Disque dur
Le disque dur est un élément de stockage indispensable à chaque ordinateur. Depuis l'extérieur, la boîte étanche ainsi que l'électronique de commande se trouvant sur celle-ci sont clairement visibles.
A l'intérieur de cette boîte étanche, nous trouvons plusieurs plateaux "empilés" les uns sur les autres, mais suffisamment espacés pour permettre le passage des têtes de lecture. Sur chaque face enregistrable
d'un plateau, une tête de lecture y est disposée. Ces plateaux sont généralement faits d'aluminium ou de verre. Sur ces plateaux, il y a une mince couche de matière plastique contenant les éléments magnétisables.
Lors de la mise sous tension, ces plateaux tournent à une vitesse de plusieurs milliers de tours par minutes (5400 et 7200 tours par minute pour les disques dur actuels), à l'aide du moteur de rotation de plateaux.
Le bruit que ce dernier génère est clairement perceptible lors de la mise sous tension. Lors de la rotation des plateaux, les têtes flottent alors sur une mince couche d'air. Elles n'entrent donc pas en contact avec les
plateaux. Cette infime distance entre les plateaux et la tête est due à une compression de l'air générée par la rotation des plateaux. Ci-dessous. vous apercevez la face d'un disque dur comprenant l'électronique de
commande. Sur la seconde illustration, vous apercevez l'intérieur d'un disque dur, avec les plateaux et l'une des tête de lecture.
Vue d'un disque dur ouvert
Division du disque dur
Le disque dur est divisé en pistes concentriques qui sont présentes sur tous les plateaux. Elles sont réparties de manières uniforme et régulière sur les plateaux. Sur la totalité des plateaux, les pistes sont l'une au
dessus de l'autre. On appelle cela un cylindre. Le nombre de cylindre d'un disque dur est le nombre de pistes les unes au dessus des autres. Ces pistes sont divisées en secteurs. Il existe un exemple très simple pour r
eprésenter un secteur. Un secteur est comparable à une tranche de gâteaux. Il s'agit donc d'un découpage du plateaux sous la formes de "tranches de gâteaux". Le nombre de secteur sur un plateau peut varier de 17 à
100. Pour que cela soit plus simple à représenter, l'image ci-dessous illustre les notions décrites ci-dessus.
Division d'un disque dur
Un formule simple permet de calculer la taille d'un disque dur:
CxHxS=capacité
La formule ci-dessus multiplie le nombre de cylindre [C], le nombre de tête [H] et le nombre de secteurs [S]. Le résultat est la capacité en octets.
Capacité
La capacité d'un disque dur est donnée en Go (giga octets). Autrefois, la capacité d'un disque dur était donnée en Mo. Le préfixe "méga" n'étant plus adapté aux capacités actuelles, l'unité et le préfixe de mesure de la
capacité du disque dur est le Giga octet (Go). Actuellement, la capacité la plus basse est d'environ 20 Go. La plus haute peux atteindre 100 Go. Ces valeurs sont en constante hausse, car la capacité des disques durs
augmente constamment. L'un des indicateur important de la capacité d'un disque dur est la densité en bit par pouce carré. Un pouce carré correspond à la surface de 6,45 cm2. La densité de bits par pouce carré est le
produit du nombre de bits présents le long des pistes et du nombre de piste par pouce mesuré sur le rayon du disque. Il est possible que cette notion vous soit quelque peu incompréhensible. En d'autres thermes, il
s'agit du produit du nombre de bit sur une seule piste et du nombre de pistes totales présentes sur le rayon du plateau. Ce produit donne la capacité par pouce carré. Plus celle-ci est élevée, plus le disque dur à une
capacité importante.
Partitionnement
Lorsque cela est nécessaire, il est possible de définir plusieurs parties de disque, ou, autrement dit, de partager le disque en plusieurs parties distinctes. Cela s'effectue avec un petit programme spécialisé, comme
FDISK sous Dos. Lorsque deux systèmes d'exploitations doivent être installés sur un même ordinateur, il est possible de partager le disque dur en deux partitions distinctes, pour installer deux systèmes
d'exploitations. Cela s'appelle le "paritionnement". Les systèmes d'exploitations actuels offrent cette possibilité dans leur programme de démarrage. Lorsque qu'un partition est créée, il est possible de définir d'autres
partitions à l'intérieur de celle-ci. Ces partitions sont appelées "lecteurs logiques". Cela permet d'obtenir plusieurs lecteurs (C:, D: ...) sur le même disque dur, et il n'y a donc pas besoins de plusieurs disques durs pour
obtenir ce résultat.
Formatage
Pour qu'un disque dur soit exploitable, il doit être formaté. Il n'est pas possible d'enregister quelques chose sur un disque dur qui n'est pas formaté. Cette opération s'effectue après avoir définis des partitions, comme
décrit ci-dessus. Le formatage peut s'effectuer durant l'installation d'un système d'exploitation. Un autre possibilité consite à se servir du fichier "FORMAT.COM" dans Dos. Ce fichier à comme but de formater le
disque dur séléctionné. Durant le formatage, le disque dur est divisé en unités d'allocation ou "clusters". Il s'agit de la plus petite partie du disque dur étant accessible par un système d'exploitation. Un fichier créé est
affecté un minimum à une unité d'allocation. Chaque disque logique contient une table d'allocation des fichiers (FAT: File Allocation Table). Cela permet de reconstituer des données dispersées sur l'ensemble du disque
dur. Losque qu'une partition est formatée, les autres partitions crées ne sont pas touchées par le formatage. Si il est nécessaire de formater une autre partie du disque dur que la partitons concernée, il faudra supprimer
des partitions, ou formater les autres partitions individuellement.
Formatage de bas niveau
Le formatage de bas niveau consiste à enregistrer chaque secteur, à définir leur écart d'intersection et l'écart entre les pistes. Cette opération est effectuée par le fabricant du disque dur, et elle ne doit pas être
effectuée par l'utilisateur, à moins que la présence de secteurs défectueux soit décelée. Le nombre de secteur peut varier selon le disque dur et l'interface contrôleur utilisé. Le contrôleur original ST-506/412 MFM
permettait de définir 17 secteurs sur un disque. Le contrôleur ST-506/412 RLL permet de définir le nombre de secteur de 25 à 26. Les disque dur IDE (type standard) comptent de 17 à 100 secteurs par piste.
Principe de fonctionnement
Comme vous avez pu l'observer sur les images précédentes, le disque dur est costitué de plusieurs plateaux en aluminium ou en verre, "empilés" les uns sur les autres. Ces plateaux sont enregistrable sur les deux faces.
Des têtes de lecture sont présentes sur chaque face de ces plateaux. Elles se déplacent sur un "bras" commun, actionné par le moteur de positionnement des têtes. Ce dernier à comme rôle de positionner les têtes
à un endroit désiré. Les plateaux tournent à une très grande vitesse (plusieurs milliers de tours par minute), grâce au moteur de rotation des plateaux. Ils tournent à 5400 tr/min, 7200 tr/min et même 10000 tr/min
pour les disques dur récents. Il est important de préciser que les têtes de lecture et les plateaux ne se touchent pas. Lorsque le disque dur est en activité, les têtes "flottent" sur un coussin d'air, provoqué par le
compression de l'air. Les têtes se déplacent toutes en même temps, car elles ont un support commun. La distance qui sépare les têtes et les plateaux étant infime, une poussière ou autre impureté peux gravement
endommager le disque dur. Lorsque le disque dur s'arrête, les têtes de lecture se positionnent sur le piste au centre du disque pour s'y poser. Cette piste est naturellement prévue pour cela.
Ecrasement des têtes
La distance qui sépare les plateaux des têtes est tellement infime qu'une poussière ou autre impureté peut provoquer un contact avec les plateaux. Cela peut aussi se produire si le disque dur est soumis à un choc
suffisamment violent pour provoquer ce contact. Cela est appelé "écrasement des têtes". Ce contact peut entraîner la perte d'une petite quantité de données, ou la déstruction définitive du disque dur. Pour résister
au mieux à de tels incidents, les plateaux contiennent un fine couche de lubrifiant, ou autre matière destinée à prévenir l'écrasement des têtes. La durée de vie d'un disque n'est que de quelques années (environ 5 ans).
Après ces quelques années d'utilisation, le disque dur finira par être inutilisable par la suite d'un accident décrit ci-dessus. Il est cependant possible de prévoir quand cela se passera, grâce à la technologie "S.M.A.R.T"
(Self Monitoring Analysis and Reporting Technology). La technology S.M.A.R.T analyse les taux de réussite de lecture/écriture et les variations de vitesse. Ainsi, lorsque le taux de résussite devient trop faible et que la
vitesse devient irrégulière, le dique dur concerné ne doit plus être utilisé.
Système de fichier FAT
Le système de fichier FAT est utilisée par les systèmes d'exploitation suivants: Dos, OS/2, Windows 3.1, Windows 95, Windows 98, Windows ME, Windows NT. La table d'allocation de fichier est une structure
contenant la liste des unités d'allocation (clusters) utilisés et non utilisés. Elle contient également l'adresse de chaque fichier présent, c'est-à-dire le numéro de l'unité d'allocation où se trouve le début du fichier
concerné. Comme mesure de sécurité, cette table est dupliquée. La structure d'un volume utilisant ce type de fichier est composé des éléments suivants:
Un secteur de démarrage appelé "Master Boot Record" MBR. Il contient le nombre de partition, le type (principale ou étendue) leur taille, le nombre d'unités d'allocation.
La table d'allocation de fichier, avec une ou plusieurs copie de celle-ci.
Le répertoire racine (c:\) et le nom de volume
Lors d'une opération de la création de fichiers et de répertoires, les informations relatives à cette création est stockée dans le répertoires racine. Ces informations sont la date de création, l'heure de création, la taille,
le cluster de départ, le type de fichier, et la date et l'haure de la dernière modification. Les noms des fichiers peuvent atteindre 11 caractères.
Système de fichier HPFS
Le système de fichier HPFS (High Performance File System) est proche de celui utilisé par UNIX. Il est utilisé par le système d'exploitation OS/2, et par les premières versions de Windows NT. Le système de fichier
HPFS peut accepter des partitions atteignant 8 Go et une longueur de nom de fichier de 256 caractères. Au contraire du système de fichier FAT, HPFS n'utilise pas de clusters. Son unité de base est un secteur de
512Ko.
Système de fichier NTFS
NTFS signifie "New Technology File System". Ce système de fichiers est utilisé par Windows NT. NTFS contient une table de fichier, appelée MFT (Master File Table). Des copies des parties critiques y sont copiée.
Ainsi, il est facile de récupérer des données. Le système de fichier NTFS gère réparation automatique des secteurs défectueux. Ainsi, dès qu'un secteur défecteux est détecté, il est supprimé de la liste des secteurs
utilisables. La taille d'une unité de base n'est pas en relation avec la capacité du disque dur, et le système de fichier NTFS peut utiliser une unité de base inférieure à 512Ko.
