Speichermedien dienen dem Zweck, Informationen über die Zeit hinweg aufzubewahren (zu „speichern”). Dazu werden Daten auf einem Datenträger aufgezeichnet („geschrieben”) und zu einem späteren Zeitpunkt wiedergewonnen („gelesen”).

Das Einsatzgebiet eines Speichermediums wird von verschiedenen Faktoren bestimmt:

Durch die Zugriffsart ist festgelegt, ob auf Daten nur in der Reihenfolge ihrer Auf-zeichnung (rein sequentieller Zugriff) oder in beliebiger Reihenfolge (direkter bzw. wahlfreier Zugriff) zugegriffen werden kann.

Die Geschwindigkeit wird durch die Zugriffszeit (die durchschnittliche Dauer des Zugriffs auf einen beliebigen Datenblock ; misst die Leistungsfähigkeit bei direktem Zugriff) bzw. die Datentransferrate (die Datenmenge je Zeiteinheit, die bei Trans¬fers von größeren, zusammenhängend aufgezeichneten Datenmengen gelesen oder geschrieben werden kann) angegeben.

Die Speicherkapazität gibt an, welche Menge an Daten auf einem Datenträger ab-gelegt werden kann.

Nicht außer Acht gelassen werden sollten die Kosten. Im Allgemeinen gilt: Je kleiner die Zugriffszeit und je größer die Kapazität, desto größer sind auch die Kosten.

Speichermedien können in ein Computersystem fest eingebaut (z.B. Festplatten) oder auswechselbar sein (z.B. Disketten, Wechselplatten, CD-ROMs, ...).

Im Fall von auswechselbaren Speichermedien spielt auch die Verbreitung von Lauf-werken für das Medium eine Rolle. Werden die betreffenden Medien bzw. die dazu-passenden Laufwerke von mehreren Herstellern angeboten? (Ausschlaggebend dafür, ob ein Speichermedium zu einem Laufwerk „passt”, sind neben den physikalischen Maßen auch die Details des Aufzeichnungsverfahrens.) Begünstigend wirkt die Stan-dardisierung eines Speichermediums.

All diese Faktoren sind auch durch die verwendete Technologie bestimmt. Derzeit sind drei Technologien im Einsatz:

Magnetische Aufzeichnungsverfahren

Magnetische Aufzeichnungsverfahren sind die derzeit meistverwendete Technologie. Sie zeichnen die Information durch unterschiedliche Magnetisierung einer magnetisierbaren Schicht auf.

Optische Speicher

Optische Speicher verwenden optisch abtastbare Merkmale (z.B. Grübchen in einer Oberfläche). Da mit Lasern kleinere Bereiche angesprochen werden können als mit Magneten, können damit größere Aufzeichnungsdichten (und damit größere Spei-cherkapazitäten) erreicht werden. Speicher auf Basis von rein optischen Prinzipien sind aber nur einmal beschreibbar (sieht man von Speichermedien auf Basis der „phase change”-Technologie ab, vgl. Abschnitt 3.3.1.4).

Halbleiterspeicher

Diese sind fast ausschließlich als Flash-Memory ausgeführt. Die Halbeiterspeicher sind die einzigen Speicher, die ohne mechanische Teile auskommen. Flash-Speicherbausteine werden z.B. in Flash-Cards, MM-Cards, SD-Cards, Smartmedia und den allseits beliebten “USB-Sticks” verwendet. Als Massenspeicher (derzeit ca. 1GB) werden sie vor allem für PDA´s, MP3-Player und Digitalkameras verwendet. (Daneben gibt es noch für bestimmte Anwendung batteriegepufferte RAM Speicher.)

Unterteilung

Um eine optimale Mischung aus schnelleren, aber teuren und langsameren, billigeren Spei-chermedien zu erreichen, werden Speichermedien hierarchisch in mindestens drei Stufen organisiert:

Arbeitsspeicher

Der Arbeitsspeicher (s. Abschnitt 1.2.5.1.1) eines Computers enthält alle Programme und Daten, mit denen der Benutzer momentan arbeitet. Er ist der schnellste, aber auch der teuerste Speicher, und wird heute ausschließlich als Halbleiterspeicher realisiert.

Hintergrundspeicher

Der Hintergrundspeicher dient der permanenten Speicherung von Programmen und Datenbeständen, die sich im direkten Zugriff des Anwenders befinden müssen. Dazu werden wiederbeschreibbare Speichermedien mit großer Speicherkapazität, direktem Zugriff und geringer Zugriffszeit verwendet.

Archivspeicher

Der Archivspeicher dient einerseits der Aufbewahrung von Programmen und Daten-beständen, die sich nicht mehr im Zugriff des Benutzers befinden, jedoch aufgrund irgendwelcher Umstände (z.B. gesetzlicher Regelungen) noch aufbewahrt wer¬den müssen, als auch der Speicherung von (periodisch angefertigten) Sicherungsko¬pien („Backups”) des Hintergrundspeichers. Dazu werden vor allem billige Speicher¬medien mit großer Speicherkapazität verwendet.

Hintergrund- und Archivspeicher werden unter dem Namen Externspeicher zusam¬menge-fasst.

Zwischen Arbeitsspeicher und Externspeicher kann, ähnlich wie zwischen Arbeitsspeicher und Prozessor, ein Cache-Speicher zwischengeschaltet werden, in dem häufig verwendete Teile des Externspeichers bzw. erwartungsgemäß demnächst verwendete Teile desselben („Vorauslesen”) aufbewahrt werden. Auch können Teile, die von einer Anwendung bereits geschrieben wurden, solange zwischengepuf¬fert werden, bis das Speichermedium frei wird zur Durchführung der Schreiboperation („spätes Schreiben”). Durch diese Maßnahmen kön-nen Programme signifikant beschleunigt werden, da sie nicht mehr auf den (vergleichsweise „langsamen”) Externspeicher warten müssen. Wenn aber Computersysteme einfach ausge-schaltet werden, ohne einen ordnungsgemäßen Systemabschluss durchzuführen, kann es passieren, dass Än¬derungen, die von einem Programm veranlasst wurden, verloren gehen, da sie noch nicht auf den Externspei¬cher geschrieben wurden.