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Cours sur le Disque Dur 1. Définition du disque dur. Le disque dur est constitu

Cours sur le Disque Dur 1. Définition du disque dur. Le disque dur est constitué de plusieurs plateaux de forme circulaire en aluminium ou en verre. Contrairement aux disquettes, ces plateaux ne sont absolument pas flexibles, ce qui explique que ce disque soit qualifié de dur. Les plateaux de la plupart des disques durs sont inamovibles, ce qui explique qu'IBM appelle ces disques des disques durs fixes. II existe certes des disques durs à plateaux amovibles (SYQUEST) mais leur taille n'est pas standard. Leur coût est de surcroît plus élevé et ils posent des problèmes de fiabilité, ce qui justifie leur succès limité. 1.1 Densité en bits par pouce carré. La densité en bits par pouce carré a été l'un des premiers indicateurs de performance utilisés par les fabricants de disques durs. La densité en bits par pouce carré correspond au produit du nombre de bits linéaires par pouce mesurés le long des pistes concentriques du disque dur et du nombre de pistes par pouce mesuré sur le rayon du disque. Ce résultat est exprimé en Megabits par pouce carré et sert à mesurer l'efficacité de la technologie d'enregistrement utilisée par les disques durs. Les disques durs haut de gamme actuels enregistrent à une densité de 160 Megabits par pouce carré. Certains fabricants ont mis au point des prototypes de disques durs enregistrant à une densité pouvant atteindre plusieurs Gigabits par pouce carré et permettant de stocker plus de 2 Go de données sur un seul plateau de disque dur. La densité en bits par pouce carré (et par conséquent la capacité) des disques durs double tous les deux ou trois ans environ et il est probable que d'ici à l'an 2000, les disques durs enregistreront à une densité d'au moins 10 Gigabits par pouce carré, ce qui correspondra à une capacité de stockage de données d'environ 20 Go sur un seul plateau de 2"1/2 pouces, l'ensemble du disque dur tenant dans la paume de la main. De nouveaux supports magnétiques et de nouvelle têtes (plateaux de céramique ou de verre, les têtes magnétorésistantes, dispositifs électroniques à probabilité maximale de réponse partielle, etc.) utilisent de nouveaux procédés technologiques sont actuellement à l'étude pour permettre d'obtenir des densités de cet ordre. Le principal obstacle que les fabricants doivent franchir pour produire des disques durs enregistrant à une densité aussi élevée est de concevoir des têtes et des plateaux capables de travailler avec des tolérances plus réduites. II semble incroyable que les progrès technologiques réalisés en informatique permettent à la capacité de stockage des disques durs de doubler tous les deux ou trois ans et l'on ne peut à cet égard que souhaiter qu'il en aille de même dans les autres secteurs d'activité. 2. La structure physique du disque dur. 2.1 Division physique sur la surface du disque dur. Comme les disquettes, les disques durs doivent être formatés avant que le système d'exploitation puisse commencer à y écrire des données. Mais les disques durs subissent deux formatages: l'un physique et l'autre logique. Au cours de cette préparation physique de la surface magnétique du disque, tous les plateaux du lecteur reçoivent des éléments de structure. Le principe de cette structure n'est pas le même pour tous les disques durs. Plus les disques sont compacts et performants, plus la subdivision des plateaux doit être fine et dense. 2.2 Le principe CHS. Au départ, la structure des disques dur est analogue à celle des disquettes. Dans le cas des disques durs, il s'agit de pistes, en fait des cercles concentriques. Ces pistes sont réparties de manière homogène sur tous les plateaux du disque. Une même piste s'étend sur l'ensemble des plateaux. Vous pouvez aussi vous représenter cette division sous la forme de corps cylindriques emboîtés, constitués par les pistes situées l'une au-dessus de l'autre dans la pile des disques. Le nombre de cylindres fréquemment évoqué correspond en fait au nombre de pistes. Les pistes sont ensuite elles-mêmes divisées en secteurs . De cette manière, il est possible d'identifier sans ambiguïté une zone particulière du disque dur. Voici un exemple d'adresse possible: "cylindre (piste) 6, disque 2 face inférieure, secteur 8". Cela permet de définir un emplacement particulier à l'intérieur de la structure décrite.Le nombre de pistes/cylindres est défini lors de la fabrication; de même, le nombre de faces de disques et de têtes est déterminé physiquement. Quant au nombre de secteurs résultant du formatage physique, il dépend essentiellement de la procédure d'inscription et donc de la densité de données que le disque dur est capable de recevoir. Il est clair que la qualité de la couche magnétique joue également un rôle dans ce contexte. C'est pourquoi on parle souvent de paramètres physiques. Ces paramètres regroupent les cylindres (Cylinder), les têtes (Heads) et les secteurs (Sectors), abrégé en CHS.C'est avec ces paramètres physiques que l'on déclare un disque dur dans le setup du BIOS. Si l'on connaît la taille d'un secteur - elle est en général de 512 Ko - on peut également calculer la capacité totale du disque. C'est possible avec les anciens disques durs mais plus avec les nouveaux qui structurent la surface disponible de manière plus astucieuse. 2.3 Zone-Bit-Recording. Faites-vous encore une fois une représentation mentale de cette subdivision physique du disque dur en cylindres et en secteurs. L'image d'un fond de tarte garni de cerises disposées en cercles concentriques correspond bien à cette structure. En marquant 17 parts de taille égale sur cette tarte, selon la façon habituelle de découper des tartes, vous obtenez la structure typique d'un lecteur MFM avec 17 secteurs. On observe sans difficulté que les secteurs situés à l'extérieur de chaque part contiennent nettement plus de cerises que ceux qui se trouvent vers l'intérieur.Sur un disque dur formaté d'après le principe CHS, tous les cylindres ont le même nombre de secteurs, qu'ils soient situés à l'extérieur ou à l'intérieur. On gaspille ainsi énormément de place sur les pistes externes.Pour éviter ce gaspillage, on utilise le "zone-bit-recording" (ZBR), un procédé qui subdivise les faces en plusieurs zones (par exemple extérieure, médiane, intérieure). En fonction de la place disponible, chaque zone est dotée d'un nombre adéquat de secteurs. Ainsi, sur le cylindre intérieur, nous trouverons par exemple 44 secteurs alors que le cylindre extérieur en contiendra 112. Les performances du système sont fonction du nombre de zones définies. Dans les systèmes actuels, chaque piste est affectée du nombre maximum de secteurs.Le problème est que ce type de disque dur n'est plus compatible avec le mode CHS du BIOS-SETUP. C'est pourquoi il a d'abord été appliqué aux disques SCSI qui n'ont pas à être connus du BIOS. Puis il s'est progressivement étendu au bus AT et déclaré au BIOS par une petite astuce: les paramètres de translation. Le principe consiste à leurrer le BIOS en lui faisant croire à un disque dur CHS, le disque se chargeant lui-même de la conversion en Zone-Bit. 3. Structure logique du disque dur. Le système d'exploitation utilise une structure logique du disque sur la base de la structure physique précédemment décrite. Le programme FDISK permet de diviser le disque dur en unités logiques ou disques logiques. Les versions anciennes de DOS (avant 3.3) ne pouvaient gérer que 32 Mo dans une même partition. Les disques durs de capacité plus importante devaient par conséquent être subdivisés en plusieurs lecteurs logiques. Même si l'on ne possédait qu'un seul disque dur physiquement parlant, on pouvait accéder à plusieurs lecteurs (C:, D:, etc.). Depuis la version 4.0 du DOS, les disques durs d'une capacité de 2 Go peuvent être gérés sous la forme d'une seule partition, c'est-à-dire d'un seul disque logique (C:). Du fait justement de ces grandes capacités, il est souvent nécessaire de subdiviser le disque dur en plusieurs lecteurs logiques. Avec les versions actuelles de DOS, ainsi qu'avec Windows 95, il est possible d'installer plusieurs disques logiques sur un même disque dur.Malheureusement, une des contraintes de FDISK n'est pas encore levée: les disques durs déclarés dans le BIOS selon le principe CHS n'acceptent comme taille maximale que 504 Mo. Les disques d'une capacité supérieure sont ramenés à cette valeur. DOS et Windows 95 ne savent gérer en guise de nombre de cylindres, de têtes et de secteurs que les valeurs maximales 1024, 16 et 63.Avec une capacité par secteur de 512 octets, le calcul de capacité aboutit à : 512 * 1024 * 16 * 63 = 528 482 304 octets soit 504 Mo Ceci est le maximum, il n'y a pas moyen d'aller au-delà et tout ce qui dépasse est invariablement tronqué. En ce qui concerne les disques plus grands, la seule solution est de les piloter comme périphérique de bloc ou "Block Device". Dans ce cas, les entrées de BIOS n'interviennent pas, le disque dur et sa capacité sont déclarés au système par une autre instance. Sur la base de la première répartition en disques DOS logiques, le système d'exploitation effectue ensuite une structuration logique à l'intérieur de chacun des disques. Cette structure est réalisée à l'aide de la commande FORMAT du DOS.Le DOS divise uploads/Philosophie/ cours-sur-le-disque-dur.pdf