Datenspeicherung
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Magnetische Datenspeicherung
Geschichte
Das erste magnetische Speicherelement wurde 1898 von dem Dänen Valdemar Poulsen eingeführt und war ein einfacher Stahldraht.
Heute bestehen magnetische Datenträger aus einer dünnen Schicht eines magnetischen Materials, die auf einer nichtmagnetischen Unterlage angebracht ist.
Die Materialien, die für magnetische Datenspeicher verwendet werden, wurden im Lauf der Jahre immer weiterentwickelt.
Prinzip
Die magnetische Datenspeicherung beruht auf Elektromagnetismus.
Man unterscheidet zwischen zwei verschiedenen Prinzipien der magnetischen Datenspeicherung:
- Immer wenn elektrischer Strom durch einen Leiter fließt, wird um diesen ein Magnetfeld aufgebaut.
Dieses Magnetfeld kann weitere Materialien in seiner Reichweite beeinflussen.(Polarität = abhängig von der Richtung des durchfließenden Stroms)
- Ein Leiter in einem veränderlichen Magnetfeld induziert einen Strom.
(Induktion: Entstehung einer elektrischen Spannung durch die Änderung des magnetischen Flusses)
Diese zwei Verfahren werden beim Schreiben und Lesen von magnetischen Speichersystemen genutzt. Schreib-/ Leseköpfe sind in magnetischen Speichersystemen U-förmig aufgebaut. Zwischen der Magnetplatte und den Enden des Kopfes besteht nur ein geringer Abstand (die Enden des Schreib-/ Lesekopfes sind mit Drahtspulen umwickelt, durch die der elektrische Strom fließt).
Datenspeicherung
Der Schreibkopf ist ein Elektromagnet. Er besteht aus einem nicht ganz geschlossenen Eisenring, um den ein Strom leitender Draht gewickelt ist, so dass der Draht eine Spule bildet.
Das zu speichernde elektrische Signal wird als Strom durch diese Spule geleitet. Wenn in der Spule ein Strom fließt entsteht ein Magnetfeld.
Dieses Magnetfeld wird von dem Eisenring verstärkt und kanalisiert. Die Magnetfeldlinien verlaufen nur im Bereich des Spalts zwischen den beiden Enden des Rings außerhalb des Eisens. Dieses Magnetfeld beeinflusst das Magnetband, das an dem Spalt vorbeigeführt wird.
Das Magnetband besteht aus einer Unterlage aus Kunststoff, auf die winzige magnetische Teilchen geklebt sind. Diese Teilchen sind kleine Magnete.
Wenn der Strom in der Spule stark und somit das schreibende Magnetfeld sehr stark ist, dann werden alle Magnete auf dem Band parallel zum Feld ausgerichtet. Dieser Teil des Bandes trägt dann eine große Magnetisierung.
Ist der Strom durch die Spule schwächer, dann wird auch das schreibende Magnetfeld schwächer und die Ausrichtung der kleinen Magnete geschieht nur teilweise. Die geringere Magnetisierung des Bandes entspricht dann der Information über ein schwächeres Signal.
So kann man Informationen speichern, die in der Signalstärke stecken. Das Magnetband wird dabei mit konstanter Geschwindigkeit am Spalt des Schreibkopfs vorbeibewegt.
Magnetband[3]
Lesen der Daten
Der Lesekopf ist genauso aufgebaut wie der Schreibkopf. Das Band mit der magnetischen Information läuft an dem Spalt des Eisenrings vorbei. Weil von der Magnetisierung des Bandes ein Magnetfeld ausgeht, wird der Spalt einem sich ändernden Magnetfeld ausgesetzt. Dieses Magnetfeld wird in den magnetischen Eisenring übertragen und induziert in der Spule einen elektrischen Strom, der zur Änderung des Magnetfeldes proportional ist. Es wird also nicht das gespeicherte Signal gelesen, sondern seine Veränderung.
Verwendung im Alltag
Die magnetische Datenspeicherung ist auch in unserem täglichen Leben allgegenwärtig:
- Bus-, Straßenbahn-, Bahnfahrkarten und Flugtickets (der braue Streifen auf der Rückseite weist auf die magnetische Datenspeicherung hin)[4]
- Scheckkarte[5]
- Audiokassette (Magnetband)[6]
- Videokassette (eine breiteres Magnetband als bei der Audiokassette, da hier zusätzlich zum Ton auch noch die Bilder gespeichert werden müssen)[7]
- Diskette (Sie enthält eine flexible Scheibe die den Magnetbändern der Audio- und Videokassetten ähnelt)[8]
- Festplatte[9]
Andere Arten der Datenspeicherung
- Nichttechnische Speicherung (Blätter, Folien, Steintafeln etc.)
- Fotographische Speicherung (Filme, Mikrofilme etc.)
- Mechanische Speicherung (Schallplatte, Laserdisc, CD-ROM etc.)
- Elektronische Speicherung/ Halbleiterspeicher
- Elektronische Speichermedien( Speicherkarte, USB-Stick etc.)
- Optische Speicherung/ Laser-Speicherung( CD, DVD etc.)
- Magneto-Optische Speicherung( MiniDisc)
- Laufzeitspeicher
- Biologischer Speicher
