Datenspeicherstruktur

Datenspeicherstruktur bezeichnet die Art und Weise, wie Daten in Speichermedien organisiert und zugänglich gemacht werden. Sie umfasst sowohl die physische Lagerung auf Medien wie Festplatten, SSDs, Band- oder Cloudspeichern als auch die logische Struktur, mit der Dateien, Datensätze oder Objekte verwaltet werden. Wesentliche Begriffe sind der Speicherort (Sektoren, Blöcke, Seiten), die Zuweisung von Speicherplätzen (kontig, vernetzt, indexbasiert) sowie Metadaten wie Dateinamen, Berechtigungen, Zeitstempel und Speicherzuordnungen.

Auf der Eben der Dateisysteme erfolgt die Organisation oft in Verzeichnissen, Inodes oder Extents; eine Datei besteht aus aufeinanderfolgenden oder verteilten Blöcken. In datenbankorientierten Systemen liegt die Struktur häufig in Seiten (Pages) und Segmenten, wobei Tabellen, Spalten und Indizes die logische Anordnung bilden. Wichtige Zugriffsformen sind sequentieller Zugriff (Daten in Reihenfolge durchsuchen) und direkter Zugriff über Indizes (z. B. B-Bäume oder Hash-Indizes), die schnellen Zugriff auf bestimmte Blöcke oder Datensätze ermöglichen.

Weitere zentrale Aspekte sind Fragmentierung, Speicherverwaltung, Caching und Redundanzmechanismen wie RAID oder Backups, die neben Kapazität auch Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit verbessern. Die Wahl der Datenspeicherstruktur beeinflusst Leistung, Skalierbarkeit und Wartbarkeit von Systemen, weshalb sie sich oft an Anforderungen wie Zugriffsmuster, Konsistenz, Sicherheit und Kosten orientiert.

Typische Beispiele sind Dateisysteme wie NTFS, ext4, APFS oder ZFS sowie Datenbank-Engines wie PostgreSQL oder InnoDB, die interne Strukturen für Tabellenentwürfe, Page-Organisation und Indizes verwenden.