Zur Speicherung von Informationen gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Während man bei CDs und DVDs die thermische Verformung feinster Bereiche auf einer Disc ("Brennen einer CD oder einer DVD") nutzt, wendet man bei Festplatten, Disketten unterschiedlicher Bauart, Tonbändern und Videobändern die magnetische Speicherung an. Bild 1 zeigt verschiedene Arten von Magnetspeichern. Die ersten Magnetspeicher in Form von Magnetbändern wurden im Zusammenhang mit der Entwicklung von Tonbandgeräten in den 30ger Jahren des 20. Jahrhunderts entwickelt.
Das Grundprinzip der magnetischen Speicherung ist überall gleich: Auf eine meist flexible Trägerschicht ist eine sehr dünne, magnetisierbare Schicht aus einem ferromagnetischen Stoff aufgebracht. Bild 2 zeigt die kreisförmige Magnetplatte einer einfachen Diskette mit einem Speichervermögen von 1,44 MB. Die Elementarmagnete dieser Schicht sind zunächst ungeordnet. Zum Speichern wird das Magnetband oder die Magnetplatte an einer Spule, dem Aufnahmekopf oder Schreibkopf, vorbeigeführt (Bild 3a). Durch das Magnetfeld dieser Spule, das sich entsprechend den Signalen ändert, erfolgt eine Ausrichtung der Elementarmagnete und damit eine Magnetisierung des Speichermediums in einem kleinen Bereich, einer Spur oder einem Segment. Damit ist das Signal in der Ausrichtung der Elementarmagnete gespeichert. Da sich durch starke äußere Magnetfelder diese Ausrichtung der Elementarmagnete ändern kann, gilt:
Magnetspeicher dürfen
keinen starken Magnetfeldern ausgesetzt werden!
Beim Auslesen des Signals wird das magnetisierte Band bzw. die Scheibe
am Wiedergabekopf oder
Lesekopf vorbeigeführt (Bild
3b), wobei durch das sich ändernde Magnetfeld in der Spule eine Spannung
induziert wird, die ein Abbild der gespeicherten Information ist.
Die Schreib- und Lesegeschwindigkeiten sind bei modernen Geräten
überaus hoch. Bei einfachen Disketten
(3,5 '') beträgt die Drehzahl 360 Umdrehungen je Minute, wobei sich
die Diskette nur bei Zugriff dreht. Die Diskette ist bei normaler Formatierung
in 80 Spuren und 18 Sektoren je Seite unterteilt, wobei in jeder der entstehenden
Einheiten 512 Bytes gespeichert werden können und damit folgende
Gesamtspeicherfähigkeit vorliegt:
Da die äußere Spur der Datenzuweisungstabelle (FAT) vorbehalten
bleibt und einzelne Bereiche möglicherweise nicht genutzt werden
können, geht man von einer tatsächlich nutzbaren Speicherkapazität
einer solchen Diskette von 1,44 MB aus.
Bei Festplatten, die aus mehreren übereinanderliegenden Platten
bestehen, liegt die Drehzahl meist bei 5400 oder 7200 Umdrehungen in der
Minute. Der Datenträger dreht sich ständig. Zum Standard gehören
heute - im Jahr 2003 - für Computer Speicherkapazitäten von
20 GB bis 40 GB.
Bei CD-Laufwerken werden bei einem 50fach-Laufwerk Drehzahlen von 10.000
bis 12.000 je Minute erreicht. Damit sind offenbar auch aus physikalischer
Sicht Grenzen bezüglich der Stabilität der CDs und der Lese-bzw.
Schreibgeschwindigkeit erreicht. Die Kapazität einer CD beträgt
beträgt ca. 650 MB, die einer DVD bis 16 GB.