[PDF] Objectif Taches proposées pour atteindre lobjectif

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11ICN : Stockage d'informations, le disque dur

Table des matières

11 ICN : Stockage d'informations, le disque dur..................................................................................................1

11.1 Organisation d'un disque dur classique......................................................................................................2

11.2 Formatage d'un disque dur :.......................................................................................................................3

11.3 Accès à un fichier........................................................................................................................................4

à savoir sans documentation

à savoir faire avec documentation

Objectif

Acquérir des bases sur le fonctionnement d'un disque dur

Taches proposées pour atteindre l'objectif

Observer l'organisation d'un vrai disque dur

Calculer les principales caractéristiques d'un disque dur

Lire le répertoire racine d'un disque dur

ICN11DisqueDur.odt1 Sur 4

11.1Organisation d'un disque dur classique

Modifié de http://dictionnaire.sensagent.leparisien.fr/Disque%20dur/fr-fr/

Les composants du disque dur :

Dès 1956, dans un disque dur, on trouve des plateaux rigides en rotation autour d'un axe central sur

lesquels sont stockées les informations. Les faces de ces plateaux sont recouvertes d'une couche magnétique.

Une tête d'écriture mobile au dessus du plateau écrit les données sur cette couche magnétique en modifiant l'aimantation en un point donné.

Ce point stockera la valeur d'un bit.

Écriture/lecture des données

Suivant le courant électrique qui la traverse, la tête d'écriture peut modifier le champ magnétique local d'un endroit du plateau permettant ainsi de stocker l'information en code binaire [0,1]. Selon l'aimantation la valeur du bit est différente (voir flèches SN ou NS sur le schéma ci- contre). Pour lire, le même matériel est utilisé, mais dans l'autre sens : le mouvement du champ magnétique local engendre aux bornes de la tête de lecture un potentiel électrique qui dépend de la valeur précédemment

écrite, on peut ainsi lire un 1 ou un 0.

Plus la vitesse de rotation des plateaux est importante, plus les vitesses de lecture et d'écriture sont élevées, plus le disque est rapide et plus il coûte cher.

Organisation d'un plateau

1.Chaque plateau est composé de pistes concentriques nommées

cylindres.

2.La piste est divisée en secteurs contenant les données (généralement 512

octets).

Organisation d'un secteur.

Un secteur contient :

1.un petit espace " blanc » (gap) marquant le début du secteur

2.une zone servo : elle contient des informations aidant au positionnement de la tête

3.un en-tête (ID) contenant le numéro du secteur :

4.les données : ce qui est véritablement stocké par l'utilisateur du disque ;

5.une zone de contrôle S permettant de détecter/corriger des erreurs :

Calcul de la capacité d'un disque dur :

La capacité d'un disque dépend du nombre de surfaces magnétiques (= nombre de têtes), du nombre de

cylindres par surface, du nombre de secteurs par cylindre et du nombre d'octets par secteur. Ainsi, on peut

calculer la capacité d'un disque hitachi de 2005 :

255 têtes × 10 011 cylindres/tête × 63 secteurs/cylindre × 512 octets/secteur

= 82 343 278 080 octets = 82,343 Go = 82 343 278 080 / 1 073 741 824 soit 76,688 Gio

ICN11DisqueDur.odt2 Sur 4

11.2Formatage d'un disque dur :

Le rôle du formatage

Avant d'être utilisé un disque dur doit être préparé, on parle de formatage. Le formatage regroupe les

secteurs en clusters (blocs). Selon la manière dont le disque dur a été formaté les clusters utilisés sont de taille

variable. Taille de cluster en fonction de la taille de partition

Type de formatage

Taille de la

partitionF

AT32NT

FS1E xt3

256 à 511 Mio4

Kio512

octets1 Kio

512 à

1 023 Mio4

Kio1 Ki

o1 Kio

1 024 Mio à

2 Gio4

Kio2 Ki

o1 Kio

2 à 8 Gio4

Kio4 Ki

o1 Kio

8 à 16 Gio8

Kio4 Ki

o1 Kio

16 à 32 Gio1

6 Kio4 Ki

o1 Kio

32 à 2 047 Gio3

2 Kio4 Ki

o1 Kio

2 048 Gio à

20 Tio4 Ki

o1 Kio Une conséquence de l'organisation en clusters, le gaspillage de place Un cluster n'est utilisable que pour un seul fichier).

Prenons une partition de 200 Gio :

- si le formatage est de type NTFS. La taille d'un cluster est de 4 Kio (4096 octets).

Si l'on enregistre un fichier de 1 Kio, l'ordinateur lui attribuera un cluster et en notera l'adresse (pour

pouvoir y accéder). Ce cluster ne pouvant être utilisé pour un autre usage, on perdra 3 Kio (4 Kio du

cluster - Kio utilisé). - si le formatage est de type FAT32. La taille d'un cluster est de 32 Kio (32768 octets).

Si l'on enregistre un fichier de 1 Kio, l'ordinateur lui attribuera un cluster et en notera l'adresse (pour

pouvoir y accéder). Par conséquent, si la taille de bloc fait 32 Kio, on perdra 31 Kio. Une autre conséquence de l'organisation en clusters, le nombre maximum de fichiers enregistrable sur un disque dur Reprenons notre disque dur hitachi de 2005 pouvant théoriquement stocker 82 343 278 080 octets. Une fois formaté en NTFS (donc avec des clusters de 4 Kio 4096 octets), ce disque comportera :

82 343 278 080 / 4096 = 20 103 339 clusters

Chaque cluster ne pouvant comporter qu'un seul fichier, ce disque pourra stocker 20 103 339 fichiers au

maximum. Cen nombre maximum ne pourra être atteint que pour des fichiers de taille inférieure à la taille d'un

cluster (4096 octets dans notre cas).

ICN11DisqueDur.odt3 Sur 4

11.3Accès à un fichier

Les informations nécessaires

Pour accéder à un fichier, il faut savoir sur quel cluster il est stocké.

Pour accéder à un cluster, il faut:

Le numéro de la tête (pour savoir sur quelle surface chercher)

Le numéro de cylindre

Le numéro du cluster sur cette piste

Le système de fichiers, répertoire des emplacements de fichiers Modifié de http://www.courstechinfo.be/OS/FileSys.html

Le système de fichier est une zone du disque dur qui liste ces informations et en particulier les clusters

occupés par les fichiers. Le système de fichier présenté ci-dessous est basé sur deux tables :

- le répertoire racine - la FAT (file allocation table)

Le répertoire racine contient des noms de fichiers et de sous-répertoires, leurs attributs, les dates et les

heures des dernières modifications, leur tailles et enfin les numéros des clusters où commencent chacun de ces

fichiers ou sous-répertoires.

La FAT contient les numéros des clusters occupés par un fichier et l'ordre dans lequel il faut les consulter.

Voici par exemple ce que pourrait contenir le répertoire racine et la FAT: L'entrée 070 du répertoire racine contient le nom d'un fichier "Toto.txt" - Le début de ce fichier est enregistré dans le cluster 051 qu'il faudra donc lire en premier.

Dans la FAT :

- Le cluster 051 nous renvoit au 052 qu'il faudra donc lire en deuxième. - Le cluster 051 nous renvoit au 210 qu'il faudra donc lire en troisième. - Le cluster 210 contient le code FFF indiquant la fin du fichier Toto.txt

Lorsque nous demandons l'ouverture d'un fichier, l'ordinateur lit le répertoire racine ce qui lui indique le

cluster de début du fichier. Il consulte ensuite la FAT pour connaître les clusters successifs à consulter. La

lecture du système de fichier commande donc les déplacements des têtes sur les plateaux afin d'accéder aux

clusters stockant les données du fichier. D'autres codes contenus par les clusters de la FAT

000 Cluster libre

nnn Numéro du cluster suivant

FF0 à FF6 Codes réservés

FF7 Cluster défectueux (mis hors service)

FF8 à FFF Fin de fichier

ICN11DisqueDur.odt4 Sur 4

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