Réalisée par : El hamdaoui amine boutouadi abdelmajid Expose Réalisée par : El hamdaoui amine boutouadi abdelmajid

sommaire Présentation de disque dur Peu d’Historique Les standards actuels: technologie, tailles et interfaces La structure d'un disque dur Principe de fonctionnement

Présentation de disque dur Inventé dans les années 50 par IBM, le disque dur est l'un des périphériques les plus importants de votre ordinateur. Il sert à stocker toutes vos informations de manière permanente, par opposition à la mémoire vive : système d'exploitation, programmes, documents etc. sous forme de données binaires.

Peu d’Historique Date d'invention: 13 septembre 1956 Inventé par :Reynold Johnson Le premier DD a été inventé au début en 1956, par la firme IBM. Il s'agit du Ramac 305 (Random Access Méthode of Accounting and Control), un ensemble de 50 disques en aluminium de 61 centimètres de diamètre, tournant à 3600 tours par minute et recouverts d'une fine couche magnétique, permettant de stocker un total de 5 millions de caractères (5 mégaoctets). Ce disque proposait un taux de transfert de 8.8 Ko/s et pesait plus d'une tonne ! Le 10 février 1954 le disque dur baptisé Ramac 305 put lire et écrire successivement des données, ce fût une première dans ce que l'on nomma les périphériques de stockage à accès direct (en anglais Direct Access St orage Devices ).

Les standards actuels: technologie, tailles et interfaces

technologie le disque dur magnétique représente la technologie dominante d'aujourd'hui. Les bandes magnétiques et les supports optiques (CD/DVD) sont le plus souvent utilisés pour le stockage et la sauvegarde des données dans un environnement professionnel.

tailles De même que la capacité de stockage des disques durs, la taille physique du matériel a aussi subi de fantastiques évolutions durant les 50 dernières années. Le RAMAC faisait la taille de deux réfrigérateurs alors que la plupart des disques durs actuels sont au format (3,5 pouces soit 9 cm). Le format standard pour les disques d'ordinateurs portables est de 2,5 pouces. L'explosion des ventes de lecteurs MP3 et autres appareils portables a également conduit au développement de micro drives d'une taille de 1 pouce

interfaces L'interface est un élément essentiel de tout disque dur car c'est elle qui relie la carte mère au disque dur. Le type détermine entre autres la vitesse de transfert des informations. Tout comme la taille et la capacité des disques durs, les interfaces sont en constante évolution. Par souci de simplicité, nous traiterons ici seulement des plus communes.

ATA/IDE: interface la plus courante jusqu'en 2005 pour les ordinateurs personnels, ce type d'interface a maintenant été remplacé par les interfaces S-ATA.

S-ATA (serial ATA): interface la plus courante depuis 2005, elle permet des taux de transfert plus élevés qu'ATA.

SCSI (Small Computer System Interface): cette interface permet la connexion de plusieurs périphériques différents par le biais d'un adaptateur ou contrôleur SCSI.

La structure d'un disque dur Un disque dur se compose de 2 parties essentielles

Partie mécanique

Plateaux Les plateaux sont solidaires d'un axe sur roulements à billes ou à huile. Cet axe est maintenu en mouvement par un moteur électrique. Les plateaux sont composés d'un substrat, autrefois en aluminium (ou en zinc), de plus en plus souvent en verre, traités par diverses couches dont une ferromagnétique recouverte d'une couche de protection. L'état de surface doit être le meilleur possible.

Tête de lecture/écriture Le bras supportant les deux têtes de lecture/écriture. Les rayures visibles sur la surface du plateau indiquent que le disque dur était en panne, victime d'un «atterrissage». Le moteur du bras, les deux parties blanches de part et d'autre de la bobine sont des aimants. Le couvercle contenant deux autres aimants a été retiré pour faire apparaître le pivot et la bobine. Fixées au bout d'un bras, elles sont solidaires d'un second axe qui permet de les faire pivoter en arc de cercle sur la surface des plateaux.

Toutes les têtes pivotent donc en même temps Toutes les têtes pivotent donc en même temps. Il y a une tête par surface. Leur géométrie leur permet de voler au-dessus de la surface du plateau sans le toucher : elles reposent sur un coussin d'air créé par la rotation des plateaux.

Le moteur qui les entraîne doit être capable de fournir des accélérations et décélérations très importantes. Un des algorithmes de contrôle des mouvements du bras porte-tête est d'accélérer au maximum puis de freiner au maximum pour que la tête se positionne sur le bon cylindre. Il faudra ensuite attendre un court instant pour que les vibrations engendrées par le freinage s'estompent. À l'arrêt, les têtes doivent être parquées, soit sur une zone spéciale (la plus proche du centre, il n'y a alors pas de données à cet endroit), soit en dehors des plateaux.

Partie Électronique Elle est composée d'une partie dédiée à l'asservissement des moteurs et d'une autre à l'exploitation des informations électriques issues de l'interaction électromagnétique entre les têtes de lecture et les surfaces des plateaux. Une partie plus informatique va faire l'interface avec l'extérieur et la traduction de l'adresse absolue d'un bloc en coordonnées à 3 dimensions (tête, cylindre, bloc). L'électronique permet aussi de corriger les erreurs.

Contrôleur de disque Une carte contrôleur de disque dur IDE accolée à son disque Un contrôleur de disque est l'ensemble électronique qui est connecté directement à la mécanique d'un disque dur. La mission de cet ensemble est de piloter les moteurs de rotation et de déplacement des têtes de lecture/enregistrement, ainsi que d'interpréter les signaux électriques reçus de ces têtes afin de les convertir en bits ou réaliser l'opération inverse afin d'enregistrer des données à un emplacement particulier de la surface des disques composant le disque dur. Sur les premiers disques durs, comme par exemple le ST506, ces fonctions étaient réalisées par une carte électronique indépendante de l'ensemble mécanique. Le volumineux câblage d'interconnexion a rapidement favorisé la recherche d'une solution plus compacte : le contrôleur de disque se trouva alors accolé au disque donnant naissance aux standards SCSIet IDE.

Principe de fonctionnement Les données sont stockées sur un disque dur de manière binaire (sous forme de 0 et de 1). Ces informations sont réparties sur la couche magnétique des disques et sont lues ou écrites par les têtes de lecture qui "flottent" au dessus de la surface grâce à la couche d'air engendrée par la rotation ultra rapide des disques. En mode écriture, un flux électrique traverse les têtes et vient modifier la surface du champ électrique en y inscrivant un 1 ou un 0. En mode lecture, le processus est inversé: le champ magnétique transmet un flux électrique à la tête de lecture, et ce signal est alors traduit en signal numérique interprétable par l'ordinateur