Computer verwenden verschiedene Techniken, um die Zugriffszeit auf die Festplatte zu verbessern, die auch als Suchzeit auf der Festplatte bezeichnet wird. Hier sind einige häufig verwendete Methoden:
1. Festplatten-Caching:
– Das Betriebssystem verwaltet einen Teil des Hauptspeichers (RAM) als Festplatten-Cache.
- Daten, auf die häufig zugegriffen wird, werden vorübergehend im Cache gespeichert, sodass nachfolgende Anforderungen für dieselben Daten ohne Zugriff auf die langsamere Festplatte erfüllt werden können.
2. Festplattenplanungsalgorithmen:
– Der Festplattencontroller verwendet Planungsalgorithmen, um die Reihenfolge zu bestimmen, in der Festplattenanforderungen verarbeitet werden.
- Zu den gängigen Algorithmen gehören First-In First-Out (FIFO), Shortest Seek Time First (SSTF), Scan und C-SCAN (Circular Scan). Diese Algorithmen zielen darauf ab, die Gesamtsuchzeit über mehrere Anfragen hinweg zu minimieren.
3. Read-Ahead- und Write-Behind-Caching:
- Beim Read-Ahead-Caching wird anhand von Zugriffsmustern vorhergesagt, welche Daten als nächstes benötigt werden könnten. Es ruft diese Daten ohne explizite Anfrage vorab in den Festplatten-Cache ab.
– Write-Behind-Caching verzögert tatsächliche Schreibvorgänge auf die Festplatte, indem Schreibanforderungen im Speicher gepuffert werden. Dies kann die Leistung verbessern, indem die Kopfbewegung reduziert wird, wenn mehrere Schreibvorgänge nahe beieinander erfolgen.
4. Zylinderschiefstellung:
- Bei vielen Antrieben kommt eine Zylinderschrägstellung zum Einsatz, bei der die Bahnen, aus denen ein Zylinder besteht, leicht verschoben sind und nicht gleichzeitig enden.
– Diese Fehlausrichtung trägt dazu bei, die Kopfpositionierungszeit über verschiedene Punkte auf der Festplatte auszugleichen und kann die durchschnittliche Suchzeit verkürzen.
5. Erweiterte Formatierung:
- Moderne Festplatten verwenden fortschrittliche Formatierungstechniken, die Funktionen wie logische Blockadressierung und Fehlerkorrektur umfassen, um die Ausrichtung zu optimieren und das Risiko von Lese-/Schreibverzögerungen zu minimieren.
6. Solid-State-Laufwerke (SSDs):
- SSDs nutzen Flash-Speicher anstelle von Magnetplatten und erfordern keine physische Kopfbewegung.
- SSDs haben deutlich schnellere Zugriffszeiten und weisen keine Suchverzögerungen auf, da von jedem Ort auf dem Laufwerk aus direkt auf die Daten zugegriffen werden kann.
Diese Techniken helfen Computern, die Suchzeit und die Gesamtlatenz zu reduzieren, die mit dem Zugriff auf Daten von Festplattenlaufwerken verbunden sind, und verbessern so die Reaktionsfähigkeit und Leistung des Systems.
