SfdvW - 108 - Datenträger

Feedback zur Sendung? Schreibe uns ein Kommentar SfdvW - 108 - Datenträger mit dabei: markus, honky Informationsbegriff Information https://de.wikipedia.org/wiki/Information Information ist in der Informationstheorie das Wissen, das ein Absender einem Empfänger über einen Informationskanal vermittelt. Daten https://www.duden.de/rechtschreibung/Daten elektronisch gespeicherte Zeichen, Angaben, Informationen Zeichen, die eine Information darstellen -> 0,1 Bits, Alphabet, etc. Datei Bestand meist inhaltlich zusammengehöriger Daten, der auf einem Datenträger oder Speichermedium gespeichert eindimensionale Aneinanderreihung von https://de.wikipedia.org/wiki/Bit Bit ist eine Wortkreuzung aus binary digit – englisch für „binäre Ziffer“ oder auch Binärziffer Dateiformat https://de.wikipedia.org/wiki/Dateiformat offene Dateiformate proprietäre Dateiformaten Speichermedien: Lochkarte https://de.wikipedia.org/wiki/Lochkarte lochkartengesteuerte Webstühle Drehorgeln Schallplatte https://de.wikipedia.org/wiki/Schallplatte https://de.wikipedia.org/wiki/Voyager_Golden_Record Magnetbänder https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetband einer langen, schmalen Folie aus Kunststoff, die mit einem magnetisierbaren Material beschichtet Drahtaufzeichnungsgeräte noch bis in die 1970er in Satelliten und anderen unbemannten Raumschiffen Verwendung ausschließlich sequentiellen Zugriff eine Sammlung von adressierbaren Datenblöcken 512 Bytes = 2^9 oder 4.096 Bytes = 212 https://de.wikipedia.org/wiki/Festplattengeometrie https://de.wikipedia.org/wiki/Zylinder-Kopf-Sektor-Adressierung die Kopfnummer der Höhe, die Zylindernummer dem Radius, die Sektornummer dem Winkel früher per Hand eingestellt mehr Sektoren auf den Außenbahnen https://de.wikipedia.org/wiki/Zone_Bit_Recording Fesplatten Kopf-Fahrwege: https://youtu.be/SZ0xXI9kvPo https://youtu.be/SZ0xXI9kvPo?t=1907 https://de.wikipedia.org/wiki/Logical_Block_Addressing Blöcke einfach gezählt, beginnend mit Null Festplatten haben eigene Kontroller Typische Grenzen sind 504 MiB, 8 GiB, 32 GiB, 128 GiB. Die 128-GiB-Grenze resultiert aus der Verwendung von 28-Bit-LBA, Kontinuierliche Speicherung (aufsteigend hintereinander) Vorteile: minimale Positionierungszeit schneller Zugriff auf bestimmte Dateiposition z.B. bei CD-Roms Nachteile: Problem des freien Platzes, Fragmentierung, Größe bei neuen Dateien nicht immer bekannt, Erweitern schwierig Verkettete Speicherung (am Ende des Blocks verweis auf Folgeblock) z.B. C64 und auch FAT Datei kann wachsen uns schrumpfen Adressen brauchen Platz! Verzeigerung Fehleranfälligkeit Schlechter direkter Zugriff (viele Sprünge) aufwendige Suche Indiziertes Speichern z.B. Inodes usw. https://de.wikipedia.org/wiki/Programmed_Input/Output Regelwerk zur Steuerung des Datenaustauschs zwischen dem Prozessor und den Peripheriegeräten Nachteil Zwischenschritt bis zum Arbeitsspeicher https://de.wikipedia.org/wiki/Speicherdirektzugriff Direct Memory Access (DMA) bezeichnet in der Computertechnik eine Zugriffsart, die über ein Bussystem direkt auf den Speicher zugreift separaten Baustein wie zum Beispiel den 8237 oder den 8257 von Intel. Remote Direct Memory Access auch über Netzwerkverbindungen möglich z.B. bei NFS https://de.wikipedia.org/wiki/Small_Computer_System_Interface 1986 wurde die SCSI-Spezifikation als X3.131-1986 von der ANSI standardisiert Festplatten und Bandlaufwerken genutzt, auch Scannern und optische Laufwerken Heute definiert SCSI zusätzlich zu Parallel SCSI (SPI) weitere Übertragungswege, wie Serial Attached SCSI (SAS), Fibre Channel und iSCSI. SAS heute so gut wie ausschließlich in Servern SAS Platten mittels bsp. HBA oder RAID ATA Festplatten (WD 1984 IDE danach als ATA-1 ATA-2 etc danach PATA ) - https://de.wikipedia.org/wiki/ATA/ATAPI - (IBM) A(dvanced) T(echnologie) Attachment ATA-1 (1989–1999, ANSI X3.221-1994) Gleichzeitige Ansteuerung von maximal zwei Festplatten mit einer Übertragungsrate von bis zu 8,3 MB/s inkl. DMA ATA-2 (1994–2001, ANSI X3.279-1996) PIO-Modus 3: 11,1 MB/s; PIO 4: 16,6 MB/s DMA-Modus 1: 13,3 MB/s, Modus 2 (DMA 2): 16,6 MB/s (ab hier immer Multi Word) ATA/ATAPI-6 (seit 2000, ANSI NCITS 361-2002) 2^28 · 512 Byte = 128 GiB auf 2^48 · 512 Byte = 134.217.728 GiB (≈ 144.115.188 GB) = 128 PiB erhöht Serial ATA (Serial AT Attachment) Daten werden seriell übertragen (Bit für Bit) und nicht, wie bei den alten ATA-Standards, in 16-Bit-Wörtern höhere Datentransferrate, vereinfachte Kabelführung und die Fähigkeit zum Austausch von Datenträgern im laufenden Betrieb (Hot-Plug) SATA zudem in Konkurrenz zu USB, FireWire und Thunderbolt Mit 10 Leitungsbits werden 8 Bit Daten übertragen Sata-1 1,2 Gbit/s Sata-2 2,4 Gbit/s Sata-3.0 4,8 (600 MB/s). https://de.wikipedia.org/wiki/PCI_Express alles schneller und besser Gegensatz zum parallelen PCI-Bus kein geteiltes (shared) Bus-System für jedes Gerät dedizierten Punkt-zu-Punkt- :) https://de.wikipedia.org/wiki/Solid-State-Drive https://de.wikipedia.org/wiki/Nichtfl%C3%BCchtiger_Datenspeicher keine beweglichen Teile unempfindlich gegen Stöße, Erschütterungen und Vibrationen. kürzere Zugriffszeiten und arbeiten geräuschlos benötigt weniger Strom produziert weniger Abwärme https://de.wikipedia.org/wiki/Master_Boot_Record Beschränkt Festplatten auf 2 TiB https://de.wikipedia.org/wiki/GUID_Partition_Table Spezifikation ist Teil des UEFI-Standards ersetzt zunehmend https://de.wikipedia.org/wiki/BIOS DAS Dateisysteme https://de.wikipedia.org/wiki/Direct_Attached_Storage Dateisystem https://de.wikipedia.org/wiki/Dateisystem CRUD Create, Read, Update, Delete https://de.wikipedia.org/wiki/CRUD auch Metadaten Zeitpunkt der Dateierstellung Besitzer der Datei effiziente Organisation Dateisystemspezifikation von einem Treiber https://de.wikipedia.org/wiki/Ger%C3%A4tetreiber (Kernel) Programm im Userspace Single Disk FAT https://de.wikipedia.org/wiki/File_Allocation_Table ist eine Art Tabelle fester Größe, in der über die belegten und freien Cluster eines FAT-Dateisystems Buch geführt wird. Ein Cluster ist die aus einem oder mehreren Sektoren bestehende Zuordnungseinheit, die von einer Datei belegt werden kann. Cluster existiert ein Eintrag in der FAT existieren in der Regel zwei Kopien der FAT Acht Zeichen für den Dateinamen und drei Zeichen für die Dateinamenserweiterung https://de.wikipedia.org/wiki/8.3 NTFS https://de.wikipedia.org/wiki/NTFS TFS ist ein proprietäres Dateisystem von Microsoft für alle Betriebssysteme der Windows-NT-Reihe (ab 1993). Die Abkürzung steht für New Technology File System gezielten Zugriffsschutz auf Dateiebene sowie größere Datensicherheit durch Journaling das alle Änderungen vor dem eigentlichen Schreiben in einem dafür reservierten Speicherbereich, dem Journal, aufzeichnet https://de.wikipedia.org/wiki/Journaling-Dateisystem Dateigröße nicht wie bei FAT auf 4 GiB beschränkt werden bei NTFS alle Informationen zu Dateien in einer Datei (Konzept: alles ist in einer Datei), der Master File Table, kurz MFT gespeichert. Sehr kleine Dateien und Verzeichnisse werden in der MFT direkt abgespeichert. MFT ein fester Platz reserviert, falls voll wird woanders freier Speicher verwendet (Fragmentierung) Standardmäßig wird ein Bereich von 12,5 % der Partitionsgröße für die MFT reserviert DOS / Multics / Unix - Verzeichnisse Unix-Konzept Everything is a file http://www.netzmafia.de/skripten/unix/unix1.html#1.5 Normale Dateien Verzeichnisse Spezialdatenen E/A Geräte MS-DOS ab Version 2.0) gibt es ebenfalls Gerätedateien: COM:, CON:, LPT:, PRN: ext ext2 ext3 extended filesystem https://de.wikipedia.org/wiki/Ext2 https://de.wikipedia.org/wiki/Ext3 https://de.wikipedia.org/wiki/Ext4 https://de.wikipedia.org/wiki/Jahr-2038-Problem https://de.wikipedia.org/wiki/Inode ls -i Dateiname && stat Dateiname Diese enthält die Metadaten der Datei und verweist auf die Daten der Datei beziehungsweise die Dateiliste des Verzeichnisses. Schrägstrich / (slash) begrenzten Namen ist genau ein Inode zugeordnet Dieser speichert folgende Metainformationen zur Datei, aber nicht den eigentlichen Namen: Die Art der Datei (reguläre Datei, Verzeichnis, Symbolischer Link, …), siehe unten; die numerische Kennung des Eigentümers (UID, user id) und der Gruppe (GID, group id); die Zugriffsrechte für den Eigentümer (user), die Gruppe (group) und alle anderen (others); Die klassische Benutzer- und Rechteverwaltung geschieht mit den Programmen chown (change owner), chgrp (change group) und chmod (change mode). Durch Access Control Lists (ACL) wird eine feinere Rechtevergabe ermöglicht. verschiedene Zeitpunkte der Datei: Erstellung, Zugriff (access time, atime) und letzte Änderung (modification time, mtime); die Zeit der letzten Status-Änderung des Inodes (status, ctime); die Größe der Datei; den Linkzähler (viele Dateiennamen auf diesen verweisen); einen oder mehrere Verweise auf die Blöcke, in denen die eigentlichen Daten gespeichert sind. https://de.wikipedia.org/wiki/Unixoides_System Apple? not my department MFS https://de.wikipedia.org/wiki/Macintosh_File_System nur ein Jahr, flat file system (keine Verzeichnisse :) HFS https://de.wikipedia.org/wiki/HFS_(Dateisystem) proprietäres Format gut dokumentiert, deswegen oft zugreifbar maximale Anzahl Dateien (65.536) Dateinamen bis zu einer Länge von 31 Zeichen HFS+ https://de.wikipedia.org/wiki/HFS_Plus 1998 -2016 APFS https://de.wikipedia.org/wiki/Apple_File_System Verwendung von Flash-Speicher wie SSDs https://de.wikipedia.org/wiki/Copy-On-Write https://de.wikipedia.org/wiki/Schnappschuss_(Informationstechnik)#Massenspeicher „Fast Directory Sizing“ „Atomic Safe-Save“ Verschlüsselung https://www.macwelt.de/a/high-sierra-was-apfs-hevc-und-heif-bringen,3437774 DAS Multiple Disk RAID https://de.wikipedia.org/wiki/RAID Redundant Array of Independent Disks Hardware Raid vs. Software Raid RAID 0: Striping – Beschleunigung ohne Redundanz RAID 1: Mirroring – Spiegelung RAID 5: Leistung + Parität, Block-Level Striping mit verteilter Paritätsinformation JBOD https://de.wikipedia.org/wiki/RAID#JBOD DAS Software Raid Vorteil zum Hardware Raid, belegte und unbelegte Blöcke können unterschieden werden, was Wiederherstellungen deutlich effizienter macht brauchen Host Bus Adapter https://de.wikipedia.org/wiki/Host-Bus-Adapter LVM https://de.wikipedia.org/wiki/Logical_Volume_Manager Windows: Basic and Dynamic Disks https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/fileio/basic-and-dynamic-disks?redirectedfrom=MSDN Windows 10+: Storage Spaces in Windows 10 https://support.microsoft.com/en-us/windows/storage-spaces-in-windows-10-b6c8b540-b8d8-fb8a-e7ab-4a75ba11f9f2 ZFS (Zetta File System) https://de.wikipedia.org/wiki/ZFS_(Dateisystem) https://de.wikipedia.org/wiki/Transaktionaler_Speicher https://cre.fm/cre049-das-zfs-dateisystem https://media.ccc.de/search/?q=ZFS große Dateigrößen Raid und LVM inkludiert Encryption Deduplication prüfsummenbasierte Schutz vor Datenübertragungsfehlern zfs send / receive 128-Bit Copy-On-Write-Dateisystem Snapshots ohne Zeitverlust eher nicht so auf Windows https://superuser.com/questions/289189/access-a-zfs-volume-in-windows BTRFS https://de.wikipedia.org/wiki/Btrfs https://media.ccc.de/search/?q=BTRFS Btrfs mit der B-Baum-Struktur / https://de.wikipedia.org/wiki/B-Baum ist ein immer vollständig balancierter Baum, der Daten nach Schlüsseln sortiert speichert kann binär sein, ist es aber hier nicht freie Software unter GPL sehr ähnlich zu ZFS, geschaffen um dessen Lizenzprobleme zu umgehen Gibts auch für Windows btrfs-convert, kann ext3- und ext4-Dateisysteme reversibel Konvertieren erweiterter Speicherbereich (264 Byte) effizientes Speichern kleiner Dateien und Verzeichnisse dynamische Inodes Schnappschüsse mehrere Subvolumen Datenkompression Dateisystemcheck und Defragmentierung während des Betriebs effiziente interne inkrementelle Datensicherung Copy-On-Write Prüfsummen podlovePlayer('#example', '/blog/sfdvw108.json');