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S1C3 - Les disques

Différents types matériels

Les types de disques courants sont les suivants :

Il existe aussi d'autres types de supports de données (bande, cartouches, cassette, disquettes, etc.. ) mais il sont obsolète ou en cours de recherche.

1. Disque dur magnétique classique

Un disque dur (HDD - hard disk drive), magnétique, est composé de plateaux sur lesquels des têtes de lecture magnétiques lisent ou écrivent des bits sous forme de magnétisation de la surface comme dnas les anciennes bandes magnétiques.

La carte électronique des disques contient actuellement un algorithme de chiffrement qui optimise et chiffre les données sur le disque. Il n'est ainsi plus possible de récupérer le contenu d'un disque dont la carte électronique aurait grillé. Dommage.

Noter que pour les disque externe (et portables), il vaut mieux utiliser un disque SSD.

Caractéristiques principales

Les principales sont :

Secteur, piste, cluster et blocs : un bloc est un cluster.
structure d'un disque dur

  • (C) Un cylindre représente le nombre de pistes par plateau et face. Une piste est une surface circulaire d'écriture située centrée sur le moyeu sur chaque face de chaque plateau.
  • (S) Un secteur est un découpage géométrique des pistes selon plusieurs rayons (comme une roue de vélo).
  • (H) Une tête est l'organe de lecture/écriture sur une face d'un plateau. Cependant, il peut exister des faces de plateau sans tête de lecture afin de réduire la capacité du disque et son coût.
  • Un bloc unitaire ou secteur de disque est le croisement entre une piste et un secteur.

Le nombre de secteurs par piste peut varier selon la distance au moyeu, mais cela n'est jamais indiqué, seul le nombre global de secteurs est donné.
la capacité d'un disque est calculé par : C x H x S x Bloc = nbre de cylindres x nbre de têtes x nbre de secteurs x nbre d'octet par bloc

Les pistes sont séparées par une bande non structurée (non formatée), les blocs sont séparés par des séquences plusieurs zéros. Ce formatage de bas niveau se fait généralement en usine. Certains outils peuvent refaire cette magnétisation des surfaces afin de tenter récupérer des disques qui auraient été déteriorés.
Ce procédé fonctionne souvent avec un succès notable. Il est évident que les pistes et secteurs ne sont pas frcément alignés avec le formatage original et donc les données sont irrémédiablement perdues.

2. Disques SSD

Ces disques ne contiennent aucun élément mobile. Ils sont donc particulièrement robustes aux chocs et vibrations.
Mais les disques SSD sont plus chers à produire, surtout avec de grandes capacité et les SSD de plusieurs To sont comparativement encore plus chers que leur équivalent magnétique.

Ils sont souvent connectés normalement à la place des disques magnétiques et la récente connectivité SATA NVE est particulièrement adaptée aux ordinateurs portables et tablettes.

Cependant, la memoire flash dont ils sont fait ne supporte qu'un nomdre limité d'écritures ; autour de 100 000 écriture par bit, ce qui est déjà très bien. Ici, pas de notions de cylindre, tête et secteur. La capacité est donnée par la somme de chaque cellule de mémoire.

Caractéristiques principales

Les principales sont :

3. Disques optiques

CD, DVD, Mini-DVD, Blue-Ray, HD DVD, RAM-disc, Vidéodisk/LaserDisk ..., autant de disques optoélectroniques souvent amovibles et dont la particularité est que la lecture/écriture se fait de façon optique.
A l'origine pour diminuer le piratege logiciel (un support optique était impossible à copier, contrairement aux supports magnétiques) puis pour augmenter le stockage des sauvegardes, les CD ont été remplacés par les DVD faits pour concurrencer les cassette VHS et adapté au stockage des données.
Les disques Blue-Ray, comme le nom l'indique, utilisent des lasers bleus qui ont une fréquence supérieure au rouge, ce qui a permis d'augmenter la capacité des disques. Cependant, Blue-Ray étant aussi une marque, la diffusion a été plustôt restreinte pour les données et inls ne survivent plus que dans la vidéo familiale.

Quel avenir ? le HDV (Holographic Versatile Disc) ? Nono, aucun nouveau support n'est apparu depuis 2010.
Avec l'avènement des clé USB, des disques durs portables magnétique et SSD, NVE, et surtout avec le cloud et la vidéo à la demande, ces supports deviennet obsolètes et disparaissent petit à petit.

Cette disparition est encore accélérée du fait des difficultées à recycler les supports plastique de ces disques.

Fonctionnement

structure d'un dvd Lecture : un rayon laser rouge ou bleu détecte les aspérités, les "trous" qui ne réfléchissent pas la lumière pour les convertir en informations binaires.
Gravure (écriture) se fait par :

Les données sont inscrites sur des pistes non structurées sur une partie du disque et une piste spécialisée (la zonne 'lead-in') contient les noms des fichier (toc - table of content) et la piste et l'index de début de chacun.

Types et capacités

Comparaison de taille DVD LaserDisk

Certains DVD-18 peuvent contenir jusqu'à17Go en double face et double couches.

Caractéristiques principales

4. Disques "flash"

Les disques flash (clé USB, carte SD, disques SSd externes) sont essentiellement des disques SSD de petite taille. Se référer au chapitre concerné plus haut.
Le formatage de ces disques est surtout en FAT 32.

B. Le partitionnement et les systèmes de fichiers

1. Le partitionnement et les systèmes de fichiers

Le partitionnement est une opération qui inscrit une structure de rangement des données sur un disque. Il est fait juste avant le formatage.
Il existe deux types de partitions "physiques" (dont les adresses sont écrites directement dans la table des partitions primaires) :

Lors du partitionnement, on définit :

A cette occasion, le système écrit souvent (disques GPT) :

Voir la doc en ligne pour plus de détails.

2. Les systèmes de fichier

Le système de fichier comprend trois niveaux de description.

Pour certains OS (operating system = systèmes d'exploitation), il est possible de gérer des système de fichier virtuels et donc plusisuers disques peuvent y être considéré comme un seul espace continue de stockage.

1. FAT : l'ancien

FAT :File Allocation Table.
Encore utilisé dans les supports amovibles, ce FS a tendance à disparaître du fait que les systèmes d'exploitation deviennent capables de lire tous les FS.

Caractéristiques

2. NTFS : Windows

Système largement géré par tous de OS.

Caractéristiques
Répertoires principaux (W10 et +)
c:\ +- $recycle.bin ## la corbeille
    +- ProgramData  ## données de fontionnement des programmes
    +- ProgramFiles ## répertoire d'installation des logiciels et applications (2 versions 32 et 62bits)	
    +- Recovery     ## répertoire de sauvegarde système en cas de plantage de l'OS	
    +- Systen volume information ## données de journalisation partielle de la partition	
    +- Users        ## répertoire contenant les comptes utilisateurs	
    +- Windows      ## répertoire système	
    +-

3. ExtFS : UNIX, Linux, Apple

Système de fichier Linux et Apple, faiblement utilisé dans le monde Microsoft.

Caractéristiques
Répertoires principaux (Linux)
  / +- etc
    +- home
    +- root
    +- var
    +- dev
    +-

Autres FS

Références

Vous trouverez ici des liens de documentations et de référence conrecnant ce chapitre.