Choix du support de sauvegarde

Choix du support de sauvegarde
La décision la plus importante concernant les sauvegardes est le choix du support.
On peut prendre en compte le prix, la fiabilité, la rapidité, la disponibilité et la
facilité d'utilisation.
Le prix est un critère important car il est préférable d'avoir une capacité de
stockage plusieurs fois supérieure aux besoins des données. Un support peu cher
est généralement un must.
La fiabilité est extrêmement importante car une sauvegarde abîmée peut rendre
malheureux un homme d'age mûr. Un support de sauvegarde doit pouvoir garder
des données sans problème pendant des années. La façon dont on utilise le support
affecte sa fiabilité. Un disque dur est normalement très fiable, mais il ne l'est plus
comme support de sauvegarde s'il est dans le même ordinateur que le disque que
l'on sauvegarde.
La vitesse n'est pas trop importante si les sauvegardes peuvent être faites sans
interaction. Cela ne pose pas de problème qu'une sauvegarde dure deux heures
tant qu'elle n'a pas besoin d'être surveillée. D'un autre côté, si la sauvegarde ne
peut s'effectuer que lorsqu' aucun autre programme ne fonctionne, alors la vitesse
devient critique.
La disponibilité est évidemment nécessaire car on ne peut utiliser un support de
sauvegarde s'il n'existe pas. Ce qui est moins évident est que le support doit être
disponible dans le futur, et sur d'autres ordinateurs que le sien. Sinon, on peut ne
pas pouvoir récupérer les données après un désastre.
La facilité d'utilisation est un facteur important de la fréquence des sauvegardes.
Plus les sauvegardes sont faciles à faire, mieux c'est. Un support de sauvegarde ne
doit pas être difficile ou pénible à utiliser.
Les choix classiques sont les disquettes et les bandes. Les disquettes sont très peu
chères, plutôt fiables, pas très rapides, très disponibles mais peu utilisables pour
des gros volumes de données. Les bandes sont peu chères à chères, plutôt fiables et
rapides, disponibles, et - selon la taille de la bande - plutôt confortables.
Il existe d'autres choix. Ils ne sont généralement pas très bons en termes de
disponibilité mais, si cela ne pose pas de problème, ils peuvent être meilleurs sur
d'autres points. Par exemple, les disques magnéto-optiques peuvent avoir les bons
côtés des disquettes (ils sont à accès direct, ce qui permet une récupération rapide
d'un simple fichier) et des bandes (ils contiennent beaucoup de données).
Comment fonctionne un disque dur
(Partie 1/2)
De Willy STOPHE
Introduction
Le disque dur est un élément essentiel du PC, surtout à l'heure actuelle ou les
programmes prennent de plus en plus en place. Les disques durs ayant fortement
augmenté de taille (500Mo à 12 Go en 5 ans), beaucoup de sociétés programment
leur logiciel n'importe comment sans souci de place, en oubliant de trouver les
bons algorithmes plus simples et plus efficaces. Ah business quand tu nous tient.
Passons sur ce coup de gueule.
Les questions que vous vous êtes peut être déjà posé sont :
Traducteur, please : densité de stockage, temps d'accès, cache de données,
DMA,... ? Ces mots ne vous disent rien ou vous hésitez, alors allez voir en page 2.
Comment ça marche un disque dur ? Vous avez déjà un disque dur. Mais si une
boite en ferraille carré collé contre la façade de votre boîtier. Ayez vous voyez !
Bon je vais maintenant vous disséquer cette bestiole pour vous montrer comment
ça marche. Page 3
C'est quoi l'IDE, l'E-ide et le SCSI ? Parler à plusieurs personnes autour de vous,
chacun aura ses arguments pour vous prouver que le SCSI est meilleure que l'IDE,
que le SCSI coûte trop cher par rapport à l'écart de performance ou que depuis
l'arrivée de Ultra DMA/ATA-4 (33Mo/s) plus rien ne le sépare du SCSI (40Mo/s).
Vous pourrez tous leur répondre en comprenant ce qui sépare l'IDE du SCSI, après
la fin de cette article. La différence n'est pourtant pas physique (mécanique
identique), mais en fait ce sont des protocoles de communication qui
fonctionnent différemment. Explication page 4 et 5.
Quelles différences y a t'il entre deux disques durs ? chacun achète son disque
dur et ils ont l'air tous semblables. Apprenez a bien choisir votre disque dur en
page 6.
Bon c'est le moment de se lancer dans le monde fermé des disques durs.
Traducteur, please !
Densité de stockage : Aussi appelé densité de zone, il s'agit de la quantité de
données que l'on peut écrire sur une zone. Elle se mesure en octets ou plutôt
maintenant en Ko par mm² (en anglais Bits Per Square Inch (BPSI)).
Vitesse de rotation : La vitesse de rotation pour un
disque est souvent regardé pour déterminer les
performances d'un disque. La plupart des disques ont
une vitesse de rotation de l'ordre de 4500rpm ou
5400rpm avec les nouveaux qui atteignent 7200rpm et
même 10000rpm. En général une plus grande vitesse de
rotation va permettre une plus rapide atteinte des
données par la tête de lecture, signifiant un disque dur plus rapide. Mais
attention une vitesse de rotation 20% plus rapide ne correspond pas à 20% de
performances en plus.
Temps d'accès : Il s'agit du temps moyen pour les têtes de lectures à se
déplacer sur un secteur d'un des plateaux du disque dur. Il est d'environ 9 ms
actuellement.
Magnéto résistance (MR) : Technologie de résistance magnétique. Technologie
de stockage d'informations sur les disques durs permettant une augmentation
significative du volume de stockage sans diminuer les performances. Cela
marche, à la lecture, en passant un flux continu à travers la tête de lecture MR.
Quand la tête de lecture MR passe au dessus d'une zone de données (champ
magnétique), la tête MR change sa résistance qui est détecté par le changement
d'ampérage du courant. Le seul hic est que ce mécanisme ne peut pas être utilisé
en écriture, la méthode classique est alors employée.
Canaux de lecture PRML : Les canaux de lecture permettent de réaliser la
conversion des données numériques vers des signaux analogiques nécessaires à
l'écriture de données sur le disque dur. Mais à haute densité de données, le pic du
signal analogique "déborde", causant des dégradations dans les données. En
utilisant des techniques de filtre et de codage digital, les canaux de lecture PRML
échantillonnent le signal analogique à différents points, en tenant compte de la
détermination précise de la forme du signal de retour. Ceci permet d'augmenter
sensiblement la densité de stockage.
Cache de données : L'accès au données contenues dans le disque se fait de
manière prévisible. Les performances peuvent être augmentées en lisant
prématurément des données qui peuvent être requise plus tard et en les stockant
dans un tampon (mémoire cache) avant que l'ordinateur ne les demande, puis en
les restituant au besoin. La restitution de données à partir du tampon est
beaucoup plus rapide. Ce tampon est appelé en anglais : Read Look-Ahead
Buffer. Le tampon implémenté correctement permet d'augmenter
significativement les performances du disque dur.
Segmentation du cache : Il s'agit de la division du tampon Read Look-Ahead en
différents sous-tampon, ce qui permet au disque dur de se comporter comme s'il
possédait plusieurs tampons (mais de plus petites tailles). Ceci améliore
l'efficacité du tampon Read Look-Ahead.
Segmentation adaptative : Ceci permet au disque dur de contrôler le nombre de
sous tampon.
Programmed Input / Output (PIO) : C'était le mode initial utilisé par les disques
durs et les normes ATA. Les premiers modes PIO 0,1 et 2 étaient énormément
dépendant du processeur. Avec l'arrivée du 486 et des pentiums, une nouvelle
norme a été adoptée VLB (Vesa Local Bus) et un nouveau mode PIO a été
introduit appelé "Block PIO" permettant plusieurs transfert de données.
Direct Memory Access (DMA) : Avec l'apparition des chipsets 430 TX d'Intel, le
bus-mastering DMA a permis le transfert de données entre le chipset, le disque
dur et la mémoire centrale (RAM) sans besoin du processeur. Les performances du
système ont alors significativement augmenté car le processeur n'avait plus a
attendre le disque dur. cependant doit être géré par le système d'exploitation,
Win95 OSR2 et Win98 savent le gérer mais pas Win95 OSR1 qui a besoin d'un
patch.
Conversions :
1 Bit = 0 or 1
1 octet = 8 Bits
1 Kilooctet = 1024 octets
1 Megaoctet = 1024 Kilooctets
1 Gigaoctet = 1024 Megaoctets
1 Teraoctet = 1024 Gigaoctets
1 Petaoctet = 1024 Teraoctets
1 Exaoctet = 1024 Petaoctets
1 Zettaoctet = 1024 Exaoctets
1 Yottaoctet = 1024 Zettaoctets
Comment ça marche un disque dur
Vous avez déjà vu un disque dur. Mais si ! une boite en ferraille carré collé contre
la façade de votre boîtier. Ayez vous voyez ! Vous êtes vous déjà demandé
comment tous ces milliards de bits
pouvaient cohabiter et être retrouvé
lorsque l'on cherche un fichier. Si oui, lisez
le reste de cette page.
Les disques durs actuels sont des disques
magnétiques. La couche magnétique est
déposée recto-verso sur plusieurs disques
en aluminium montés autour d'un même
axe autour duquel ils peuvent tourner.
Les informations sont inscrites sur des
pistes circulaires, organisées en zones et
partagées en secteurs. L'enregistrement est
sérialisé à l'écriture, désérialiseé à la
lecture ; dans tous les cas, il faut connaître
l'adresse de la piste, et l'adresse angulaire
de l'enregistrement par rapport à un repère matériel qui sert d'origine.
Un disque au point de vue du système se définit par un nombre de face, un nombre
de piste et un nombre de secteurs. Prenons pour exemple un disque possédant 4
faces, 1024 pistes et 64 secteurs de 4 Ko. Ce disque dur à une capacité de 4 x 1024
x 64 x 4816 = 1,2 Go. Mais il ne faut que 2 (4 = 2e2) + 10 (1024 = 2e10) + 6 (64 =
2e6) = 18 bits soit 3 octet pour coder le numéro de secteurs, donc pour le retrouver
sur tout le disque.
En fait ,les disques sont non seulement divisés en plateaux, pistes et secteurs mais
pour faciliter leurs traitements, on les regroupe en une unité de stockage
indissociable appelée "clusters", qui est composées d'un certain nombre de
secteurs.
Lorsque vous achetez votre disque dur, il se trouve sous la forme de milliards
d'octets disposés sur les faces du disque qui sont formatés "bas niveau". Ce qui veut
dire qu'il vous est livré avec les pistes et les secteurs marqués de telle sorte qu'ils
puissant être reconnu par le système d'exploitation. Lors du formatage réel, vous
allez orienter la façon de coder et de retrouver chaque secteur. C'est pour cette
raison que les différents
modes de formatage ne sont
pas tous compatibles. Chacun possède sa propre
table d'allocation des fichiers (File allocation
Table ou FAT), ses propres vecteurs d'états, et sa
propre organisation des fichiers et des
répertoires. La table d'allocation est une table qui
indiquent les correspondances entre les clusters
et les fichiers. Les vecteurs d'états permettent d'indiquer si un secteur est utilisé
ou vide. Chaque secteur est matérialisé par un bit (0 = vide ; 1 = occupé ).
Les disques durs sont dits "fixes" contrairement au disques amovibles (voir plus
loin). Grâce à leur fixité, ils peuvent tourner plus rapidement ce qui augmente le
débit, et on peut avoir plusieurs têtes de lecture par face, une tête pour chaque
zone qui regroupe de 64 à 256 pistes, ce qui diminue le temps d'accès. Chaque
piste est accessible par déplacement hydraulique d'une tête. La capacité d'un
ensemble de tels disques peut atteindre quelques milliards d'octets. Pour les PC,
des disques de taille plus réduite (5,25 ou 3,5 pouces) sont fabriqués actuellement
, ils atteignent 8 à 12 Go, voire plus.
Hors sujet : Les disques "amovibles".
Dans les disques amovibles, il n'y a qu'une seule tête par face utilisée, monté sur un
bras rétractable. Ces disques se présentent souvent sous forme d'une pile de
disques. Leur capacité peut atteindre quelques centaines de millions d'octets. Les
disques magnétique amovibles les plus courants sont le Zip de Iomega qui fait 100
MO, ou encore le Syquest ; mais ils existent des disques amovibles utilisés dans la
création graphique qui font plus d' 1 GO.
Le développement de la micro-informatique a également favorisé l'utilisation de
disques souples, appelés également disquettes (en anglais, Floppy disks). Ce sont
des disques avec un support souple en polyester, enfermé dans un pochette en
carton lubrifiée avec une fenêtre, qu'on introduit directement dans un lecteur de
disquettes. Le format de 5 pouces 1/4 (13cm) a pratiquement disparu ; le 8 pouces
est un souvenir historique, mais en revanche, le 3,5 pouces est encore très utilisé.
La capacité d'un disque souple est de 1,44 Mo , mais des tentatives à 100 Mo et 120
Mo au format 3,5 pouces ont été tentés (sans grand succès encore à l'heure
actuelle).
Comment fonctionne un disque dur
(Partie 2/2)
De Willy STOPHE
Integrated Drive Electronics (IDE)
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 périphériques installés occupent un IRQ,
contrairement au SCSi qui n'en occupe qu'un pour au maximum 15 DD.
Les normes IDE (ATA)
L'IDE possède actuellement cinq normes dits ATA (Advanced Technology
Attachment) avec des versions allant de 1 à 5. Les normes ATA 1 à 4 utilisent des
câbles de connexion de 40-pin tandis que la nouvelle norme ATA-5 utilise un
nouveau cable de 80-pin. Les deux types de câbles se connectent sur la carte mère
mais il faut une carte mère récente pour tirer avantage de l'ATA-5. Les nouveaux
câbles ATA-5 peuvent être utilisés avec la norme ATA-4 (UltraDMA) et même un peu
augmenter son transfert de donnée. Tous les contrôleurs IDE sont compatibles avec
les normes ATA précédentes, donc se mettre à un nouvelle norme requière
seulement de posséder une carte récente supportant cette nouvelle norme. Il faut
cependant faire attention a une chose, deux DD de norme différentes sur le même
câble s'abaissent tous les deux à la norme la plus basse (moins de vitesse) donc si
vous possédez deux DD de normes différentes, les mettre absolument sur deux
ports IDE différents. Ceux ci est identique pour un DD et un CD-ROM, il vaut placer
le CD-ROM sur le second port IDE (Attention toutefois certaines cartes mères
n'acceptent pas d'utiliser le second port IDE si le premier n'est pas plein (2).
ATA-1 : Il était utilisé uniquement pour les DD et autorisait 2 DD sur un même
câble de 40 pin. Cette norme est apparu au milieu des années 80, et supportait
des DD de capacité inférieure ou égale à 528 Mo. Les différentes PIO mode
utilisés étaient le 0,1 et 2.
PIO Mode
Bande passante
Taille max
Command Turn Around Time
Mode 0
Mode 1
Mode 2
3.3 Mo/sec
5.2 Mo/sec
8.3 Mo/sec
528 Mo
528 Mo
528 Mo
600ns
383ns
240ns
ATA-2 : Cette norme porte des noms différents selon les constructeurs "Enhanced
IDE" par Western Digital et "Fast ATA" par Seagate et Quantum, elle autorise un
second port IDE sur la carte mère (donc deux nouveaux DD sur un câble de 40
pin). Cette nouvelle norme supporte aussi les CD-ROM et les unités de stockage,
grâce à une interface appelée ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet
Interface). La norme ATA-2 permet d'atteindre des tailles maximum de disques
dur : 2,1 Go avec le PIO mode 3 (ou fast ATA) et 8,4 Go avec le PIO mode 4 (ou
fast ATA-2).
PIO Mode
Bande passante
Mode 3 (Fast
ATA)
11.1 Mo/sec
Taille max
Command Turn Around Time
2.1 Go
180ns
Mode 4 (Fast
ATA-2)
16.7 Mo/sec
8.4 Go
120ns
ATA-3 : Il supporte les modes d'économie d'énergie du bios et de Win9x, le DD
s'éteint lorsqu'il n'est plus utilisé et se rallume dès qu'il est sollicité. Cette
nouyelle norme est compatible avec le procotole, LBA ,de traduction entre le
BIOS et le DD.
ATA-4 : Développé par Quantum, le norme ATA-4 ajoute un nouveau mode appelé
UltraDMA-33 (ou UltraATA/33) qui augmente le taux de transfert à 33 Mo/s, ceci
en déchargeant l'utilisation en passant de 90% d'occupation à 5 ou 10%. Les
transferts de données entre la lecture et la mise sur le bus sont plus courts et
mieux vérifiés, évitant des erreurs à cause de la bande passante élevée.
UltraDMA Mode
Bande passante
Command Turn Around Time
Mode 0
16,7 Mo/sec
240ns
Mode 1
Mode 2
25 Mo/sec
33,3 Mo/sec
160ns
120ns
ATA-5 : Toujours développé par Quantum, et connu sous le nom d'UltraDMA66 ou
UltraATA/66, il requière un cable de 80-pin qui se branche sur le meme
connecteur que celui de 40 pin des anciennes normes ATA de 40 pin. Les 40 pins
supplémentaires permettent des taux de transfert plus élevé sans générer de
signal-bruit, cause des pertes des données.
UltraDMA Mode
Bande passante
Command Turn Around Time
Mode 3
45 Mo/sec
?
Mode 4
66 Mo/sec
?
Voila c'est fini pour le protocole IDE, voyons maintenant le protocole SCSI
Small Computer System Interface (SCSI)
Il s'agit d'un autre protocole de communication entre le DD et votre machine. En
anglais, on le prononce "Scuzzy". 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 agit comme une
petite machine indépendante du processeur (small computer) permettant de bien
soulager celui-ci et d'augmenter les performances systèmes.
SCSI : Sorti en 1986, le protocole SCSI (ou SCSI-1) a créé une interface Hardware
pour connecter les DD. Le mode asynchrone avec son bus de 8 bits pouvait
transférer jusqu'à 3 Mo/s, avec le mode synchrone jusqu'à 5 Mo/s. Un SCSI en 8
bits peut supporter jusqu'à 8 périphériques, chacun devant posséder son numéro
d'identification (ID number) indiquant sa priorité, mais contrairement à l'IDE, plus
les numéros sont haut, plus ils sont prioritaires. La carte adaptatrice porte le
numéro 7 tandis que le disque dur de boot, le numéro 0.
Fréquence
Taux de transfert
Bits
5MHz
5Mo/s
8 Bits
SCSI-2 - Sorti en 1994, la nouvelle interface (SCSI-2) va deux fois plus vite que
celui sorti en 1986 d'ou le nom de Fast-SCSI. Il autorise dorénavant CD-ROM,
imprimantes, scanners,.. la fréquence d'horloge synchrone a été augmenté à
10MHz qui permet de doubler le taux de transfert à 10Mo/s sur un bus 8-bit.
Cependant il n'autorise seulement toujours que 7 périphériques.
Fréquence
Taux de transfert
Bits
10MHz
10Mo/s
8 Bits
Wide SCSI - ou aussi Wide SCSI-2, il utilise la fréquence d'horloge original de 5MHz,
mais offre par contre des transferts 16-bit en ajoutant un second câble qui double
le taux de transfert à 10Mo/s. Mais l'énorme avantage est que l'on peut connecter
15 périphériques.
Fréquence
Taux de transfert
Bits
5MHz
10Mo/s
16 Bit
Fast Wide SCSI - Il s'agit d'une combinaison des deux interfaces Fast et Wide SCSI,
permettant un taux de transfert de 20Mo/s, avec toujours 15 périphériques.
Fréquence
Taux de transfert
Bits
10MHz
20Mo/s
16 Bits
SCSI-3 - (Ultra SCSI) - Augmentation de la fréquence d'horloge à 20MHz,
autorisant un taux de transfert de 20Mo/s sur un bus 8 bits. Il permet de
connecter 7 périphériques avec un cable de 1m 50.
SCSI 3 (Ultra SCSI)
SCSI 3 (Ultra Wide SCSI)
Fréquence
Taux de transfert
Bits
20MHz
20MHz
20Mo/s
40Mo/s
8 Bits
16 Bits
Ultra2 SCSI - Double la vitesse de l'Ultra SCSI en augmentant encore la fréquence
d'horloge, cette fois ci, à 40MHz, permettant un taux de transfert de 40Mo/s pour
le bus 8 bits et 80 Mo/s pour le bus 16 bits . Mais en plus de supporter
15 périphériques, il permet d'utiliser un câble de 12 mètres.
SCSI 3 (Ultra2 SCSI)
SCSI 3 (Ultra2 Wide SCSI)
Fréquence
Taux de transfert
Bits
40MHz
40MHz
40Mo/s
80Mo/s
8 Bits
16 Bits
Serial SCSI - IEEE 1394 (ou Firewire). Au lieu d'envoyer des données en 8 bits ou
en 16 bits, le serial SCSI transmet les données bits par bits à très haute vitesse,
ce qui lui permet d'avoir un taux de transfert supérieur à l'Ultra2 SCSI, sans
requérir à de plus large câble.
Conclusion
Maintenant que vous connaissez les différentes interfaces des disques durs, que
pouvez vous en conclure ? Tout d'abord le plus gros avantage du SCSI par rapport au
IDE est le multi-tâches. Donc quand vous copiez des fichiers de votre disque dur
SCSI sur votre CD-R SCSI, la carte contrôleur fait tout le travail laissant votre
processeur libre à 100%, vous permettant de jouer à Quake II ou lire cette article
sur Internet. De plus, le SCSi permet de connecter beaucoup de périphériques que
l'IDE en utilisant toujours qu'un IRQ. Mais le grand Hic est bien sur le prix. Si la
différence de performances entre les deux est de l'ordre de 10 à 25 %, le prix va de
30 à 50 % plus cher pour le SCSI. Mais je pense que cela ira en diminuant.
Alors que choisir ? Vous avez beaucoup d'argent, ne vous gênez pas, le tout SCSI est
le must. Vous n'êtes pas milliardaire ou vous venez déjà de dépenser 3000 francs à
mettre votre processeur à jour, l'IDE fera très bien l'affaire.
Cependant, pensez à regardez quelques détails importants avant d'acheter un
disque dur. Les temps d'accès, la vitesse de rotation et son prix au Mo.
Comment ça marche ?
le disque dur
Qui d’entre nous ne s’est posé la question de comment fonctionne l’unité de stockage la
plus utilisée ? Dans un ordinateur il constitue la pièce maîtresse au moins à deux titres :
- il n’y a pas de PC performant sans un disque dur performant ; vous pouvez disposer
d’un processeur de plus d’un gigahertz avec 256 Mo de Rambus ou DDR et la dernière
carte graphique du jour, si votre disque dur est de la précédente génération il grèvera
grandement les performances du système. Plus rapide sera votre disque, plus rapide sera
l ‘ensemble de votre système.
- à partir d’un nouveau disque dur ou d’une nouvelle partition de celui-ci vous pouvez
simplement disposer véritablement d’un nouveau PC avec un nouveau système
d’exploitation.
Nous envisagerons successivement :
Les composants du disque dur
L’actualité du disque dur
Conclusions
Les composants du disque dur
L’intérieur d’un disque dur, c’est là ou la magie commence. Si vous dévissez le « carter »
(ce que je vous déconseille, car scellé sous vide, le disque devient inutilisable une fois
ouvert) voilà ce qui apparaîtra :
Les plateaux :
La pièce la plus remarquable d’un disque dur ce sont ses plateaux. Ces plateaux sont des
disques parfaitement plats fait d’aluminium ou de verre recouvert d’un alliage
magnétisable. Ces plateaux sont là ou les données sont stockées. Pour cette raison il est
important que chacun de ceux-ci soit d’une qualité irréprochable tant quant à l’uniformité
de répartition des grains de matière magnétisable, que sa planéité. Les plateaux sont
soumis à des contraintes physiques permanentes en particulier l’échauffement généré
par leur rotation et des forces de frottement. Plus il y a de plateaux plus le disque dur a
une capacité de stockage élevée. Cependant ceci n’est vrai qu’ à densité de stockage par
plateau identique.
Densité de stockage :
La densité de stockage définit la quantité de données qui peur être stocké par unité de
surface. Chaque plateau est constitué de pistes, lesquelles sont des anneaux qui quand
on combine avec la densité linéaire des plateaux permet de définir la densité par unité de
surface. Imaginez les pistes d’un plateau comme les stries concentriques d’un tronc
d’arbres, comme conséquence que plus il y a de pistes sur un plateau plus la capacité de
stockage est élevée. Les disques actuels ont 50 000 pistes par plateau Cependant, quand
on quantifie la densité par unité de surface, les pistes par plateau sont exprimées sur un
inch de rayon. Ainsi, un plateau peu avoir un total de 52 000 pistes, mais son TPI (Tracks
Per Inch) peut être de 40 000 avec ainsi une densité de 40 000 pistes par Inch. Un
plateau a un rayon de 1,3 à 2 Inches.
L’autre terme de l’équation de densité de surface vient de la densité linéaire
d’enregistrement par plateau. Cela mesure combien de bits peuvent être stockés que une
longueur donnée de piste. Logiquement, le plus proche les bits sont stockés, plus grande
est la capacité de stockage du plateau. Un plateau de disque dur peut avoir une densité
linéaire de 450 000 bits par Inch (BPI) de piste, laquelle quand elle est multipliée par le
nombre TPI (pistes par inch) exprime la densité par unité de surface du plateau.
Ainsi 450 000 BPI X 40 000 TPI = 18 000 000 000 bits/inch2
Par simplicité les constructeurs expriment la densité des plateaux en capacité globale par
plateau soit de Go et bientôt des To. Ainsi si un plateau a une « densité » de 10 Go et
comporte 4 plateaux sa capacité est de 40 Go.
Vitesse de rotation :
La vitesse de rotation définit a quelle vitesse les plateaux tournent autour de leur axe. Un
moteur très plat fait tourner ceux-ci à 7200 trs/min. Les disques modernes tournent à 10
000 trs/min voir 15 000 trs/min. Plus un disque tourne vite plus grossièrement il échange
rapidement les données avec le système.
Le verrin :
Sont importance est cruciale car il est responsable de la vitesse de
déplacement du bras placant les têtes de lecture-écriture en face
des pistes et secteurs souhaités. Plus les données sont stockées de
façon contiguë plus il est difficile pour le verrin de déplacer
rapidement le bras dans la position spécifique souhaitée.
Les têtes d’écriture -lecture :
Les têtes de lecture-écriture placées au bout des bras à la fois lisent et écrivent de façon
séquentielle. Attachées au bout des bras elles sont présentes sur chaque face d’un
plateau. Quand le disque marche la vitesse de rotation des plateau entraîne un flux d’air
qui provoque un coussin d’air sur lequel s’appuie la tête. Celle-ci disposée très à
proximité du plateau ( à 3 microns de distance) impose du fait de la vitesse de rotation
que celle-ci n’entre jamais en contact physique avec le plateau. Si c’était le cas cela
s’accompagnerai d’une élévation importante de la température et une très rapide
dégradation du disque et des têtes.
Quand une tête inscrit des datas sur un plateau, elle utilise un signal magnétique lequel
provient de l’ensemble mémoire-cpu à travers le contrôleur du disque. Ce signal
magnétique aligne les champs magnétiques des particules de la surface du plateau. Ce
sont ces alignements de champs qui définissent les données stockées.
Une tête lit les données sur le plateau en détectant la polarité des particules qui ont été
auparavant alignées durant le processus d’écriture. Une fois la polarité déterminée, le
système convertit alors le signal en un état électronique à traiter par l’ordinateur.
Le circuit logique :
Chaque disque est pourvu d’une carte possédant un microprocesseur et de la mémoire
tampon. Cette carte électronique possède tout ce qu’il faut pour contrôler le verrin, les
bras, la mémoire tâche, les opérations de lecture-écriture, de contrôle de
l’alimentation…etc. Ce circuit logique reçoit ses instructions en provenance du contrôleur
de disque dur présent sur la carte mère et qui reçoit lui même ses instructions du
système d’exploitation. Lorsque l’ordinateur fait une requête de données au disque dur,
le circuit logique recueille la demande, la traite et mobilise les différentes parties mobiles
pour faire son petit travail de précision.
Les interfaces :
Schématiquement elles sont de deux types et déterminent la bande passante du disque
dur. Plus la bande passante est élevée plus la quantité de données transitant par unité de
temps à travers l’interface est élevées.
Interface ATA (IDE) : elle est la plus populaire utilisée par tous les ordinateurs
familiaux et la majorité de ceux de bureaux. Elle est peu coûteuse et se décline en ATA
33 (33 Mo/s en pointe), ATA 66 et maintenant ATA 100. Il faut bien comprendre que ces
nombres de 66 ou 100 Mo sont des débits théoriques maximaux jamais observés en
pratique. Du fait de son architecture, le débit qui transite par ces interfaces est fortement
dépendant du système (en particulier du processeur).
Interface SCSI ( pour Small Computer Systems Interface) elle se décline en Wide SCSI,
Ultra Wide SCSI, UW 2 SCSI et Ultra 160 SCSI. Cette interface est plus coûteuse et du
fait de son architecture est très peu dépendante de la puissance du système. On la
rencontre volontiers dans les stations de travail et sur tous les serveurs.
L’actualité du disque dur (An 2000)
Dans cette rubrique nous reprenons toutes les nouvelles brèves publiées
sur le site :
Ultra 160 SCSI
Le nouveau standard haute performance Ultra 160 SCSI gagne de la crédibilité avec
l’apparition d’un nouvel adaptateur l’ AdvanSys ASB3950U160MW permettant
d’utiliser le SCSI 160 sur port PCI. En mode double canal sa bande passante est de 320
Mo/s. Son prix est de 299 USD et sa disponibilité en Juin.
Raid UDMA signé Adaptec
Adaptec annonce une carte adaptatrice Adaptec AAA-UDMA RAID fonctionnant en mode
raid 0, 1 et 5. Elle prend en charge 4 disques durs. Prix 429 USD. Pour en savoir plus
c’est ici.
Fujitsu double IBM
Fujitsu avec une densité de 56 Gb/inch2 ( ce qui correspond à 78 Go sur un seul
plateau) double IBM et même Seagate, avec sa nouvelle technologie de disque dur
nommée LEXIS ( Layer Exchange Interaction Stabilized ). LEXIS repose sur une
architecture multicouche permettant une dégradation moindre sous l’effet de la chaleur.
En combinant d’ailleurs LEXIS et des nouvelles têtes de lecture TMR (Tunneling Magneto
Resistive) Fujitsu prétend atteindre 300 Gb/inch2. Des produits avec de telles densités
sont attendu pour 2003.
Disque dur 100 Go
Non vous ne rêvez pas, selon l’éditorialiste John Dvorak du très sérieux « PC Magazine »
américain, IBM dispose dans se labos de disques de 100 Go qui seraient commercialisés
à l’été 2001 au prix de 600 Frs ( non vous ne rêvez pas ). En 2005 nos PC intégreraient
des disques de 1 Tera Octets (1000 Go). Sachant que déjà IBM commercialise ses têtes
GMR pour ses concurrents (qui déjà perdent de l’argent) il est fort à parier qu’en 2001 la
compétition à IBM dans le domaine des disques durs deviendra inexistante. Dommage.
Disque dur chimique
IBM explore le disque dur chimique qui devrait permettre un accroissement d’un facteur
100 de la densité de stockage par unité de surface. Explorant le champs des nanos
technologies IBM mélange en solution chaude des sels de fer et de platine. Les particules
magnétisables de 4 nanos sont de taille et surface très régulière et formées de quelques
milliers d’atomes. La faisabilité (coût, stabilité) d’une telle solution de stockage n’est pas
encore connue.
Interface Serial ATA
Intel s’apprête à commercialiser une nouvelle génération de processeurs autour du
Willamette. Le nouveau chipset du nom de Tehama dispose d’un bus à 200 Mhz, de 2
canaux Rambus permettant un transfert mémoire de l’ordre de 3.2 Go/s. Dés lors Intel
se penche avec tous les constructeurs de disques durs pour finaliser une nouvelle
interface à haut débit nommée « Serial ATA » qui permet 1.5 Gb/s contre les 66 Mo/s
actuellement concédés par l’interface ATA 66.
Conclusions
Nous ne pouvons que vous conseiller de lire les articles publiés sur le site et permettant
d’approfondir certains aspects :
Comment paramétrer le fichier Swap
Comment formater son disque dur
Performances des disques durs IDE: les déterminants
Fonctionnement d’un disque dur : une vision détaillée
DISQUE DUR
Le rôle du disque dur
Le disque dur est l'organe du PC servant à conserver les données de manière permanente,
contrairement à la mémoire vive, qui s'efface à chaque redémarrage de l'ordinateur, c'est la
raison pour laquelle on parle parfois de mémoire de masse pour désigner les disques durs.
Le fonctionnement interne
Un disque dur est constitué non pas d'un seul disque, mais de plusieurs disques rigides (en
anglais hard disk signifie disque dur) en métal, en verre ou en céramiques empilés les uns
après les autres à une très faible distance les uns des autres.
Ils tournent très rapidement autour d'un axe (à plusieurs milliers de tours par minute
actuellement) dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Un ordinateur fonctionne de manière binaire, c'est-à-dire que les données sont stockées sous
forme de 0 et de 1 (appelés bits). Il existe sur les disques durs des millions de ces bits, stockés
très proches les uns des autres sur une fine couche magnétique de quelques microns
d'épaisseur, elle-même recouverte d'un film protecteur.
La lecture et l'écriture se fait grâce à des têtes de lecture (en anglais heads) situées de part et
d'autre de chacun des plateaux (en anglais platters), c'est-à-dire un des disques composant le
disque dur. Ces têtes sont des électro-aimants qui se baissent et se soulèvent (elles ne sont
qu'à quelques microns de la surface, séparées par une couche d'air provoquée par la rotation
des disques qui crée un vent d'environ 250km/h) pour pouvoir lire l'information ou l'écrire. De
plus ces têtes peuvent balayer latéralement la surface du disque pour pouvoir accéder à toute
la surface...
Cependant, les têtes sont liées entre elles et seulement une seule tête peut lire ou écrire à un
moment donné. On parle donc de cylindre pour désigner l'ensemble des données stockées
verticalement sur la totalité des disques.
L'ensemble de cette mécanique de précision est contenue dans un boîtier totalement
hermétique, car la moindre particule peut détériorer la surface du disque. Vous pouvez donc
voir sur un disque des opercules permettant l'étanchéité, et la mention "Warranty void if
removed" qui signifie littéralement "la garantie expire si retiré" car seuls les constructeurs de
disques durs peuvent les ouvrir (dans des salles blanches: exemptes de particules).
La lecture et l'écriture
Les têtes de lecture/écriture sont dites "inductives", c'est-à-dire qu'elles sont capables de
générer un champ magnétique. C'est notamment le cas lors de l'écriture : les têtes, en créant
des champs positifs ou négatifs, viennent polariser la surface du disque en une très petite
zone, ce qui se traduira lors du passage en lecture par des changements de polarité induisant
un courant dans la tête de lecture, qui sera ensuite transformé par un convertisseur analogique
numérique (CAN) en 0 et en 1 compréhensibles par l'ordinateur.
Les têtes commencent à inscrire des données à la périphérie du disque (piste 0), puis avancent
vers le centre. Les données sont organisées en cercles concentriques appelés "pistes", créées
par le formatage de bas niveau.
Les pistes sont séparées en quartiers (entre deux rayons) que l'on appelle secteurs, c'est la
zone dans laquelle on peut stocker les données (512 octets en général).
On appelle cylindre l'ensemble des données situées sur une même piste sur des plateaux
différents (c'est-à-dire à la verticale les unes des autres) car cela forme dans l'espace un
"cylindre" de données.
On appelle cluster (ou en français unité d'allocation) la zone minimale que peut occuper un
fichier sur le disque. En effet le système d'exploitation exploite des blocs qui sont en fait
plusieurs secteurs (entre 1 et 16 secteurs). Un fichier minuscule devra donc occuper plusieurs
secteurs (un cluster).
Sur les anciens disques durs, l'adressage se faisait ainsi de manière physique en définissant la
position de la donnée par les coordonnées cylindre / tête / secteur (en anglais CHS pour
Cylinder / Head / Sector).
Le mode bloc des disques durs
Le mode bloc et le transfert 32 bits permettent d'exploiter pleinement les performances de
votre disque dur. Le mode bloc consiste à effectuer des transferts de données par bloc, c'est-àdire par paquets de 512 octets généralement, ce qui évite au processeur d'avoir à traiter une
multitude de minuscules paquets d'un bit. Le processeur a alors du "temps" pour effectuer
d'autres opérations.
Ce mode de transfert des données n'a malheureusement une véritable utilité que sous DOS car
Windows 95 et Windows NT utilisent leur propres gestionnaires de disque dur, ce qui rend ce
gestionnaire obsolète.
Une option du BIOS (IDE HDD block mode ou Multi Sector Transfer, ...) permet parfois de
déterminer le nombre de blocs pouvant être gérés simultanément. Ce nombre se situe entre 2
et 32. Si vous ne le connaissez pas, plusieurs solutions s'offrent à vous:



consulter la documentation de votre disque dur
rechercher les caractéristiques de votre disque sur Internet
Le déterminer expérimentalement en effectuant des tests:
o exécuter scandisk sur votre ordinateur pour éliminer les erreurs
o augmenter progressivement le nombre de blocs puis faire une copie et lancer
scandisk
o Si des erreurs apparaissent remettre la valeur précédente...sinon continuer
Le mode bloc peut toutefois générer des erreurs sous Windows 3.1 (à cause d'une redondance
de gestionnaire de disque dur) ou bien lors d'un gravage de CD (le tampon se vide). La
solution consiste alors à désactiver l'un des deux gestionnaires:


la gestion logicielle du mode 32-bit sous Windows
le mode bloc dans le BIOS
Le mode 32 bits des disques durs
Le mode 32 bits (par opposition au mode 16 bits) est caractérisé par un transfert des données
sur 32 bits (Rappel: un ordinateur fonctionne avec des données binaires, c'est-à-dire avec des
zéros ou des 1, schématiquement une porte qui s'ouvre ou bien qui se ferme. Le transfert sur
32 bits correspond à 32 portes qui s'ouvrent et se ferment simultanément. En mode 32 bits on
a deux mots (ensemble de bits) de 16 bits qui sont transmis successivement, puis assemblés).
Le gain de performance relatif au passage du mode 16 bits au mode 32 bits (pour les disques
durs) est généralement insignifiant. Quoiqu'il en soit il n'est la plupart du temps plus possible
de choisir le mode, car la carte-mère dértermine seule le type de mode à adopter en fonction
du type de disque dur branché sur l'interface E-IDE.
La détermination automatique du mode 32 bits peut toutefois ralentir les lecteurs de CD-ROM
IDE dont la vitesse est supérieure à 24x lorsqu'ils sont seuls sur une nappe IDE. En effet, dans
le cas où le lecteur de CD-ROM est seul sur le port, le BIOS peut ne pas détecter sa
compatibilité avec le mode 32 bits (puisqu'il cherche un disque dur) auquel cas il passe en
mode 16 bits. La vitesse de transfert (appelée par abus de langage taux de transfert) est alors
en dessous du taux de transfert annoncé par le constructeur d'où une grande déception de son
possesseur...
Heureusement, il existe une solution: brancher sur la même nappe que le lecteur de CD-ROM
un disque dur supportant le mode 32 bits, ce qui aura pour effet d'activer le mode .
L'interface SCSI
L'interface SCSI est une interface qui permet la prise en charge d'un nombre important
d'unités (disques durs, CD-ROM, graveurs, scanners, ...), c'est-à-dire plus d'une dizaine
simultanément. Elle est beaucoup utilisée pour sa stabilité notamment au niveau du taux de
transfert. En effet, c'est un adaptateur SCSI (carte adaptatrice sur un emplacement PCI ou ISA
ou bien directement intégré sur la carte-mère pour les configurations haut de gamme) qui se
charge de la gestion et du transfert des données avec un microprocesseur dédié. Le
microprocesseur central est alors dispensé de ses activités concernant le flux de données, il ne
communique qu'avec la carte SCSI.
Ainsi chaque contrôleur SCSI a ses propres caractéristiques (fréquence, ...), le BIOS n'a donc
aucune influence sur les performances de l'interface SCSI étant donné qu'elle possède ellemême son propre BIOS. Il est toutefois possible d'optimiser cette interface en faisant évoluer
le BIOS de la carte SCSI.
Les caractéristiques du disque
Le taux de transfert est la quantité de données qui peuvent être lues ou écrites sur le disque
en un temps donné. Il s'exprime aujourd'hui en Méga-Octets par seconde.
Le temps de latence (aussi appelé délai rotationnel) représente le temps écoulé entre le
moment où le disque trouve la piste et le moment où il trouve les données.
Le temps d'accès est le temps que met la tête pour aller d'une piste à la piste suivante (il doit
être le plus court possible).
Le temps d'accès moyen est le temps que met le disque entre le moment où il a reçu l'ordre
de fournir des données et le moment où il les fournit réellement.
La densité radiale est le nombre de pistes par pouce (tpi: Track per Inch).
La densité linéaire est le nombre de bits par pouce sur une piste donnée (bpi: Bit per Inch).
La densité surfacique est le rapport de la densité linéaire sur la densité radiale (s'exprime en
bit par pouces carré).
CD ROM
Le Compact Disc a été inventé par Sony © et Philips © en 1981 afin de constituer un support
audio compact de haute qualité permettant un accès direct aux pistes numériques. Il a été
officiellement lancé en octobre 1982. En 1984, les spécifications du Compact Disc ont été
étendues (avec l'édition du Yellow Book) afin de lui permettre de stocker des données
numériques.
La géométrie du CD
Le CD (Compact Disc) est un disque optique de 12 cm de diamètre et de 1.2 mm d'épaisseur
(l'épaisseur peut varier de 1.1 à 1.5 mm) permettant de stocker des informations numériques,
c'est-à-dire correspondant à 650 Mo de données informatiques (soient 300 000 pages
dactylographiées) ou bien jusqu'à 74 minutes de données audio. Un trou circulaire de 15 mm
de diamètre en son milieu permet de centrer le CD.
La composition du CD
Le CD est constitué d'un substrat en matière plastique (polycarbonate) et d'une fine pellicule
métallique réfléchissante (or 24 carat ou alliage d'argent). La couche réfléchissante est
recouverte d'une laque anti-UV en acrylique créant un film protecteur pour les données.
Enfin, une couche supplémentaire peut être ajoutée afin d'obtenir une face supérieure
imprimée.
La couche réfléchissante possède de petites alvéoles. Ainsi lorsque le laser traverse le substrat
de polycarbonate, la lumière est réfléchie sur la couche réfléchissante, sauf lorsque le laser
passe sur une alvéole, c'est ce qui permet de coder l'information.
Cette information est stockée sur 22188 pistes gravées en spirales (il s'agit en réalité d'une
seule piste concentrique).
Les CD achetés dans le commerce sont pressés, c'est-à-dire que les alvéoles sont réalisées
grâce à du plastique injecté dans un moule contenant le motif inverse. Une couche métallique
est ensuite coulée sur le substrat en polycarbonate, et cette couche métallique est elle-même
prise sous une couche protectrice.
Les CD vierges par contre (CD-R) possèdent une couche supplémentaire (située entre le
substrat et la couche métallique) composée d'un colorant organique (en anglais dye) pouvant
être marqué (le terme brûler est souvent utilisé) par un laser de forte puissance (10 fois celle
nécessaire pour la lecture). C'est donc la couche de colorant qui permet d'absorber ou non le
faisceau de lumière émis par le laser.
Les colorants les plus souvent utilisés sont :



La cyanine de couleur bleue, donnant une couleur verte lorsque la couche métallique
est en or
La pthalocyanine de couleur "vert clair", donnant une couleur dorée lorsque la couche
métallique est en or
L'AZO, de couleur bleu foncé
Etant donné que l'information n'est plus stockée sous forme de cavité mais par une marque
"colorée", une pré-spirale (en anglais pre-groove) est présente dans le support vierge afin
d'aider le graveur à suivre le chemin en spirale, ce qui évite la présence d'une mécanique de
précision sur les graveurs de CD-R.
D'autre part, cette spirale ondule selon une sinusoïdale, appelée wobble, possédant une
amplitude de +/-0.03µm (30 nm) et une fréquence de 22,05kHz. Le wobble permet de donner
une information au graveur sur la vitesse à laquelle il doit graver. Cette information est
appelée ATIP (Absolute Time in PreGroove).
La lecture des CD
La tête de lecture est composé d'un laser (Light Amplification by Stimulated Emission of
Radiation) émettant un faisceau lumineux et d'une cellule photoélectrique chargée de capter le
rayon réfléchi. Le laser utilisé par les lecteurs de CD est un laser infra-rouge (possèdant une
longueur d'onde de 780 nm) car il est compact et peu coûteux. Une lentille située à proximité
du CD focalise le faisceau laser sur les alvéoles.
Un miroir semi-réfléchissant permet à la lumière réfléchie d'atteindre la cellule photoélectrique, comme expliqué sur le dessin suivant:
Un chariot est chargé de déplacer le miroir de façon à permettre à la tête de lecture d'accéder à
l'intégralité du CD-ROM.
On distingue généralement deux modes de fonctionnement pour la lecture de CD :


La lecture à vitesse linéraire constante (notée CLV soit constant linear velocity). Il
s'agit du mode de fonctionnement des premiers lecteurs de CD-ROM, basé sur le
fonctionnement des lecteurs de CD audio ou bien même des vieux tourne-disques.
Lorsqu'un disque tourne, la vitesse des pistes situées au centre est moins importante
que celle des pistes situées sur l'extérieur, ainsi il est nécessaire d'adapter la vitesse de
lecture (donc la vitesse de rotation du disque) en fonction de la position radiale de la
tête de lecture. Avec ce procédé la densité d'information est la même sur tout le
support, il y a donc un gain de capacité. Les lecteurs de CD audio possèdent une
vitesse linéaire comprise entre 1.2 et 1.4 m/s.
La lecture à vitesse de rotation angulaire constante (notée CAV pour constant
angular velocity) consiste à ajuster la densité des informations selon l'endroit où elles
se trouvent afin d'obtenir le même débit à vitesse de rotation égale en n'importe quel
point du disque. Cela crée donc une faible densité de données à la périphérie du disque
et une forte densité en son centre.
Le codage des informations
La piste physique est en fait constituée d'alvéoles d'une profondeur de 0,168 µm, d'une largeur
de 0.67 µm et de longueur variable. Les pistes physiques sont écartées entre elles d'une
distance d'environ 1.6µm. On nomme creux (en anglais pit) le fond de l'alvéole et on nomme
plat (en anglais land) les espaces entre les alvéoles.
Le laser utilisé pour lire les CD a une longueur d'onde de 780nm dans l'air. Or l'indice de
réfraction du polycarbonate étant égal à 1.55, la longueur d'onde du laser dans le
polycarbonate vaut 780 / 1.55 = 503nm = 0.5 µm.
La profondeur de l'alvéole correspond donc à un quart de la longueur d'onde du faisceau laser,
si bien que l'onde se réfléchissant dans le creux parcourt une moitié de longueur d'onde de
plus (un quart à l'aller plus un quart au retour) que celle se réfléchissant sur le plat.
De cette façon, lorsque le laser passe au niveau d'une alvéole, l'onde et sa réflection sont
déphasées d'une demi-longueur d'onde et s'annulent (interférences destructrices), tout se passe
alors comme si aucune lumière n'était réfléchie. Le passage d'un creux à un plat provoque une
chute de signal, représentant un bit.
C'est la longueur de l'alvéole qui permet de définir l'information. La taille d'un bit sur le CD,
notée "T", est normalisée et correspond à la distance parcourue par le faisceau lumineux en
231.4 nanosecondes, soit 0.278 µm à la vitesse standard minimale de 1.2 m/s.
D'après le standard EFM (Eight-to-Fourteen Modulation), utilisé pour le stockage
d'information sur un CD, il doit toujours y avoir au minimum deux bits à 0 entre deux bits
consécutifs à 1 et il ne peut y avoir plus de 10 bits consécutifs à zéro entre deux bits à 1 pour
éviter les erreurs. C'est pourquoi la longueur d'une alvéole (ou d'un plat) correspond au
minimum à la longueur nécessaire pour stocker la valeur OO1 (3T, c'est-à-dire 0.833 µm) et
au maximum à la longueur correspondant à la valeur 00000000001 (11T, soit 3.054 µm).
Les standards
Il existe de nombreux standards décrivant la façon selon laquelle les informations doivent être
stockées sur un disque compact, selon l'usage que l'on désire en faire. Ces standards sont
référencés dans des documents appelés books (en français livres) auxquels une couleur a été
affectée :






Red book (livre rouge appelé aussi RedBook audio): Développé en 1980 par Sony et
Philips, il décrit le format physique d'un CD et l'encodage des CD audio (notés parfois
CD-DA pour Compact Disc - Digital Audio). Il définit ainsi une fréquence
d'échantillonnage de 44.1 kHz et une résolution de 16 bits en stéréo pour
l'enregistrement des données audio.
Yellow book (livre jaune): il a été mis au point en 1984 afin de décrire le format
physique des CD de données (CD-ROM pour Compact Disc - Read Only Memory). Il
comprend deux modes :
o CD-ROM Mode 1 , utilisé pour stocker des données avec un mode de
correction d'erreurs (ECC, pour Error Correction Code) permettant d'éviter les
pertes de données dûes à une détérioration du support
o CD-ROM Mode 2, permettant de stocker des données graphiques, vidéo ou
audio compressées. Pour pouvoir lire ce type de CD-ROM un lecteur doit être
compatible Mode 2.
Green book (livre vert): format physique des CD-I (CD Interactifs de Philips)
Orange book (livre orange): format physique des CD inscriptibles. Il se décline en
trois parties :
o Partie I: le format des CD-MO (disques magnéto-optiques)
o Partie II: le format des CD-WO (Write Once, désormais notés CD-R)
o Partie III: le format des CD-RW (CD ReWritable ou CD réinscriptibles)
White book (livre blanc): format physique des CD vidéo (VCD ou VideoCD)
Blue book (livre bleu): format physique des CD extra (CD-XA)
Structure logique d'un CD
Un CD-R, qu'il soit audio ou CD-ROM, est constitué, d'après le Orange Book, de trois zones
constituant la zone d'information (information area) :



La zone Lead-in Area (parfois notée LIA) contenant uniquement des informations
décrivant le contenu du support (ces informations sont stockées dans la TOC, Table of
Contents). La zone Lead-in s'étend du rayon 23 mm au rayon 25 mm. Cette taille est
imposée par le besoin de pouvoir stocker des informations concernant un maximum de
99 pistes. La zone Lead-in sert au lecteur de CD à suivre les creux en spirale afin de se
synchroniser avec les données présentes dans la zone programme
La zone Programme (Program Area) est la zone contenant les données. Elle
commence à partir d'un rayon de 25 mm, s'étend jusqu'à un rayon de 58mm et peut
contenir l'équivalent de 76 minutes de données. La zone programme peut contenir un
maximum de 99 pistes (ou sessions) d'une longueur minimale de 4 secondes.
La zone Lead-Out (parfois notée LOA) contenant des données nulles (du silence pour
un CD audio) marque la fin du CD. Elle commence au rayon 58 mm et doit mesurer au
moins O.5 mm d'épaisseur (radialement). La zone lead-out doit ainsi contenir au
minimum 6750 secteurs, soit 90 secondes de silence à la vitesse minimale (1X).
Un CD-R contient, en plus des trois zones décrites ci-dessus, une zone appelée PCA (Power
Calibration Area) et une zone PMA (Program Memory Area) constituant à elles deux une
zone appelé SUA (System User Area).
La PCA peut être vue comme une zone de test pour le laser afin de lui permettre d'adapter sa
puissance au type de support. C'est grâce à cette zone qu'est possible la commercialisation de
supports vierges utilisant des colorants organiques et des couches réfléchissantes différents. A
chaque calibration, le graveur note qu'il a effectué un essai. Un maximum de 99 essais par
media est autorisé.
Les formats de CD
Le format de CD (ou plus exactement le système de fichiers) s'attache à décrire la manière
selon laquelle les données sont stockées dans la zone programme.
Le premier système de fichiers historique pour les CD est le High Sierra Standard.
Le format ISO 9660 normalisé en 1984 par l'ISO (International Standards Organisation )
reprend le High Sierra Standard afin de définir la structure des répertoires et des fichiers sur
un CD-ROM. Il se décline en trois niveaux :


Niveau 1 : Un CD-ROM formaté en ISO 9660 Level 1 ne peut contenir que des
fichiers dont le nom est en majuscule (A-Z), pouvant contenir des chiffres (0-9) ainsi
que le caractère "_". L'ensemble de ces caractères est appelé d-characters. Les
répertoires ont un nom limité à 8 d-characters et une profondeur limitée à 8 niveaux de
sous-répertoires. De plus la norme ISO 9660 impose que chaque fichier soit stocké de
manière continue sur le CD-ROM, sans fragmentation.
Niveau 2 : Le format ISO 9660 Level 2 impose également que chaque fichier soit
stocké comme un flux continu d'octets, mais permet un nommage de fichiers plus

souple en acceptant notamment les caractères @ - ^ ! $ % & ( ) # ~ et une profondeur
de 32 sous-répertoires maximum.
Niveau 3 :
Microsoft a également défini le format Joliet, une extension au format ISO 9660 permettant
d'utiliser des noms de fichiers longs (LFN, long file names) de 64 caractères comprenant des
espaces et des caractères accentués selon le codage Unicode.
Le format ISO 9660 Romeo est une option de nommage proposée par Adaptec, indépendante
donc du format Joliet, permettant de stocker des fichiers dont le nom peut aller jusqu'à 128
caractères mais ne supportant pas le codage Unicode.
Le format ISO 9660 RockRidge est une extension de nommage au format ISO 9660 lui
permettant d'être compatible avec les systèmes de fichiers UNIX.
Afin de pallier les limitations du format ISO 9660 (le rendant notamment inapproprié pour les
DVD-ROM), l'OSTA (Optical Storage Technology Association) a mis au point le format ISO
13346, connu sous le nom de UDF (Universal Disk Format).
Les méthodes d'écriture






Monosession : Cette méthode crée une seule session sur le disque et ne donne pas la
possibilité de rajouter des données ultérieurement.
Multisession : Contrairement à la méthode précédente, cette méthode permet de
graver un CD en plusieurs fois, en créant une table des matières (TOC pour table of
contents) de 14Mo pour chacune des sessions
Multivolume : C'est la gravure Multisession qui considère chaque session comme un
volume séparé.
Track At Once : Cette méthode permet de désactiver le laser entre deux pistes, afin
de créer une pause de 2 secondes entre chaque pistes d'un CD audio.
Disc At Once : Contrairement à la méthode précédente, le Disc At Once écrit sur le
CD en une seule traite (sans pause).
Packet Writing : Cette méthode permet la gravure par paquets.
DVD ROM
Le DVD-ROM (Digital Versatile Disc - Read Only Memory) est une "variante" du CD-ROM
dont la capacité est largement plus grande que celle du CD-ROM. En effet, les alvéoles du
DVD sont beaucoup plus petites (0,4µ et un espacement de 0.74µ), impliquant un laser avec
une longueur d'onde beaucoup plus faible.
Les DVD existent en version "double couche", ces disques sont constitués d'une couche
transparente à base d'or et d'une couche réflexive à base d'argent.
Pour aller lire ces deux couches le lecteur dispose de deux intensités pour le laser:


avec une intensité faible le rayon est réfléchi sur la surface dorée
lorsqu'on augmente cette intensité le rayon traverse la première couche et est réfléchi
sur la surface argentée.
Il existe 4 types de DVD différents:
Type de support
CD
DVD simple face simple
Capacité
650Mo
4.7Go
Temps musical
équivalent
1h14 min
9h30
Nombre de CD
équivalent
1
7
couche
DVD simple face double
couche
DVD double face simple
couche
DVD double face double
couche
8.5Go
17h30
13
9.4Go
19h
14
17Go
35h
26
L'intérêt du DVD est en priorité le stockage vidéo qui demande une place de stockage
importante. Un DVD de 4,7 Go permet de stocker plus de deux heures de vidéo compressées
en MPEG-2 (Motion Picture Experts Group), un format qui permet de compresser les images
tout en gardant une très grande qualité d'image.
Les zones
Les DVD Vidéo sont conçus pour ne pouvoir être consultés que dans certaines régions du
monde: c'est le découpage en zone (qui "empêche" le piratage). Il est ainsi théoriquement
impossible de lire un DVD d'une zone en étant dans une autre. Heureusement, les lecteurs de
DVD pour PC peuvent les lire grâce à des utilitaires.
Les premiers graveurs de DVD sont apparus il y a peu de temps. Le seul frein est l'existence
de deux normes concurrentes et incompatibles:


DVD-RAM de Toshiba © et Matsushita © stockant 2.6 Go
DVD-RW de Sony ©, Philips © et HP © stockant 3 Go
Les deux normes permettent de réinscrire des données jusqu'à 1000 fois.
LES NORMES DES DVD R
Quelle est la différence entre les normes DVD-R/RW et DVD+R/RW ?
Dans le monde de la gravure DVD, il existe actuellement sur le marché deux principales normes : le "
- " et le " + ". Signalons qu'il existe également une troisième norme, le DVD-RAM, mais celle-ci se
destine avant tout à un usage professionnel et n'est donc pas destinée à la base au grand public. En
effet, le DVD-RAM n'est pas compatible avec les platines DVD de salon et la plupart des lecteurs et
graveurs PC. Les graveurs supportant ce type de disques sont plutôt rares, seuls quelques fabricants
tels que LG Electronics ou Panasonic proposent des graveurs gérant le DVD-RAM.
Norme DVD-R/RW :
Le format " - " est apparu en 1997. Il est le fruit du DVD Forum, un consortium regroupant de
nombreux fabricants (~200) comme vous pouvez le voir sur cette page. Le format " - " est décliné en
deux versions : le DVD-R et le DVD-RW. Le DVD-R est un DVD enregistrable une seule fois alors que
le DVD-RW est un média ré-enregistrable pouvant supporter près de 1.000 enregistrements selon ses
spécifications officielles. Le DVD-R tout comme le DVD-RW disposent d'une capacité de stockage de
4,7Go.
Norme DVD+R/RW :
Le format " + " est réellement apparu fin 2001. Cette norme venue concurrence le format " - " a été
lancé par la DVD+RW Alliance, un consortium regroupant beaucoup moins de membres que le DVD
Forum. Mais la force de la DVD+RW Alliance est que ses membres sont plus "prestigieux" les uns que
les autres et jouent tous un rôle important dans le monde informatique, du stockage ou de la vidéo ; et
ce depuis plusieurs années, citons notamment : Dell, Hewlett Packard, Philips, Ricoh, Thomson,
Mitsubishi Chemical / Verbatim, Sony, Yamaha, etc.. Le format " + " est également décliné en deux
types de médias : l'un enregistrable, le DVD+R et l'autre ré-enregistrable : le DVD+RW. Dans les deux
cas, la capacité de stockage est de 4,7Go. A noter que la DVD+RW Alliance propose désormais
également des DVD+R DL, des médias DVD+R double couche disposant d'une capacité de
stockage de 8,5Go.
Pourquoi deux normes ?
Nous pouvons dire que les nomes DVD-R/RW et DVD+R/RW ont chacune étaient lancées par des
organismes différents souhaitant chacun s'accaparer le juteux marché que représente le stockage sur
support DVD (ré)enregistrable. Pour compliquer la donne et proposer chacun leurs propres médias,
les médias vierges ne sont bien évidemment pas compatibles entre eux. D'ailleurs, à l'origine, chaque
norme de médias vierges " - " ou " + " nécessitait un graveur adéquat. Si vous disposiez d'un graveur
supportant le format DVD+R/RW, il fallait impérativement disposer de médias DVD+R ou DVD+RW
pour l'utiliser. Idem, les graveurs DVD-R/RW ne pouvaient graver que les médias DVD-R/RW.
Aujourd'hui, cela a bien changé. En effet, la quasi totalité des graveurs DVD du marché sont
désormais multistandards c'est à dire qu'ils supportent aussi bien les médias DVD+R et DVD+RW que
les médias DVD-R et DVD-RW. Ce qui a pour principale avantage, et non des moindres, de simplifier
grandement la vie des utilisateurs. En effet, désormais un seul et même graveur est donc en mesure
de supporter les différentes normes, il ne reste à l'utilisateur qu'à choisir le type de média qu'il désire
utiliser...
Quelle norme choisir ?
Avec un graveur multistandard supportant les différentes normes, l'utilisateur peut se trouver
confronter à un dilemme et être légèrement perdu : « quel type de médias dois-je utiliser en priorité ?
des DVD-R ? des DVD+R ? des DVD-RW ? des DVD+RW ? » (pour compliquer la chose nous
pourrions également parler des CD-R, CD-RW, DVD+R DL ou encore des DVD-RAM mais
simplifions...)
D'après les nombreux tests disponibles sur le net et/ou réalisés par des professionnels, il semblerait
que le format DVD-R soit le format qui dispose de la meilleure compatibilité avec les platines DVD de
salon. En effet, ce type de disques serait supporté par un plus large panel de platines, notamment en
ce qui concerne les platines les plus anciennes. L'utilisation des médias DVD-R est donc à privilégier
pour ceux souhaitant réaliser des sauvegardes et espère obtenir une compatibilité maximale. (lecture
du DVD chez différents amis, etc...)
Mais il faut savoir également qu'une grande partie des platines DVD de salon et lecteurs DVD-ROM
PC récents, (de moins de deux ans environ) supportent dans la majorité des cas aussi bien les
médias DVD+R/RW que les médias DVD-R/RW. Eventuellement il peut parfois être nécessaire de
mettre à jour le firmware de l'appareil, platine DVD de salon ou lecteur DVD-ROM, afin que celui-ci
prenne en charge le support de l'une ou l'autre de ces normes.
LES CARTES MEMOIRES
Introduction à la mémoire Flash
La mémoire flash est une mémoire à semiconducteurs, non volatile et réinscriptible, c'està-dire une mémoire possédant les caractéristiques d'une mémoire vive mais dont les
données ne se volatilisent pas lors d'une mise hors tension. Ainsi la mémoire flash stocke
les bits de données dans des cellules de mémoire, mais les données sont conservées en
mémoire lorsque l'alimentation électrique est coupée.
En raison de sa vitesse élevée, de sa durabilité et de sa faible consommation, la mémoire
flash est idéale pour de nombreuses applications - comme les appareils photos numériques,
les téléphones cellulaires, les imprimantes, les assistants personnels (PDA), les ordinateurs
portables, ou les dispositifs de lecture ou d'enregistrement sonore tels que les baladeurs
mp3. De plus ce type de mémoire ne possède pas d'éléments mécaniques, ce qui leur
confère une grande résistance aux chocs.
Les types de cartes mémoire
Il existe un grand nombre de formats de cartes mémoires non compatibles entre-eux, portés
par presque autant de constructeurs. Parmi ces formats de cartes mémoire les plus courants
sont :

Les cartes Compact Flash





Les cartes Secure Digital (appelées SD Card)
Les cartes Memory Stick
Les cartes SmartMedia
Les cartes MMC (MultimediaCard)
Les cartes xD picture card
Tableau comparatif
Compact
Flash
Contructeurs SanDisk
Dimensions
(mm)
Volume
(mm3)
Poids (g)
Taux de
transfert
Nb
connecteurs
T° max
Memory
Stick
Sony /
SanDisk
Secure
xD
SmartMedia
Digital
Picture
Matsushita /
Siemens /
Olympus /
Toshiba / Toshiba
SanDisk
Fuji
SanDisk
MMC
42.8x36.4x3.3 21.5x50x2.8 24x32x1.4 24x32x2.1 37x45x0.76 20x25x1.7
5141
3010
1075
1612
1265
850
11.4
4
2
2
2
2
6 Mbps
15 Mbps
2.5 Mbps 10 Mbps
2 Mbps
5 Mbps
50
10
7
7
22
18
50°C
65°C
55°C
85°C
55°C
55°C
Compact Flash
La mémoire Compact Flash (notée parfois CF) est un type de carte mémoire créé en 1994
par la firme SanDisk. La mémoire Compact Flash est constituée d'un contrôleur mémoire et
de mémoire flash contenues dans un boîtier de faible dimension (42.8 mm de largeur et
36.4 mm de hauteur), de taille inférieure à une petite boite d'allumettes, et pesant 11.4
grammes.
Il existe deux types de cartes Compact Flash de dimensions différentes :

Les cartes Compact Flash type I, possédant une épaisseur de 3.3 mm ;

Les cartes Compact Flash type II, possédant une épaisseur de 5 mm.
Les cartes CompactFlash sont conformes à la norme PCMCIA/ATA si ce n'est que le
connecteur possède 50 broches au lieu des 68 broches des cartes PCMCIA. Ainsi il est
possible d'enficher une carte CompactFlash dans un emplacement PCMCIA passif de type
II.
Memory stick
La mémoire Memory Stick (notée MS ou MS Card) est un type de carte mémoire créé
conjoitement par Sony et SanDisk en janvier 2000.
L'architecture des cartes Memory Stick est basée sur des circuits de mémoire flash
(EEPROM) de type NAND.
La mémoire Memory stick possède de petites dimensions (21.5mm x 50.0mm x 2.8mm),
équivalentes à celles d'une petite boîte d'allumettes, et pèse à peine 4 grammes.
L'accès aux données est réalisée par l'intermédiaire d'un connecteur latéral possédant 10
broches, permettant d'atteindre un taux de transfert de 14.4 Mb/s et jusqu'à 19.6 Mb/s en
pointe.
Il existe deux types de cartes Memory Stick, la mémoire Memory Stick dite «normale» et la
mémoire «Magic Gate» permettant la protection des fichiers protégés par droit d'auteur.
MMC - Multimedia Card
La mémoire Multimedia Card (notée MMC) est un type de carte mémoire créé
conjointement par SanDisk et Siemens en novembre 1997.
Son architecture est basée sur une combinaison de mémoire morte (ROM) pour les
applications en lecture seule et de mémoire flash pour les besoins en lecture/écriture.
La mémoire MMC possède de très petites dimensions (24.0mm x 32.0mm x 1.4mm),
équivalentes à celles d'un timbre poste, et pèse à peine 2.2 grammes.
Il existe deux types de cartes MMC possédant des voltages différents :


Les cartes MMC 3.3V, possédant une encoche à gauche
Les cartes MMC 5V, possédant une encoche à droite
L'accès aux données est réalisée par l'intermédiaire d'un connecteur latéral possédant 7
broches, permettant d'atteindre un taux de transfert de 2 Mb/s, et potentiellement jusqu’à
2.5 MB/s.
Secure Digital
La mémoire Secure Digital (notée SD ou SD Card) est un type de carte mémoire créé par
Matsushita Electronic, SanDisk et Toshiba en janvier 2000. La mémoire Secure Digital est
une mémoire spécifiquement développée pour répondre aux exigences de sécurité
nouvellement apparues dans les domaines des dispositifs électroniques audio et vidéo. Elle
inclut ainsi un mécanisme de protection du droit d'auteur qui répond au standard SDMI
(Secure Digital Music Initiative).
L'architecture des cartes SD est basée sur des circuits de mémoire flash (EEPROM) de type
NAND.
La mémoire Secure Digital possède de très petites dimensions (24.0mm x 32.0mm x 2.1mm),
équivalentes à celles d'un timbre poste, et pèse à peine 2 grammes.
L'accès aux données est réalisée par l'intermédiaire d'un connecteur latéral possédant 9
broches, permettant d'atteindre un taux de transfert de 2 Mb/s, et potentiellement jusqu’à 10
MB/s.
Le temps d'accès à la mémoire SD est d'environ 25 µs pour le premier accès et de cycles de 50
ns pour les suivants.
SmartMedia
La mémoire SmartMedia est un type de carte mémoire créé par Toshiba et Samsung.
Son architecture est basée sur des circuits de mémoire flash (EEPROM) de type NAND
La mémoire SmartMedia possède de très petites dimensions (45.0mm x 37.0mm x
0.76mm), équivalentes à celles d'un timbre poste, et pèse à peine 2 grammes.
Il existe deux types de cartes SmartMedia possédant des voltages différents :

Les cartes SmartMedia 3.3V possédent une encoche à gauche

Les cartes SmartMedia 5V possédent une encoche à droite
L'accès aux données est réalisé par l'intermédiaire d'une puce possédant 22 broches. Quelle
que soit la capacité de la carte Smartmedia, les dimensions et l'emplacement de la puce
sont les mêmes.
Le temps d'accès à la mémoire est d'environ 25 µs pour le premier accès et de cycles de 50
ns pour les suivants.
Compatibilité
Il existe des adaptateurs permettant d'insérer une carte SmartMedia dans un emplacement
PCMCIA, afin de permettre le transfert des données directement d'une carte Smartmedia
vers un ordinateur portable.
xD Picture card
La mémoire xD Picture (pour eXtreme Digital) est un type de carte mémoire créé par Fuji et
Olympus en août 2002.
L'architecture des cartes xD est basée sur des circuits de mémoire flash (EEPROM) de type
NAND.
La mémoire xD picture card possède de très petites dimensions (20.0mm x 25.0mm x
1.7mm), plus petites que celles d'un timbre poste, et pèse à peine 2 grammes.
L'accès aux données est réalisée par l'intermédiaire d'un connecteur latéral possédant 18
broches, permettant d'atteindre un taux de transfert de 1.3 Mb/s et potentiellement jusqu’à 3
MB/s en écriture et d'environ 5 Mb/s en lecture.
Les cartes xD Picture sont prévues pour atteindre, à terme, une capacité de 8 Go.
Lecteur Zip
Famille de produits Zip
Qu'est-ce qu'un lecteur Zip? Les lecteurs et disques Iomega Zip sont une solution mobile de
stockage largement reconnue. Ils figurent parmi les périphériques informatiques les plus
vendus.
Fiables, polyvalents et à un coût raisonnable, les lecteurs Zip sont livrés avec des logiciels
faciles à utiliser. Protégés par un mot de passe, les disques robustes tiennent dans votre poche
de chemise.
Quel est le modèle de Zip qui me convient?
Vous avez le choix entre des configurations à 100Mo, 250Mo ou 750Mo pour protéger et
sauvegarder vos données importantes. Les Iomega Zip sont également proposés en versions
portables ou intégrées.
Quelle connexion me conviendrait le mieux? Les lecteurs Zip sont disponibles en versions
USB, FireWire ou ATAPI pour un choix maximal.
En savoir plus.