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– Er definiert ein Gerät und macht es dem Betriebssystem bekannt, initialisiert also die Geräte-Controller beim Systemstart.
– Er stellt ein logisches Programmiermodell bereit und übersetzt es in gerätespezifische Anforderungen.
– Er dient der Pufferung von Daten auf dem Weg vom Gerät zum Hauptspeicher und umgekehrt.
– Er übernimmt die Unterbrechungsbearbeitung für ein Gerät. In der Regel liegt im Treiber auch die passende Interrupt Service Routine (ISR) für das Gerät.
– Er dient der Koordination der nebenläufigen Zugriffe auf ein Gerät.

Magnet- oder Festplatten bestehen aus Kunststoff- oder Aluminiumscheiben, die mit einer hauchdünnen Magnetschicht überzogen sind, und meistens sind auch mehrere Schichten übereinander angeordnet. Eine beidseitige Plattenbeschichtung
ist heute der Normalfall. Die Schreib-/Leseköpfe sind auf einem mechanischen Träger befestigt und mit kleinen Elektromagneten ausgestattet. Je Oberfläche ist ein Schreib-/Lesekopf notwendig. Meistens ist zu einer Zeit nur ein Schreib-/Lesekopf aktiv. Auf den Plattenoberflächen sind Spuren angebracht. Die Platten
rotieren mit einer konstanten Drehzahl von ca. 5000 bis 15000 U/min um eine senkrechte Drehachse.
Die Daten sind als Blöcke fester Größe in sog. Sektoren gespeichert. Die Plattenoberfläche ist physikalisch in kleine Kuchenstücke, sog. Kreissektoren aufgeteilt. Die Spurenanteile eines Kreissektors werden als logische Sektoren bezeichnet. Alle Spuren untereinander nennt man Zylinder. Zylinder sind über eine Position der Schreib-/Leseköpfe ansprechbar.

Mit DMA (Direct Memory Access) werden ganze Datenblöcke zwischen dem Geräte-Controller und dem Hauptspeicher transportiert. Der Zugriff erfolgt über sog. DMA-Controller mit speziellen DMA-Chips (Hardwareunterstützung). DMAZugriffe
auf den Geräte-Controller können parallel zur CPU-Bearbeitung ausgeführt werden. Die CPU stößt die Übertragung an und kann dann eine andere Aufgabe erledigen. Der DMA-Controller erzeugt bei Ende der Übertragung eine Unterbrechung an die CPU.

RAID steht für Redundant Array of Inexpensive (heute Independent) Disks. Mehrere kleine Platten werden hier als große virtuelle Platte verwaltet. Der Betrieb eines RAID-Systems erfordert mindestens zwei Festplatten. Die Festplatten bilden einen Verbund, der aus Sicht des Betriebssystems als eine einzige logische Festplatte betrachtet wird. Die Daten werden je nach RAID-Verfahren über die einzelnen physikalischen Festplatten verteilt. Redundante Information wird bei den meisten RAID-Varianten zu den Nutzdaten ergänzt und ebenfalls auf die physikalischen Platten verteilt, um im Fehlerfall die Wiederherstellung einer Platte zu unterstützen. Es gibt mehrere RAID-Varianten (RAID-0, RAID-1,...) und auch Kombinationen
(RAID-1+0).

In RAID-1-Systemen wird eine Vollspiegelung der Daten durchgeführt. RAID-1 bietet die volle Redundanz der gespeicherten Daten, wobei die Kapazität des Systems höchstens so groß ist, wie der kleinste Spiegel. Fällt ein Spiegel aus, können die Platten des anderen Spiegels weiterhin genutzt werden. Bei RAID-1 wird bei schreibendem Zugriff immer auf beide Festplattenspiegel zugegriffen, da eine Kopie erstellt werden muss.

Bei RAID-4 werden die Datenbits wie bei RAID-0 zu Streifen zusammengefasst.
Pro Streifen wird eine Prüfsumme gebildet und auf einer eigenen Platte gespeichert. In RAID-5-Systemen sind die Paritätsabschnitte auf alle Platten verteilt, um eine gleichmäßige Plattenauslastung zu erreichen. Ansonsten ist RAID-5 sehr ähnlich zu RAID-4.

RAID-6-Systeme sind wie RAID-5 aufgebaut, speichern aber mehr redundante Prüfdaten, so dass sogar der Ausfall von zwei Platten ohne Auswirkung bleibt.
Wenn n Festplatten für die Nutzdaten benötigt werden, ist ein RAID-6-System aus n+2 Platten aufgebaut.
RAID-6 zeichnet sich durch gute Leistung beim Lesen aus, die Schreibleistung ist allerdings schlechter als bei RAID-5.

RAID-10 vereinigt als Kombination von RAID-0 und RAID-1 die Vorteile beider Verfahren. Es wird Striping und anschließend eine Spiegelung durchgeführt, d. h. RAID-10-Systeme sind schnell und ausfallsicher.

Bei Software-RAID ist keine eigene Controller-Hardware erforderlich, da die Verwaltung der RAID-Platten im Betriebssystem erfolgt.

Windows kennt vor allem folgende Dateisysteme:
– CDFS (CD-ROM File System) ist ein einfaches Read-Only-Format für CDROMs. Windows implementiert den ISO-9660-Standard. Die Länge von Verzeichnis- und Dateinamen ist auf 31 Zeichen begrenzt. Es wird nicht zwischen Groß- und Kleinschreibung bei Datei- und Verzeichnisnamen unterschieden. Die Hierarchie der Verzeichnisse ist auf acht Ebenen limitiert. Dieses Format ist aber schon veraltet.

– UDF (Universal Disk Format) ist ISO-13346-konform. Es ersetzt CDFS und ist in der DVD-Spezifikation enthalten. Es unterstützt maximale Dateinamenlängen von 255 Zeichen, eine maximale Pfadlänge von 1023 Zeichen und Groß- und Kleinschreibung bei Datei- und Verzeichnisnamen.

– FAT-16 (FAT = File Allocation Table) ist das alte MS-DOS-Dateisystem und nutzt 16-Bit-Plattenadressen.
– FAT-32 ist ebenfalls ein altes Dateisystem und nutzt 32-Bit-Plattenadressen.
– NTFS (NT Filesystem) ist ein modernes, hierarchisches Dateisystem. NTFS nutzt 64-Bit-Plattenadressen.

Ein SAN ist ein Netzwerk, in dem große Datenmengen gespeichert und bewegt werden. Im SAN wird der gesamte Speicher, unabhängig von Standort und Betriebssystem, zentral verwaltet und zu virtuellen Einheiten zusammengefasst. Der Speicher muss dazu nicht an ein und demselben Ort untergebracht sein. Die Server sehen das SAN als eine Art Datenpool, der in voneinander getrennte logische Einheiten aufgeteilt ist. Mehrere redundante Wege zwischen dem Anwender und den Daten können auch vor möglichen Ausfällen schützen.