Wie funktioniert die Technik mit USB Sticks?

USB Datenspeicher funktionieren mit NAND Speicher.
Auf den USB Sticks läuft eine Firmware (quasi eine mini mini Computer), die für die Speicherverwaltung zuständig ist. Zum Beispiel werden defekte Sektoren automatisch markiert und Daten so verteilt, das die Speicherzellen möglichst wenig belastet werden. Diese Art von Speicher nutzt nämlich bei jedem Schreibzugriff ab und geht irgendwann kaputt.
Auf dem Speicher werden dann Partitionen und darauf Dateisysteme angelegt. Die Partitionen unterteilen den gesamten Speicherplatz in einzelne Systeme, bei Standard USB Sticks hat man nur eine Partition. Das Dateisystem gibt an, wo welche Informationen gespeichert werden müssen, damit die Geräte die Datei Struktur verstehen. Zum Beispiel, dass bestimmte Blöcke immer für die Ordnernamen etc. reserviert sind.

Meinst Du Speicher oder USB im allgemeinen?

Speicher sind immer in Blöcke aufgeteilt. Jeder Speicher wird als "Block Device" gehandhabt.

Das Betriebssystem versteht das sogenannte Dateisystem. Das enthält im ersten Block informationen um welches Dateisystem es sich handelt und dann weitere Blöcke wo drin steht wie groß es ist, wie viel Platz noch frei ist und Listen mit Dateinamen und in welchen Blöcken diese anfangen.

Das Betriebssystem wertet das aus und wenn man auf eine Datei zugreift, werden dann die entsprechenden Blöcke angefordert oder auf diese Blöcke geschrieben.

Die ersten Massenspeicher waren Magnetbänder. Die waren dann in Abschnitte unterteilt. Jeder Abschnitt enthält einen Block Header. Das ist eine spezielle Pulsfolge an der das Laufwerk erkennt, dass ein neuer Block beginnt gefolgt von der Blocknummer.

Der Computer sendet die Blocknummer die er haben will an das Laufwerk und das spult das Band dann schnell vor oder zurück bis es den Block gefunden hat und hält an. Dann meldet es über ein Signal, dass der Computer jetzt anfangen kann den Block zu lesen oder zu beschreiben.

Festplatten machen das nach. Hier bekommt der Diskettencontroller (Ursprünglich liefen Festplatten auf dem selben Controller wie Diskettenlaufwerke) die Blocknummer vom Computer genannt. Der rechnet dann aus auf welcher Spur der Block ist und verschiebt den Schreib-/Lesekopf auf diese Spur. Dann gibt er das OK an den Computer und liefert die Daten im Block wenn der am Schreib-/Lesekopf vorbei kommt oder bekommt Daten vom Computer die er dann im Richtigen Moment wenn der Block vorbei kommt schreibt.

Das macht auch die SSD, nur entfällt die Wartezeit und die rechnet die Blocknummer auf die Speicheradresse des Flash Speichers um.

Auch der USB Stick ahmt die guten, alten Bänder nach. Der rechnet dann die Blocknummern in Speicheradressen vom Flash Speicher um und kann die sofort ohne Verzögerung schreiben und lesen. Im Stick ist ein Chip der drei Aufgaben auf ein mal macht. Per USB mit dem Betriebssystem (USB Stick Treiber) kommuniziert, die Adressen ausrechnet und dann mit einem SPI Interface ( Serial Peripheral Interface) mit den eigentlichen Speicherchips "spricht".

Was das Betriebssystem angeht gibt es keinen Unterschied zwischen den verschiedenen Massenspeichern. Gemeldet wird nur, ob es sich um einen Wechseldatenträger handelt oder nicht. Im Gegensatz zu Festplatten die ja fest installiert sind, werden Wechselplatten (und Disketten) nicht fest eingebaut und können Jederzeit ausgetauscht werden. Also muss das Betriebssystem immer wieder nachschauen ob immer noch der selbe Massenspeicher drin ist oder ob der getauscht bzw. entfernt wurde.

Einen USB Stick kann man nicht "heimlich" tauschen. Spätestens beim herausziehen merkt das Betriebssystem, dass der "weg" ist. Hier dient die Information dazu, dass das Betriebssystem alle Änderungen immer sofort drauf schreibt und nicht zwischenspeichert. So ist die Gefahr, dass wenn der Stick ohne "Auswerfen" heraus gezogen wird kleiner, dass Daten verloren gehen weil die noch nicht geschrieben wurden.

Das Kernstück ist ein "Flash-Speicher", also eine Ansammlung von Speicherzellen, die Information lange Zeit behalten können und mit einem elektrischen Impuls gelöscht werden können. (Etwas technischer: ein extrem gut isolierter Kondensator und ein Transistor mit extrem hohem Eingangswiderstand.)

Dannhat man eine Elektronik, die eine bestimmte Speicherzelle auswählen kann und ihren Wert auslesen oder schreiben kann.

Weiter hat man eine Elektronik, die die Adressen und Daten und "Meta-Information" (soll gelesen, gelöscht oder geschrieben werden?) umwandelt zwischen parallel (alles gleichzeitig nebeneinander; Elektronik, die vorhin genannt wurde) und seriell (immer nur ein "Bit" gleichzeitig; USB-Kabel).

Damit das Ganze noch besser (schneller, zuverlässiger, kompakter) funktioniert, gibt es noch jede Menge weiterer Bausteine. Wenn du das wissen willst, empfehle ich ein paar Artikel (online oder vielleicht altmodisch aus Büchern) zum Thema zu lesen.

Sticks gibt's viele

Z.b.

• Speicher
• Bluetooth
• WLAN
• ...

Ich nehme an du meinst die Speichersticks.

Das ist ein SD Speicher.

Übertragen werden die Daten per USB und Internet dann zum SD Chip weitergeleitet

Ich hoffe das reicht dir soweit