LE DISQUE DUR
1 Qu'est-ce qu'un disque dur
? |
Inventé
dans les années 50 par IBM, le disque dur est certainement
le périphérique le plus important de votre ordinateur.
Il est indispensable et influe grandement sur les capacités
de la machine (vitesse
). Il sert à stocker toutes
vos informations : système d'exploitation, programmes,
documents
sous forme de données binaires.
2 Comment ca marche ?
|
Un disque dur est constitué
d'un ensemble de plateaux circulaires en aluminium ou en verre
superposé. Contrairement aux disquettes, ces plateaux
sont rigides d'où leur nom de disque " dur ".
Pour mesurer la performance
d'un disque, les fabricants utilisent la densité en
bits par pouce carré (nombre de bits linéaires
par pouce x nombre de pistes par pouce). Le résultat
est exprimé en Mégabits par pouce carré
et sert à mesurer l'efficacité de l'enregistrement
sur le disque.
Un moteur central permet de
faire tourner tous les plateaux en même temps. La vitesse
de rotation est un autre indicateur de performances. Celle-ci
peut varier de 5400 à 10 000 tours / minute. On trouve
des têtes de lecture et d'écriture de part et
d'autre des plateaux qui sont déplacées et alignées
par un bras électromagnétique. Enfin, un circuit
électromagnétique permet de convertir les données
analogiques en données numériques.
Chaque plateau est recouvert
d'une très fine couche de particules magnétiques
(environ 1 µm soit 1 millionième de mètre)
protégées par un film protecteur lubrifié.
L'enregistrement des données est de type binaire :
elles sont stockées par la couche aimantée sous
forme de 0 et de 1. À l'état initial, les particules
magnétiques sont placées de façon aléatoire.
Par le formatage, les têtes d'écriture les orientent
dans le même sens. Sous l'effet d'impulsions électriques
de faible intensité, une polarité positive ou
négative est attribuée à une zone minuscule
du disque. Pendant la lecture, cette alternance de polarité
engendre un courant électrique capté par la
tête et converti en numérique par une puce DSP
(Digital Signal Processor).
3 L'organisation des données
sur le disque |
Sur chaque plateau du disque,
se trouve un certain nombre de pistes cylindriques découpées
en secteur de 512 Ko chacun. L'adressage d'un secteur se fait
selon le principe CHS (Cylinder, Heads, Sectors). Par exemple
: " cylindre (piste) 4 disques 3 faces supérieures,
secteur 9 ". On parle également de paramètres
physiques.
À l'inverse, on distingue
la structure logique du disque. Un cluster ou unité
d'allocation correspond à la zone minimale que peut
occuper un fichier sur le disque. La taille des clusters dépend
du volume du disque dur et du choix de la FAT (File Allocation
Table, table d'allocation des fichiers). Le choix de la FAT
se fait par le système d'exploitation choisi. Par exemple,
Windows 95, utilise de la FAT 16 alors que Windows 98, gère
la FAT 32.
Ex : Un disque dur de 1 Go formaté en FAT 16 possède
des unités d'allocation de 32 Ko chacun. Ainsi un petit
fichier de 12 Ko occupera la totalité du cluster. En
effet un cluster utilisé par un fichier, même
partiellement, est considéré comme plein en
écriture. Dans ce cas la perte est de 20 Ko qui deviennent
inutilisables. En FAT 32 le cluster ne fait plus que 4 Ko.
Ainsi notre fichier de 12 Ko utilise 3 clusters au lieu d'un
mais il n'y aura pas de perte de capacité sur le disque
dur. Cependant un fichier de plusieurs mégaoctets est
inévitablement découpé en petits morceaux.
De plus l'ordinateur enregistre ces segments de données
là où il y a de la place. Un programme peut
ainsi être disséminé sur tout le disque
dur. C'est ce que l'on appelle la fragmentation. Cette fragmentation
entraîne une perte de vitesse de lecture due aux nombreux
mouvements effectués par les têtes. C'est pour
cela qu'il faut régulièrement utiliser un logiciel
de défragmentation qui va "recoller" côte
à côte les différents clusters d'un même
programme de façon à accélérer
sa vitesse de lecture.
Il est à noter qu'il
existe un autre système de fichiers, comparable à
celui d'Unix, le NTFS (New Technology File System) qui utilise
une grande quantité d'espace pour stocker les structures
du système. NTFS dispose d'une table des fichiers la
MFT (Master File Table) et stocke plusieurs copies des parties
critiques de cette table, ce qui permet de récupérer
facilement des données. NTFS utilise des clusters pour
stoker ses données mais contrairement à la FAT,
la taille des clusters n'est pas liée à celle
du volume et peut être inférieure à la
taille d'un secteur (512 octets). On a donc une faible fragmentation
des fichiers. Par contre lorsque les clusters ne sont pas
contigus on a une légère réduction des
performances par rapport à la FAT.
4 Capacité d'un disque
dur |
Abréviation |
Forme développée |
Correspondance décimale |
Correspondance binaire |
Ko |
Kilo-octet |
1 000 |
1 024 |
Mo |
Mégaoctet |
1 000 000 |
1 048 576 |
Go |
Giga-octet |
1 000 000 000 |
1 073 741 824 |
To |
Tera-octet |
1 000 000 000 000
|
1 099 511 627 776 |
5 Les différents types
de disques durs |
Il existe deux normes de disques durs : l'IDE
et le SCSI.
La norme IDE (Integrated Drive Electronics)
:
Il s'agit d'un contrôleur implanté
sur le disque dur et qui travaille en liaison entre le BIOS
(Basic Input Output System) pour traduire et transférer
les données dans les bus systèmes. Les ports
IDE sont au nombre de deux sur une carte mère, chacun
pouvant posséder 2 périphériques (DD,
CD,...) ce qui nous fait un maximum de 4 DD ou 3 DD et un
CD-ROM. De plus, chaque périphérique installé
occupe un IRQ, contrairement au SCSI qui n'en occupe qu'un
pour au maximum 15 DD.
IDE : Cette interface est encore appelée
AT BUS. Initialisée par Compaq, elle exige un bus de
16 bits et déplace l'essentiel des circuits du contrôleur
dans le disque dur. En effet, auparavant cet électronique
faisait l'objet d'une carte spéciale d'interface (gérant
les disques) insérée dans un des connecteurs
d'extension de la carte mère. La vitesse de transfert
maximale est de 1500 Ko/s.
EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronic)
: Disques durs encore utilisés à l'heure actuelle
Il s'agit d'un standard IDE évolué assurant
une vitesse de transfert minimum de 10 Mo/s. Une interface
sur carte mère peut contrôler quatre unités
telles que disques durs, cd-rom, etc.
ULTRA DMA ou ULTRA ATA: C'est la norme la
plus utilisée à l'heure actuelle. L'ultra DMA
est un protocole de transfert de données entre un disque
dur et la mémoire centrale de l'ordinateur, via la
fonction dma. (Direct Memory Access). Le protocole Ultra DMA
est également désigné par Ultra ATA,
Ultra DMA 33, Ultra DMA 66, ATA 100.
La norme SCSI (Small Computer System
Interface) :
Il s'agit d'un autre protocole de communication
entre le DD et votre machine. En anglais, on le prononce "Scouzy".
Au lieu d'être fondé sur le BIOS du système,
le SCSI possède son propre BIOS qui fait tout le travail
de traduction entre le DD et la machine. Les ports SCSI se
trouvent sur des cartes extensions (sur bus PCI ou ISA) ou
directement sur certaines cartes mères. Mais le protocole
SCSI ne permet pas uniquement de connecter des DD, il supporte
aussi Cd-rom, graveurs, scanners, matériel de stockage.
Le SCSI porte bien son nom puisqu'il agit comme une petite
machine indépendante du processeur (small computer)
permettant de bien soulager celui-ci et d'augmenter les performances
systèmes.
6 Les fabricants de disques durs |
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