Heft 267 Dezember 2012
Werbung




Alltagsfragen

Alltagsfrage

Wie funktioniert ein USB-Stick?


USB-Stick Er ist klein, praktisch und kann eine geraume Anzahl an Daten speichern. Für Andreas Hildebrandt, geschäftsführender Leiter des Instituts für Informatik an der Uni Mainz ist er eine der cleversten Erfindungen der letzten Jahre - der USB Stick. Doch wie funktionieren die kleinen Speicher-Sticks und wie passen so viele Daten auf so engen Raum?

Das Geheimnis liegt in der Art der Speicherung: Funktionieren herkömmliche Festplatten nach einem magnetischen Speicherprinzip werden in USB-Sticks sogenannte Flash Speicher verwendet, die die Informationen in Form von Elektronen abspeichern: »Elektronen sind sehr klein, man kann also viele auf engsten Raum packen«, erläutert Hildebrandt

Um beispielsweise einen Text in dieser Form abspeichern zu können muss er zunächst binär dargestellt werden, das heißt alle seine Bestandteile werden in eine Abfolge der Zahlen 0 und 1 umgewandelt. »0 und 1 sind die kleinsten Einheiten elektronischer Ladung.

Diese Einheiten nennt man Bits. Jeder Buchstabe des Textes kann nun durch eine bestimmte Aneinanderreihung der Bits dargestellt werden. Hat man eine Bilddatei werden die Farben ebenfalls in Codes, die aus 0 und 1 bestehen umgewandelt«, weiß Hildebrandt. Besteht ein solches Paket aus acht Bits spricht man von einem Byte.

Wurden Text- oder Bilddateien auf dem USB-Stick entsprechend in Bits und Bytes

Pakete umgewandelt landen sie im Metall-Isolator-Feldeffekt-Transistor, kurz Misfet. Die Informationen befinden sich nun auf dem Stick, allerdings werden nicht alle Daten, die zu einer bestimmten Textdatei gehören an ein und derselben Stelle abgelegt: »Die Bits und Bytes werden teils wirr auf dem Stick verteilt.

Damit soll sichergestellt werden, dass die Transistoren, also die Misfets möglichst gleichmäßig in Benutzung sind«, sagt Hildebrandt und fügt hinzu: »Hintergrund ist, dass die Transistoren nur eine gewisse Anzahl an Schreib- und Löschvorgängen verkraften, bevor sie kaputt gehen. Damit der USB-Stick möglichst lange intakt bleibt, wird die Last daher gleichmäßig verteilt.«

Um am Ende eine Datei, die auf verschiedenen Transistoren verteilt wurde, wieder richtig zusammenzufügen, verlässt sich der USB-Stick auf das Dateisystem des Computers: Dieses versieht jede Datei auf dem Rechner mit Informationen zu ihrem Ablageort, die wiederum in Form von Bits und Bytes auf dem USB-Stick mitgespeichert werden - so können beim Abrufen der Daten auf dem USB-Stick die richtigen Bytespakete wieder zu der jeweiligen Bild- oder Textdatei zusammengefügt werden.

Katrin Henrich