Speichermedien, Partitionen und Volumes

Vier Begriffe werden im Alltag oft vermischt. Das Speichermedium ist der Datenträger selbst, etwa eine Festplatte, eine Diskette oder eine CD; es kann auch ein logisches Medium sein, das nur wie ein Datenträger erscheint. Eine Partition ist ein abgegrenzter Bereich auf einem Medium. Ein Volume ist eine logisch nutzbare Speichereinheit, mit der das Betriebssystem arbeitet. Das Dateisystem schließlich ist die Ordnung, nach der Dateien und Verzeichnisse innerhalb eines Volumes abgelegt werden.

Diese Schichten bauen aufeinander auf, sind aber nicht dasselbe. Ein Dateisystem ist nicht das physische Medium, und nicht jede Partition ist automatisch ein Volume. Wie Dateien und Pfade innerhalb eines Dateisystems funktionieren, erklärt Dateisysteme, Dateien und Pfade.

Die Systeme im Portal stammen aus Zeiten mit sehr unterschiedlichen Datenträgern. Disketten waren lange das übliche Medium, um Programme zu verteilen und Daten zu tauschen. Festplatten boten mehr Platz und kürzere Zugriffszeiten und wurden zum festen Ort für das System selbst. CDs und später DVDs eigneten sich für große Softwarepakete und Installationsmedien, waren aber meist nur lesbar.

Für das Betriebssystem sind diese Medien zunächst Geräte, die über Treiber angesprochen werden. Der Treiber sorgt dafür, dass Daten blockweise gelesen und geschrieben werden können; alles Weitere regeln die darüberliegenden Schichten.

Eine Festplatte muss nicht als ein einziger großer Bereich genutzt werden. Mit Partitionen lässt sie sich aufteilen, etwa um System und Daten zu trennen oder mehrere Betriebssysteme nebeneinander zu installieren. Partitionsinformationen auf dem Medium beschreiben, welche Bereiche es gibt; wo und wie sie gespeichert sind, hängt vom verwendeten Partitionsschema ab.

Das Volume ist die Sicht des Betriebssystems auf einen nutzbaren Speicherbereich. Oft entspricht ein Volume genau einer Partition. Es gibt aber auch Fälle, in denen ein Volume mehrere Bereiche zusammenfasst oder ein Medium ganz ohne Partitionierung als ein Volume genutzt wird, wie bei vielen Disketten. Die Begriffe werden je nach System und Werkzeug unterschiedlich verwendet und sollten deshalb nicht vollständig gleichgesetzt werden.

Formatieren bedeutet im heutigen Sprachgebrauch meist, auf einem Volume eine leere Dateisystemstruktur anzulegen: Verwaltungsbereiche, ein Stammverzeichnis und Angaben darüber, welcher Platz frei ist. Erst danach kann das Betriebssystem dort Dateien speichern. Bei älteren Medien wie Disketten gehörte zum Formatieren oft zusätzlich eine Vorbereitung auf niedriger Ebene.

Welches Dateisystem angelegt wird, hängt vom Betriebssystem und vom Zweck ab. Ein Volume, das mit einem bestimmten Dateisystem formatiert wurde, ist nicht automatisch für jedes andere System lesbar. Formatieren überschreibt die bisherige Struktur; vorhandene Dateien sind danach in der Regel nicht mehr normal erreichbar. Die Ordnung innerhalb eines Dateisystems beschreibt Dateisysteme, Dateien und Pfade.

Wie Volumes für Benutzer sichtbar werden, unterscheidet sich deutlich. MS-DOS und Windows geben jedem Volume einen Laufwerksbuchstaben: Die erste Festplattenpartition erscheint üblicherweise als C:, Disketten als A: oder B:. Jedes Volume bildet einen eigenen Verzeichnisbaum.

UNIX-artige Systeme wie Ubuntu 10.04 LTS oder Solaris 8 kennen dagegen einen einzigen Verzeichnisbaum. Weitere Volumes werden an einer Stelle in diesen Baum eingehängt, dem Mountpoint. Ein zweites Volume kann so etwa unter einem Unterverzeichnis erscheinen, ohne dass sich der Pfad nach außen als eigenes Laufwerk zeigt.

Andere Systeme gehen wieder eigene Wege. AmigaOS spricht Datenträger über Gerätenamen wie DF0: für das erste Diskettenlaufwerk oder über Volumenamen wie Workbench: an, und klassische Mac-Systeme wie Mac OS 9 zeigen eingebundene Volumes als Symbole auf dem Schreibtisch.

Wechselmedien wie Disketten, CDs oder später USB-Speicher kommen und gehen während des Betriebs. Das Betriebssystem muss erkennen, dass ein Medium eingelegt wurde, es einbinden und vor dem Entfernen sicherstellen, dass alle Schreibvorgänge abgeschlossen sind. Manche Systeme erledigen das automatisch, bei anderen muss man ein Medium ausdrücklich einbinden oder auswerfen.

Welche Medien ein System unterstützt, hängt von seiner Zeit und seinen Treibern ab. Ob ein älteres System neuere Medien wie USB-Speicher nutzen kann, hängt von Version, Treibern und Hardware ab. Die Simulationen im Portal bilden Datenträger nur im Browser nach; sie greifen nicht auf echte Laufwerke deines Computers zu. Wer ein Volume anlegt oder einbindet, braucht auf echten Systemen meist erweiterte Rechte.