders geringer Zugriffszeit zu kaufen (unter 140 ms). Ausserdem
  erzeugen viele der neuen drehzahlgetunten Laufwerke starke Vibrationen,
  die nicht nur stoerend, sondern auch schaedlich fuer die Festplatte(n)
  sein koennen.

   Entgegen der ueblichen Annahme ist die gegen Kratzer empfindlichste
  Seite nicht die Unter-, sondern die bedruckte Oberseite der CD. Wenn
  hier ein Kratzer von nur wenigen Mikrometern Tiefe entsteht, kann die
  reflektierende Aluschicht beschaedigt und die CD somit unlesbar werden.
  Von unten hingegen besitzt die CD eine relativ dicke Schutzschicht. Hier
  lassen sich kleinere Kratzer, die nur den Laser ablenken, meist mit CD
  Reparatursets oder mit Zahnpasta (kein Witz!) anschmirgeln.

 5.4 *CD Brenner*

  *** Warung ! **************
   Beim Erstellen von CDs - insbesondere bei CD Kopien - ist unbedingt das
   Copyright zu beachten! Zuwiderhandlungen koennen unangenehme Folgen
   haben.
  ***************************

   Bei den "CD Brennern", also den Geraeten mit denen man selbst CD-R's
  (CD-Recordable) einmalig beschreiben kann ist seit Anfang 1996 ein
  starker Preisverfall eingetreten. Die CD Brenner (oder Recorder) mit 2x
  speed (300 kB/s Schreibrate und 600 kB/s Leserate) sind bereits unter
  die 1000,- DM Grenze gefallen, die 4x Geraete werden sicher bald folgen.
  Auch die ehemals mehrere 100,- DM teure Software befindet sich
  mittlerweile meist im Lieferumfang oder ist fuer ein paar Mark separat
  zu erwerben. Das groesste Problem ist z.Zt. die Beschaffung von CD
  Rohlingen zu realistischen Preisen, da der Markt sehr eng ist.

   Die wohl wichtigste Frage fuer einen Neuling ist: Wie muss mein Rechner
  ausgestattet sein, damit ich CDs brennen kann? Hier ein paar Tips:

  -  CD Brenner gibt es (fast?) ausschliesslich mit SCSI Schnittstelle.
    Deshalb benoetigt man dafuer einen entsprechenden SCSI Hostadapter.
    Wenn noch kein solcher vorhanden ist, reicht die Anschaffung eines
    preiswerten Hostadapters. Besondere Ansprueche werden seitens des CD
    Brenners nicht gestellt. Separate SCSI Hostadapter fuer SCSI
    Festplatte und Brenner sind ebenfalls ueberfluessig. Es sind zwar
    schon EIDE Brenner angekuendigt worden, aber auf den Markt getraut hat
    sich bisher noch keiner der Hersteller mit einem solchen Geraet.

  -  Fuer 2x Brennen sollte eine 486-66 CPU und fuer 4x Brennen ein Pentium
    75 MHz ausreichen. Auf ausreichenden Arbeitsspeicher ist zu achten (16
    MB mindestens).

  -  Die Festplatte sollte am SCSI Bus betrieben werden und muss zumindest
    eine _konstante_ Datenrate in Hoehe der Brenngeschwindigkeit liefern
    koennen. Am sichersten ist es, wenn die Festplatte eine sog.
    'AV-Festplatte' ist, also speziell fuer Multimediaanwendungen geeignet
    ist. Solche Festplatten benoetigen naemlich keine Rekalibrierung.
    Waehrend einer Kalibrierungsphase kann naemlich der Datenstrom
    abreissen oder unter die geforderte Mindestmarke fallen. Wenn ohne
    physikalisches Imagefile gebrannt werden soll (s.u.), sollte die
    Festplatte zudem eine geringe Zugriffszeit aufweisen. Praktisch ist
    meist auch das Brennen von EIDE Festplatten moeglich, aber empfohlen
    wird es von den Herstellern nicht.
     Ganz wagemutige haben auch (teilweise) erfolgreich beim CD-Brennen
    einen DAT Streamer oder ein CDROM Laufwerk als direkte Datenquelle
    verwandt. Waehrend beim DAT Streamer bei einem sequentiellen Imagefile
    und 2x-speed Geschwindigkeit noch gute Chancen bestehen, so ist das
    direkte Brennen von CDROM auf CD-R auch bei einem 6x oder 8x Laufwerk
    gefaehrlich - insbesondere, wenn das CDROM kein SCSI Geraet ist. Der
    Grund hierfuer ist vor allem die Zugriffszeit beim lesen von mehren
    kleinen Dateien. Hier kann der Datenstrom ebenfalls abreissen.

  Tips zum CD Brenner Kauf:

  -  Ein grosser Cache (mindestens 512 kB, besser 1 MB) sollte vorhanden
    sein. So sind die Chancen auch bei nicht-AV-Festplatten gross,
    kleinere Lesepausen ueberbruecken zu koennen.

  -  Nicht den CD-Brenner als Ersatz fuer ein CDROM Laufwerk einplanen: CD
    Brenner haben eine viel hoehere Zugriffszeit als CDROMs (500 ms und
    mehr!). So wird trotz 4x-speed beim Lesen die Arbeit zur Qual.

  -  Fuer private Anwendungen reicht meist ein 2x-speed Brenner. Die
    meiste Zeit verbringt man naemlich bei Einzelproduktionen nicht mit
    dem eigentlichen Schreiben des CD Rohlings, sondern mit dem zusammen-
    kopieren der Dateien und dem Erstellen des Images.

  -  CD Brenner und Software muessen zueinander passen. Es gibt momentan
    keinen Standard fuer CD Brenner. Jeder Brenner muss von der Software
    explizit unterstuetzt werden.

  CD Brenner FAQs:

  -  Was passiert wenn der Datenstrom 'abreisst' ?
    Wenn waehrend des Schreibens des Rohlings (das ist die leere CD) der
    Datenfluss zur CD abreisst - und sei es auch noch so kurz - ist kann
    die CD nicht weiter beschrieben werden. Alle bisher gebrannten Daten
    sind ebenfalls unlesbar. Zu Deutsch: Der Rohling ist Schrott. Um
    solche (finanziellen) Verluste zu vermeiden, sollte man bei einer Neu-
    einrichtung oder Aenderung der Konfiguration immer einen oder mehrere
    Testlaeufe mit der Brenn-Software machen. Hierbei wird praktisch das
    Schreiben der CD-R bei ausgeschaltetem Laser simuliert.

  -  Was fuer Rohlinge kaufen ?
    Das muss jeder selbst herausfinden. Es gibt goldene Kodak Rohlinge,
    blaue von Verbatim und viele gruenlich gefaerbte von Noname-Anbietern
    (z.B. Traxdata u.a.). Ich habe bei so praktisch jedem Anbieter Lob und
    Klagen ueber bestimmte Rohlinge behoert. So kann man leider keine
    Empfehlung geben. Auch einige CDROM Laufwerke haben Probleme CD-R's
    (also gebrannte CDs) zu lesen. Hier hilft meist zu der Wechsel des
    CDROM Fabrikats. Viele CD-R's koennen in einigen Laufwerken problemlos
    und schnell gelsen werden, waehrend sie in anderen Drives fuer
    Abstuerze und Lesefehler sorgen.

  -  Datensicherheit / Behandlung:
    CD-R's sind empfindlicher als normale CDROMs gegen Waerme, da die
    Schicht, in die die Informationen gebrannt werden aus einem
    organischen Material besteht. Ansonsten sollte man sie genauso
    handhaben, wie CDROMs. Die Datensicherheit von Rohlingen liegt nach -
    nicht nachpruefbaren - Herstellerangaben aehnlich hoch wie bei CDROMs.
    Diese sollen fuer ca. 70-100 Jahre lesbar sein - so es dann noch
    Laufwerke dafuer gibt :-)

  -  Gruende fuer kaputte Rohlinge:
    Wenn das Schreiben mit dem CD Recorder einfach nicht klappen will,
    sollte man ueberpruefen, ob die eigene Hardware die o.a. Anforderungen
    erfuelle. Ein Netzwerkclient darf waehrend des Brennens nicht aktiv
    sein. Ausserdem sollte man auf keinen Fall(!) waehrend des Brennens
    multitasken oder aufwendige Bildschirmschoner laufen lassen. In
    Windows 95 sicherheitshalber die Autostartfuntion fuer das normale
    CDROM Laufwerk ausschalten, sonst kann schon das einfach Einlegen
    einer CDROM den Brennprozess scheitern lassen.

  -  Multisession CDs:
    Wie bei Foto CDs ist es auch bei normalen Daten CDROMs mit Hilfe der
    passenden Brennsoftware, moeglich diese in mehreren Durchgaengen zu
    beschreiben. Dazu muss in der Software lediglich das
    Multisessionformat ausgeweahlt sein. Vorsicht: Bei Audio CDs (CD DA)
    klappt dies nicht, da CD Player fuer Audio Multisession nicht
    beherrschen. Wird eine weitere Session an eine Multisession CD
    angehaengt, so werden jedes mal ein paar MB fuer die Verwaltung der
    Session belegt.

   - Audio CDs brennen:
    Das Hauptproblem beim Kopieren oder Zusammenstellen von CD DA ist, die
    Daten digital von der Quell-CD zu bekommen. Normalerweise werden
    Audiodaten naemlich nur analog via Audiokabel an die Soundkarte
    weitergeleitet (schlechte Signalqualitaet!). Nicht alle CDROMs
    unterstuetzen (aus Copyrightgruenden) das digitale Auslesen von CD DA.
    Ob ein spezielles Laufwerk dies beherrscht, kann man eigentlich nur
    durch einen direkten Test herausfinden, denn in den Datenblaetten ist
    dazu meist keine Information zu finden. Verschiedene Shareware /
    Freeware Programme bieten sich an, die Daten von CD DA zu lesen und
    sie anschliessend als .WAV- oder als Imagedatei auf der Festplatte zu
    speichern. Dies geht jedoch trotz der Digitaltechnik nicht ganz in
    Originalqualitaet! Viele CDROM Laufwerke koennen CD DAs nicht mit
    ihrer vollen Geschwindigkeit auslesen (es wird dann automatisch auf
    Single- oder Doublespeed zurueckgeschaltet).

  -  CD-Brenner als CDROM einsetzen:
    Der Versuch, einen CD Brenner zusaetzlich als normales CDROM Laufwerk
    zu nutzen ist meist nicht ohne weiteres erfolgreich. Man benoetigt
    fast immer spezielle Treiber und eine manuelle Konfiguration. Windows
    erkennt die meisten CD-Brenner (alle ?) nicht per Plug-and-Play als
    CD-Leser. Ausserdem koennen die hohen Zugriffszeiten (wie oben bereits
    erwaehnt) den Betrieb nach erfolgreicher Konfiguration verleiden.

  -  Physikalisches Image:
    Ein (physikalisches) Image stellt eine komplette Kopie saemtlicher zu
    schreibender Daten dar und besteht aus einer grossen Datei, in der
    die einzelnen Dateien in der Brenn-Reihenfolge sequentiell abgelegt
    sind. Ein solches Image sollte man vor dem Brennen immer erzeugen, um
    einen zuverlaessigen Datentransfer sicherzustellen. Wohl jede CD Brenn
    Software arbeitet jedoch auch mit 'logischen' Images - praktisch
    bedeutet dies eine Arbeit ohne Image. Das spart zwar die riesige
    Imagedatei, erhoeht aber auch das Risiko eines kaputten Rohlings.

 5.5 *SCSI Hostadapter*

   Marktfuehrer im Bereich von cachelosen SCSI Hostadaptern ist Adaptec.
  Die Firma bietet eine breite Palette von SCSI Hostadaptern fuer alle
  gaengigen Bussysteme und Anforderungen. Der Support ist gut. Adaptec
  Hostadapter werden nur in der 'Kit-Version' (also z.B. AHA 2940 KIT) mit
  Treibern geliefert. Wer eine Version ohne Kit oder eine OEM Version
  erwischt hat, muss die Treiber ggf. teuer nachkaufen. Im Vergleich mit
  der Konkurrenz aus dem Hause Symbios Logic (vormals NCR) und anderen ist
  Adaptec recht teuer.

   Die mittlerweile sehr beliebten Symbios Hostadapter sind von der
  Leistung her einem vergleichbaren Adaptec mindestens ebenbuertig, kosten
  aber erheblich weniger. Es gibt sie mit oder ohne BIOS. Die Modelle ohne
  BIOS benoetigen ein Mainboard mit SDMS Support, damit von ihnen gebootet
  werden kann. Die meisten Pentium Mainboards bieten mittlerweile diesen
  SDMS Support. Ist er nicht vorhanden, laesst er sich u.U. per BIOS
  Update hinzufuegen. SCSI Hostadapter mit BIOS koennen auch ohne
  Boardunterstuetzung booten, sind aber auch ein paar Mark teurer. Einen
  Geschwindigkeitsvorteil bietet das BIOS nicht.

   Beim Kauf eines SCSI Hostadapters ist unter anderem anzuraten, sich
  nach Moeglichkeit fuer ein Modell mit Busmaster DMA zu entscheiden
  (siehe 2.6), sonst gehen viele SCSI-Vorteile verloren. Z.B. ist der
  Adaptec 2920 nicht busmasterfaehig, der teurere 2940 hingegen schon.

   Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Anzahl der vom Hostadapter
  unterstuetzten SCSI Kanaele. Die meisten Adapter bieten einen SCSI Kanal
  und koennen so (Narrow SCSI) 7 bzw. 15 (Wide SCSI) Geraete
  unterstuetzen. Man kann jedoch auch Hostadapter mit mehreren Kanaelen
  erwerben und so z.B. 35 SCSI Geraete anschliessen (5 Kanaele, Narrow
  SCSI). Eine kleine Uebersicht ueber die aktuellen Adaptec Hostadapter
  gibt die folgende Tabelle:

    Modell        Features
   --------------------------------------------------------------
    1504          7 Geraete SCSI 2, kein Busmaster, nur PIO, ISA
    1542          7 Geraete SCSI 2, Busmaster, ISA
    1742A         7 Geraete SCSI 2, Busmaster, EISA
    2920          7 Geraete SCSI 2, kein Busmaster, nur PIO
    2940          7 Geraete SCSI 2
    2940W         15 Geraete Wide SCSI
    2940UW        15 Geraete Ultra Wide SCSI
    2944          15 Geraete Differential SCSI
    3940          2 Kanaele mit je 7 Geraeten SCSI 2
    3940W         2 Kanaele mit je 15 Geraeten Wide SCSI
    3985          3 Kanaele mit je 7 Geraete SCSI 2, RAID
    3985W         3 Kanaele mit je 15 Geraeten Wide SCSI, RAID

 5.6 *Festplattenkomprimierung*

   Festplattenkomprimierer (nachfolgend: 'Online-Packer') wie z.B.
  'Stacker' von Stac, 'Drivespace' von Microsoft etc. sind Programme, die
  durch verlustfreie Datenkompression den Platzbedarf von Dateien auf der
  Festplatte verringern koennen. Die dabei angewandte Technik ist
  vergleichbar mit der sogenannter 'Offline Packer' wie z.B. 'PkZip' von
  Pkware oder 'Arj' von R. K. Jung. Im Unterschied zu diesen geschieht der
  Pack- und Entpackvorgang bei Festplattenkomprimierern (also 'Online
  Packern') unsichtbar fuer den Anwender. Die Effizienz der Online Packer
  liegt - abhaengig vom Produkt, den Einstellungen und den zu packenden
  Daten - bei einem Faktor durchschnittlich von 1.5-2.0. Hier eine kleine
  Uebersicht ueber die Platzgewinne, die sich mit verschiedenen Dateitypen
  erzielen lassen:

    Format      Art                        Faktor (ca.)
   -----------------------------------------------------
    TXT         ASCII Datei                2:1
    DOC         Textdatei                  2:1
    DBF         DBASE Datenbank            2:1 - 15:1
    PCX         Grafik                     5:1 und mehr
    JPG         JPEG komprimierte Grafik   1:1
    ZIP         ZIP Archiv                 1:1
    ARJ         ARJ Archiv                 1:1

   Diese Werte sind nur Anhaltspunkte. Die tatsaechliche Kompression kann
  erheblich besser oder schlechter ausfallen.

   Durch die seit Mitte 1995 stark gesunkenen Preise fuer Fesptplatten
  sind Online-Packer etwas aus der Mode gekommen. Fuer aeltere
  Rechnersysteme oder gerade fuer Notebooks bieten sie sich jedoch weiter
  als Alternative zum Neukauf an.

   Wer Online-Packer einsetzt erkauft sich den zusaetzlichen Platz mit
  einer Reihe von Nachteilen:

   - geringere Datensicherheit
   - meist geringere Geschwindigkeit
   - hoehere CPU Belastung
   - Belegung von DOS Speicher fuer die Treiber

   Wie arbeitet nun ein Online-Packer? Die verschiedenen Komprimierungs-
  algorithmen (z.B. LZW) hier darzulegen wuerde sicher zu weit fuehren.
  Hierzu sei auf die naechste Bibliothek verwiesen. Von der Softwareseite
  geschieht bei der Installation eines Online-Packers folgendes: Alle auf
  der betreffenden Partition befindlichen Daten werden nacheinander Stueck
  fuer Stueck komprimiert und in einer einzigen grossen Datei abgelegt.
  Nachdem wird in der CONFIG.SYS ein Treiber installiert, der dafuer sogt,
  dass beim naechsen Systemstart statt dieser einen Datei (dem
  komprimierten Volume) wieder der gewohnte Festplatteninhalt und
  Buchstabe (z.B. C:\) angezeigt wird. Dieses Laufwerk wird als logisches
  Laufwerk bezeichnet, waehrend die komprimierten Daten physikalisch auf
  dem sog. Hostlaufwerk liegen. Beim Start des Systems bekommt das
  Hostlaufwerk den Laufwerksbuchstaben C:\ (z.B.) und das logische
  Laufwerk einen neuen Buchstaben (z.B. D:\) zugewiesen. Danach werden
  durch den Treiber die Laufwerksbuchstaben vertauscht, so dass fuer die
  Anwendungssoftware wieder alles beim alten ist.

   Durch dieses Verfahren und den komplexen Aufbau des komprimierten
  Volumes koennen sich Datenfehler auf einer komprimierten Festplatte
  wesentlich drastischer auswirken, als auf einem normalen Laufwerk. Ein
  abschreckendes Beispiel fuer Probleme mit Online-Packern ist das
  mittlerweile von Markt genommene Programm 'Double-Space' von DOS 6
  (Nachfolger: Drivespace [aktuell Version 3]).

   Aufgrund diese Unsicherheiten und nicht zuletzt wegen der teilweise
  betraechtlichen Geschwindigkeitsverluste (z.B. beim lesen von vielen
  kleinen Dateien, die ueber das gesamte Volume verstreut sind) rate ich
  vom Einsatz eines Online-Packers generell ab.
 

 6. Glossar
 6.1 *Abkuerzungen*

 ASIC        Application Specific Integreated Circuit (IC fuer Spezialan
 AT-Bus      ugs. fuer IDE Bus
 ATA         AT Attachment
 ATAPI       AT Attachment Packet Interface (Bez. fuer EIDE CDROMs)
 BPI         Bits per Inch
 BS          Betriebssystem
 C/D         Control/Data
 CDDA        CD Digital Audio (herkoemmliche Musik CD)
 CD-R        CD Recordable (auch CD WO; einmaig beschreibbare CD)
 CDROM       Compact Disk Read Only Momory
 CDWO        CD Write Once (siehe CD-R)
 CHS         Cylinder-Head-Sector
 CS          Cable Select
 DC          Data Cartridge
 DD          Double Density (3.5": 720 kB; 5.25": 320 kB)
 DDS         Digital Data Storage
 DMA         Direct Memory Access
 ED          Extra Density (3.5": 2.88 MB)
 EIDE        Enhanced IDE (auch: Fast ATA-2)
 EPA         Environmental Protection Agency (amerik. Umweltbehoerde)
 EPRML       Enhanced PRML
 Fast-ATA    Seagate Standard (Fast-ATA ist eine Untermenge von EIDE)
 FAT         File Allocation Table (DOS Dateisystem, Dateizuordnungstabelle)
 FDD         FloppyDisk Drive (Diskettenlaufwerk)
 FH          Full height (__")
 HD          High Density (3.5": 1.44 MB; 5.25": 1.2 MB)
 HDD         HardDisk Drive (Festplatte)
 HH          Half height (1")
 HPFS        High Performance File System (Dateisystem von OS/2)
 I/O         Input/Output
 ID          Identification(-Number)
 IDE         Integreated/Intelligent Drive Electronics
 LBA         Logical Block Addressing
 LL          Low Level (Format)
 LUN         Logical Unit Number (SCSI 'Sub-ID')
 MA          Master
 MFM         Modified Frequency Modulation (alter Festplattenstandard)
 MR          Magneto-resistiv (spez. Technik fuer HDD Lesekoepfe)
 ms          Milisekunde (10^-3 s)
 MTBF        Mean Time Between Failure (Mittlere Zeit bis zum Defekt)
 ns          Nanosekunde (10^-9 s)
 NTFS        New Technology File System (Dateisystem von Windows NT)
 PCI         Peripheral Component Interconnect (schnelles Bussystem)
 PD          Peak Detection
 PFA         Predictive Failure Analysis (TM)
 PIO         Programmed I/O (z.B. (E)IDE Transfer laeuft ueber PIO)
 PRML        Partital Response Maximum Likelihood (HDD Lesetechnik)
 QIC         Quarter Inch Cartridge (Streamercassetten Standard)
 RAID        Redundant Array of Inexpensive Disks
 RLL         Run Length Limited (alter Festplattenstandard)
 rpm         rotations per minute (Umdrehungen pro Minute)
 SASI        Shugart Associates System Interface
 SCAM        SCSI Configures Automatically ('Plug and Play SCSI')
 SCSI        Small Computer Systems Interface
 SDMS        SCSI Device Management System
 SL          Slave
 SMART       Self Monitoring, Analysis and Reporting Technology
 SPT         Sectors per track (Sektoren pro Spur)
 VFAT        Virtual FAT (FAT Erweiterung, in WfW 3.11 und Win 95)
 XCHS        Extended Cylinder-Head-Sector
 ZBR         Zone Bit Recording
 Zoll        1 Zoll = 2.54 cm

 6.2 *Bezugsquellen*

 - PC POWER BBS Fido 2:241/1050:

   Datei                       Beschreibung
   ----------------------------------------------------------
   HDBENCH.ZIP                 c't HDBENCH
   H2BENCH.ZIP                 c't HDBENCH Version 2.0
   ATBUS.ZIP                   die ATBUS Liste (s.u.)
 

 - c't Mailbox: analog unter 0511/5352-301
                ISDN   unter 0511/5352-351

 - MR BIOS: Microid Research http://www.mrbios.com

 - Mailboxen von Festplatten-/SCSI Hostadapter-Herstellern:

   Adaptec GmbH                    089/456440618
   Conner Peripherals               089/9613734
   El Datentechnik (fuer WD)    0711/5207385
   IBM                                     07034/63250
   ICP Vortex                           07131/597215
   IOmega GmbH                     0761/4504444
   Maxtor Europe GmbH          089/963131
   Micropolis GmbH                 089/8595096
   NEC Deutschland GmbH      089/31601218
   Quantum                               069/95076745
   Seagate Technology              089/1409331
   Western Digital                     089/92200660       http://www.wdc.com

 - (E)IDE Kompatibilitaets-Probleme:

   In dem Fido Echo STORAGE.GER wird regelmaessig von Sepp Lindinger eine
   Liste zueinander kompatibler Festplatten gepostet. Info von Sepp dazu:

   "Die Liste ist akt. bei "Pockinger Light" mit Magic "ATBUS" zu
    requesten. Nodenummern:  2:2494/27, 2:2494/28. Aenderungen und
    Ergaenzungen bitte an mich (Sepp Lindinger, 2:2494/28.28), nicht an
    meinen Boss."

 ENDE DER FAQ
 ---Rechte: PC POWER GmbH, Holger Ehlers@2:241/1050 aka 2:241/1020.20---
   --- Weitergabe mit Copyright erlaubt ---