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Sekundärspeicher – magnetische, optische und Halbleiterspeicher im Vergleich

InformatikDateien, Speicher und DatenbankenAlter 16–17

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Schauen Sie in drei Speicherarten hinein: eine Festplatte (rotierende Scheiben, magnetisierte Bereiche, Schreib-Lese-Kopf, Suchzeit und Rotationslatenz), eine optische Disc (Pits und Lands, von einem Laser gelesen; CD, DVD, Blu-ray) und eine SSD (NAND-Flash-Zellen mit Floating Gate, Wear-Leveling). Vergleichen Sie Kapazität, Geschwindigkeit, Kosten pro GB, Robustheit und Tragbarkeit von Festplatte, SSD, USB-Stick, Speicherkarte, Blu-ray-Disc, Magnetband und Cloudspeicher, wählen Sie für jede Situation ein Gerät und sehen Sie den virtuellen Speicher in der Speicherhierarchie.

Lektion: Sekundärspeicher: magnetische, optische und Halbleiterspeicher, Cloudspeicher, virtueller Speicher und Speicherhierarchie

Was sie zeigt

Sekundärspeicher behält Daten auch ohne Strom. Eine Festplatte speichert jedes Bit als magnetisierten Bereich auf einer rotierenden Scheibe; zum Lesen fährt der Kopf zur Spur und wartet, bis der Sektor unter ihm vorbeikommt. Eine optische Disc speichert Bits als Pits und Lands entlang einer Spiralspur, gelesen über die Änderung des reflektierten Laserlichts; kürzere Wellenlängen erlauben mehr Daten. Eine SSD hält Elektronen auf dem Floating Gate von NAND-Flash-Zellen fest, hat keine beweglichen Teile und verteilt ihre Schreibvorgänge, um den Verschleiß zu bremsen. Kein Gerät ist für alles das beste: Man wägt Kapazität, Geschwindigkeit, Kosten, Robustheit und Tragbarkeit ab.

So funktioniert es

Wählen Sie unter So werden Bits gespeichert Festplatte, Optische Disc oder SSD und stellen Sie das Zu speichernde Byte ein. Wählen Sie bei der Festplatte die Drehzahl und klicken Sie auf Zufälligen Sektor lesen oder tippen Sie auf die Scheibe; ändern Sie bei Discs den Disc-Typ; schalten Sie bei der SSD das Wear-Leveling um und klicken Sie auf Dauernd speichern. Wählen Sie unter Vergleichen und auswählen ein Kriterium, eine Situation und Ihre Wahl und klicken Sie auf Prüfen. Stellen Sie unter Speicherhierarchie den RAM ein, öffnen Sie Apps und wechseln Sie zwischen ihnen.

Einstellbare Parameter

  • Startansicht So werden Bits gespeichert, Vergleichen und auswählen, Speicherhierarchie
  • Gezeigtes Gerät von innen Festplatte (HDD), Optische Disc, SSD (NAND-Flash)
  • Zu speicherndes Byte (0–255) 0–255
  • Drehzahl der Festplatte 5400 U/min, 7200 U/min, 15 000 U/min
  • Typ der optischen Disc CD, DVD, Blu-ray
  • Wear-Leveling der SSD an
  • Vergleichskriterium Übliche Kapazität, Lesegeschwindigkeit, Zugriffszeit, Kosten pro GB, Robustheit, Tragbarkeit
  • Situation 1,5 TB Familienfotos und -videos sichern, Eingebauter Speicher eines Smartphones, 500 TB Firmenunterlagen 20 Jahre lang aufbewahren, Hauptlaufwerk eines Gaming-Laptops, Einen Film auf Disc an Kunden verkaufen, 2 GB Schularbeiten zwischen Schule und Zuhause tragen
  • RAM-Größe 4–32 GB
  • Virtueller Speicher auf SSD, HDD

Fragen zum Erkunden

  1. Warum hat eine Festplatte mit 15 000 U/min eine kürzere mittlere Rotationslatenz als eine mit 5400 U/min?
  2. Wie ermöglicht eine kürzere Laserwellenlänge, dass eine Blu-ray mehr Daten fasst als eine DVD?
  3. Warum wird der Wechsel zu einer App langsam, wenn ihre Daten im virtuellen Speicher auf einer Festplatte liegen?

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