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Cours : Périphériques et composants
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Le disque dur
Information :
  • Auteur : univerien le 13 février 2009
  • Niveau du cours : Débutant, aucun dangé particulier pour votre système
  • Descritpion : Information sur le disque dur
  • Avencement : 100%.
Sommaire :

Définition
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Les disques durs (appelé aussi HDD) sont les composants de l’ordinateur, qui vous permettant de stocker vos données numériques et bien sur votre système d’exploitation. Ces données peuvent d’être gardés (sauvegarder) de manière permanente ou effacer, contrairement à la mémoire vive qui elle s’efface à chaque redémarrage de votre pc.

Standards des disques durs
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Disque dur ATA

Ce type de connexion et plus communément appelé disque dur IDE, il se branche grâce à une nappe ronde ayant un connecteur de chaque coté de type IDE. Ce standard utilise un mode de transmission parallèle. C’est le type de disque le plus utilisé mais cela commence à être modifié. En effet depuis quelques temps les disques vont de plus en plus vite dans leur vitesse de transfert (fréquence plus élevée), ce qui veut dire qu’il faut avoir une connectique qui suit avec pour accepté se taux de transfert. Car ce mode de transmission parallèle n’est pas prévu pour supporter des fréquences élevées, du fait des interférences électromagnétiques entres les différents fils (66/100/133 Mbits/s). C’est pour cela qu’un nouveau standard a était développé.



Disque dur SCSI

Alors ce type de disque dur ce différencie par leur connectique et de leur vitesse de transfert, En effet ce type de connectique offre une connexion plus rapide que l’IDE (disque dur ATA). Mais le problème c’est qu’il est utile de rajouter une carte spécifique SCSI, pour relier le disque dur. Cette carte vient ce connecter sur un port PCI de l’ordinateur. Ce type de connexion tente à disparaître pour les disques dur au profit du S-ATA.



Disque S-ATA

Le standard Sérial ATA est un bus standard permettant la connexion de périphériques de stockage haut débit sur les ordinateurs de type PC (fréquence élevé). Ce standard à l’ATA est basé sur une communication série. Une voie de données est utilisée pour transmettre les données et une autre voie sert à la transmission d’accusés de réception.
Ce type de disques durs permet d’avoir un débits de transfert de l’ordre de 187,5 Mo/s (1,5 Gbps), mais chaque octets est transmis en utilisant un bit de démarrage et un bit de stop, soit donc un débit théorique de 150 Mo/s (1,2 Gbps). Depuis peut un autres standard de S-ATA est sortie appelé S-ATA II, qui lui devrait avoir un débit avoisinant les 375 Mo/s (3 Gpbs), soit 300 Mo/s utiles théoriques, et normalement à terme on devrait atteindre les 750 Mo/s (6 Gpbs), soit 600 Mo/S utiles théoriques. La connectique permettant de relier ce type de disque dur peut mesurer jusqu’à 1 mètres de long. Comme il y à un faible nombre de fils dans cette gaine ronde ce qui permet d’avoir une meilleure souplesse et une meilleure circulation de l’air dans le boîtier q’avec les nappe IDE. Ce qui caractérise fortement ce type de disque dur par rapport aus disques IDE, c’est que chaque périphérique Sérial ATA est seul sur chaque câble et il n’est plus nécessaire de définir des « périphériques maîtres » et des « périphériques esclaves ». De plus ce type de norme permet un raccordement à chaud contrairement à l’ATA .



Format des disques durs
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Disque dur 3,5" interne

Les disques durs internes de 3,5" sont souvent utilisés pour les ordinateurs de bureau ou des serveurs de données. Ces disques durs possèdent un encombrement plus important que les disques de 2,5" mais on pour avantage de chauffer moins et d'être plus résistants dans le temps. De plus ce type de disque dur est beaucoup moins chère. Le 3,5" existe en connexion IDE ou SATA.





Disque dur 2,5" interne

Les disques durs de type 2,5" possèdent contrairement à son homologue 3,5" un pouvoir d'encombrement moindre. En effet ce type de disque est plus souvent utilisé pour les ordinateurs portables ou boîtiers de disques durs externes, du fait qu'ils sont beaucoup plus petits et donc correspond aux exigences d'un ordinateur mobile qui se doit léger et portable. Ces disques ont pour inconvénient d'être plus chères et plus fragiles dans le temps.
Ces disques durs sont le plus souvent en standard de connexion SATA, mais existant aussi au format IDE.
De plus ces disques durs possèdent le plus souvent une vitesse de fonctionnement plus faible que les 3,5". En effet on retrouve souvent des disques durs 2,5" avec une vitesse de fonctionnement de 5200 Tr/min contrairement au 3,5" qui lui est généralement à 7200 Tr/min. Cette différence vient du prix, en effet les disques durs 2,5" de 7200 tours reste encore excessivement chères.




Disque dur 3,5" ou 2,5" externe

On appel disque dur externe un boîtier possédant un disque dur de type 2,5" ou 3,5" et ce connectant via une interface USB ou Ethernet sur un ordinateur portable ou de bureau (fixe), une télévision une chaîne hi-fi...
Le disque dur externe est de plus en plus démocratisé sur le marché. En effet ce type de disque dur est souvent utilisé pour la sauvegarde des données personnelles. Il a pour avantage d'être transportable n'importe ou et interconnecté sur un ordinateur très facilement. On peut donc emmener ces données personnelles très facilement et reste protéger étant en dehors du système d'exploitation.

Le plus souvent on retrouve des disque dur externe ayant pour format le 3,5" mais de plus en plus de boîtier externe possède des disque de type 2,5" pour permette de l'alléger et de diminuer sa taille facilitant ainsi son transport.
On peut retrouver trois grandes catégories de disque externe qui sont :
  • Disque dur externe multimédia, permettant de stocker des données de type vidéos, photos, musiques servant à être brancher sur un périphérique de type TV, chaîne HiFi ou autre et pouvant être piloter via une télécommande. On retrouve donc un fonctionnement de type magnétoscope ou lecteur DVD. Avec l'avantage d'intégrer toute ces données sans à avoir à emmener ces CD-ROM ou DVD.


    Disques dur multimédia

  • Disque dur externe de sauvegarde, permettant de stocker des données de tout type. Il est le plus souvent connecter sur un ordinateur portable ou de bureau. Il a pour but de sauvegarder ces données afin de les mettre à l'abri d'un dysfonctionnement de son ordinateur et aussi pouvoir les emmener ou l'on veut.

    Disque dur externe 3,5" Disque dur externe 2,5"

  • Disque dur externe NAS ou server, permettant de stocker en toute sécurité ces données personnelles via un réseau informatique. En effet ce type de disque à pour but d'étendre la capacité de stockage d'un réseau informatique et mettre ainsi à disposition les données à tout les personnes ayant accès au serveur via un réseau domestique ou professionnel. L'avantage de ce disque dur est de pouvoir accéder à ces données de n'importe quel endroit dans le monde sans à avoir à prendre avec soit son disque dur. En effet ce type de disque permet de ce connecter à celui-ci via une connexion sécurisé Internet (protocole HTTP ou FTP). Ce type de disque dur externe à tendance à ce démocratiser de nos jour de part sa simplicité d'installation et des ces nombreux avantages.



Vitesse de rotation
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Il faut savoir que le choix d’un disque dur ce fais à partir de certain paramètre, comme le type de connexion etc. Mais il faut savoir qu’il existe différents types de vitesse de rotation de disque dur. Il faut donc toujours essayer d’utiliser les disques dur ayant une vitesse de rotation le plus rapide. A l’heure actuelle il existe quatre vitesses de rotations exprimées en tours/minutes ou rppm.
  • 4500 tours/minutes
  • 5200 tours/minutes
  • 7200 tours/minutes
  • 10000 tours/minutes
Donc vérifier toujours ce paramètre avant d’acheter un disque dur, car cela permet de multiplier par 2,5 fois la rapidité d’accès au disque et à sa rapidité de travailler (lire et écrire). Vous serez beaucoup plus satisfais et utiliserais la puissance de votre pc à sont plein niveau avec un disque dur rapide.

Caractéristiques du disque dur
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Un disque dur et bien évidement caractérisé par des valeurs, c’est ce qui permet de choisir un disque dur. Car ces valeurs vont permettrent de voir la capacité du disque et donc de savoir si il est intéressant de l’acheter.

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 rationnel) 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).

Il faut donc toujours essayer d’avoir ces valeurs au maximum, ce qui vous engagera d’avoir un bon disque dur.

Capacité de stockage
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A l’heure actuelle, il existe différentes tailles de stockage pour les disques durs. Allan de 40 Go à 2 To. La taille de stockage permet de stocker plus ou moins de donnée. C'est-à-dire que vous stockerez beaucoup plus avec un disque de 200 Go qu’avec un disque de 40 Go.
Mais attention il faut savoir que les pc qui on environ 2 ans d’age ne peuvent pas accepter tous les disque dur, cela dépend de la vitesse de votre processeur et de la version de votre bios. Donc par exemple pour un processeur de 750 MHz, si vous désirerez installer un disque dur de 120 Go, il vous faudra sur ment effectuer une mise à jour de votre bios. Sinon votre pc ne le reconnaîtra pas.

Aspect technologique
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Ici je vais vous présenter le fonctionnement interne d’un disque dur ainsi que le principe de lecture/écriture.

Fonctionnement interne

Un disque dur est constitué de plusieurs disques rigides en métal, en céramique et en verre empilé les uns au dessus des autres, séparer par une très faible distance. Ces disques tourne autour d’un axe dans le sens inverse des aiguilles d’une montre.
Un ordinateur ne comprend que le langage Binaire, c'est-à-dire il comprend que des 0 ou 1 (bits), c’est donc pour cela que sur un disque dur des millions de ces bits sont stocker (vos données) les un des autres sur une fine couche magnétique de quelques micron d’épaisseur, qui elle-même recouverte d’un film protecteur.
La lecture et l’écriture sont réalisées par l’intermédiaire des « têtes de lectures » situées de part et d’autre de chacun des plateaux. Plus explicitement un des disques composants le disque dur. Ces têtes de lecture fonctionnent sous le principe des électro-aimants, qui se baissent et se lèvent pour permettre de lire ou écrire l’information. En plus ces têtes de lecture peuvent aussi balayer latéralement la surface du disque pour pouvoir accéder à toute la surface.



Fonctionnement de la lecture/écriture

Les têtes de lecture et écriture sont capables de produire un champ magnétique, cela est appelé têtes dites inductives. Lors de l’écriture : Les têtes viennent polariser la surface du disque en une très petite zone, en créant des champs négatifs et positifs. Ce qui expliquera que lors du passage en lecture par des changements de polarité, on aura un courant dans la tête de lecture, ce qui sera par la suite converti par un convertisseur analogique (CAN) en 0 et 1 lisible par le pc.
Le système des têtes pour l’écriture est toujours commencé à la périphérie du disque, puis cheminent vers le centre. Les informations sont agencées en cercle « piste ». Ces pistes sont séparées en portions (secteur), c’est dans cette partie que les informations peuvent être stockées.
Les cylindres sont l’ensemble des informations situées sur une même piste mais sur des plateaux différents, ce qui veut dire à la verticale les unes des autres.
Les clusters (unité d’allocation), sont des zones minimales que peut occuper un fichier sur le HDD. Pourquoi cela ? Ben du fait que le système d’exploitation exploite des blocs, qui sont en vérités plusieurs secteurs. Ce qui signifie qu’un fichier de toute petite taille devra occuper plusieurs secteurs (un cluster).



Les principaux fabricants
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Fabricants Liens
WESTERN DIGITAL http://www.wdc.com
HITACHI http://www.hitachi.com
IBM http://www.fr.ibm.com
MAXTOR http://www.maxtor.com
SEAGATE http://www.seagate.com
QUANTUM http://www.quantum.com
FUJITSU http://www.fujitsu.com
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