Eine Festplatte formatieren
Um zu verstehen, was Formatieren bedeutet, muss man zunächst die Funktionsweise einer Festplatte verstehen. Dabei ist außerdem zwischen einer sogenannten Low-Level-Formatierung (physische Formatierung genannt) und einer High-Level-Formatierung (logische Formatierung) zu unterscheiden. Hier erklären wir Ihnen alles zu diesen Prozessen.
Datenverteilung auf einer Festplatte
Festplatten enthalten Millionen von Bits, so dass die Daten organisiert werden müssen, um Informationen lokalisieren zu können. Das genau ist das Ziel einer Formatierung. Die Oberfläche jedes Zylinders einer magnetischen Festplatte wird bei der Formatierung eingeteilt, das heißt die Partikel an der Oberfläche werden magnetisiert, und zwar in kleine Parzellen, die leichter aufgespürt werden können.
Low-Level-Formatierung
Ziel der Low-Level-Formatierung ist es, die Oberfläche der Festplatte in Basiselemente einzuteilen:
Spuren
Sektoren
Zylinder
Eine magnetische Festplatte besteht aus mehreren runden Scheiben, die sich um eine Achse drehen und beidseitig von einem magnetischen Oxid bedeckt sind. Diese Oxid-Schicht kann Daten speichern, wenn sie polarisiert ist:
Spuren sind konzentrische Zonen, die auf beiden Seiten einer Scheibe eingeschrieben sind:
Diese Spuren werden in Viertel geteilt, die Sektoren genannt werden:
Spuren gibt es tausende und jede zählt zwischen 60 und 120 Sektoren.
Als Zylinder bezeichnet man alle Daten, die sich auf der gleichen Spur von verschiedenen Scheiben befinden (die also vertikal übereinander liegen), denn sie formen einen "Datenzylinder" im Raum:
Die physische Formatierung besteht also darin, die Oberfläche jeder Scheibe in Einheiten zu organisieren, die Spuren und Sektoren genannt werden, indem die Zonen der Platte mit Hilfe der Schreibköpfe polarisiert werden. Die Spuren werden von 0 an nummeriert und die Köpfe polarisieren konzentrisch die Oberfläche der Scheiben. Wenn man zur folgenden Spur übergeht, lässt der Kopf ein "Loch" (gap).
Jede Spur ist selbst in Sektoren unterteilt, die mit 1 beginnend nummeriert sind und die untereinander durch gaps getrennt sind. Jeder dieser Sektoren beginnt mit einem Bereich, der für Systeminformationen reserviert ist und Präfix heißt, und endet mit einer sogenannten Suffix- Zone
Die Low-Level-Formatierung hat somit zum Ziel, die Oberfläche der Festplatte für den Empfang von Daten vorzubereiten und ermöglicht es, fehlerhafte Sektoren zu markieren.
Hinweis: Wenn Sie eine Festplatte kaufen, hat diese schon eine Low-Level-Formatierung erfahren. Es ist also nicht nötig, eine Low-Level-Formatierung durchzuführen.
Kontrollsumme
Während der Formatierung werden Kontrolltests ausgeführt. Das sind Algorithmen, mit denen die Gültigkeit der Sektoren anhand von Kontrollsummen getestet wird. Jedes Mal wenn ein Sektor als fehlerhaft angesehen wird, wird die Kontrollsumme "ungültig" im Präfix niedergeschrieben. Dieser Sektor kann danach nicht mehr verwendet werden. Man sagt, er ist " fehlerhaft markiert".
Wenn die Platte die Daten liest, schickt sie einen Wert, der von dem Inhalt des gesendeten Pakets abhängt und der ursprünglich mit den Paketen zusammen gespeichert ist. Das System berechnet diesen Wert nach den empfangenen Daten und vergleicht ihn dann mit dem Wert, der mit den Daten gespeichert worden ist. Wenn diese Werte unterschiedlich sind, sind die Daten nicht gültig und es besteht wahrscheinlich ein Oberflächenproblem der Platte.
Die zyklische Redundanzprüfung (cyclic redundancy check) basiert auf demselben Prinzip, um die Unversehrtheit einer Datei zu überprüfen.
Die Analyse-Dienstprogramme wie ScanDisk oder chkdsk gehen anders vor: Sie schreiben Daten auf die Sektoren, die a priori gültig markiert sind, lesen diese dann nach und vergleichen Sie dabei. Sind sie gleich, geht das Dienstprogramm zum nächsten Sektor über, im gegenteiligen Fall markiert es den Sektor als fehlerhaft.
High-Level-Formatierung
Die logische oder High-Level-Formatierung wird nach der Low-Level-Formatierung vorgenommen und erstellt ein FAT-Dateisystem auf der Platte, welches es dem Betriebssystem ermöglicht, den Plattenspeicherplatz zu benutzen, um Dateien] zu speichern und zu verwenden.
Die Betriebssysteme verwenden verschiedene FAT-Dateisysteme, so dass die Art der logischen Formatierung vom Betriebssystem abhängig ist, welches sie installieren. Wenn Sie also Ihre Platte in einem einzigen Dateisystem formatieren, so begrenzen sie automatisch die Anzahl und die Typen der Betriebssysteme, die sie installieren können (sie können dann nur Betriebssysteme installieren, die dasselbe Dateisystem benutzen).
Die Lösung für dieses Problem ist, Partitionen zu erstellen. Jede dieser Partitionen kann sein eigenes FAT-Dateisystem besitzen und dementsprechend können auch unterschiedliche Betriebssysteme installiert werden.
Foto: © Pixabay.
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