Les méthodes de stockage magnétique:

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1 Les méthodes de stockage magnétique: Introduction: Les méthodes de stockage de données informatiques magnétiques apparaissent dans le début des années 50 avec le ruban magnétique qui est vite remplacé en 1956 par le disque dur, inventé par IBM. Cette méthode succède aux cartes perforées et est également utilisée par les disquettes. Les disquettes se déclinèrent en plusieurs formats et nécessitent un lecteur particulier pour chaque type de disquettes à l'inverse du disque dur qui ne nécessite aucun autre élément pour la lecture. Aujourd'hui, les disques durs perdurent, aucun autre moyen permettant de stocker de grandes quantités de données n'ayant été mis au point. Cependant, les disquettes tendent à disparaître du fait de l'apparition des clés usb utilisant de la mémoire flash (traité en 4ème partie). (1) IBM 350: Premier disque dur Différents types de disquettes: la 8 pouces, la 5 pouces ¼ et la 3 pouces ½. I/Présentation des systèmes: 1) Le disque dur Le disque dur est l'un des plus célèbre périphérique de stockage de données, il est présent dans les ordinateurs personnels et depuis peu dans les baladeurs Mp3 pour stocker de la musique, des films ou encore des photographies. Depuis la commercialisation du 1er disque dur, on n'eut de cesse d'accroître sa capacité de stockage. En 50 ans la capacité a énormément augmenté (de 5Mo on est passé à 1To en une cinquantaine d'années), tout en réduisant le volume du système (de 24 pouces à la création du disque dur on est passé à 1 pouce 8). Un disque dur est constitué principalement de 2 parties: a)plusieurs plateaux solidaires autour d'un axe et divisés en deux surfaces. Chaque plateau est recouvert de couches magnétiques où l'on stocke les données. b)le disque dur est aussi équipé d'un bras appelé '' tête de lecture ''. Cette partie permet de lire les données des plateaux.

2 Plusieurs types de disques durs existent. On retrouve des disques durs internes, c'est à dire logés à l'intérieur de l'unité centrale mais aussi des disques durs externes que l'on retrouve à l'extérieur de celle-ci. 2)Les supports amovibles Jusqu'à l'invention de la clé usb, la disquette demeura la méthode de stockage transportable incontournable. Elle utilise la technique du magnétisme.tout comme pour le disque dur, on doit cette invention à IBM. La 1ère disquette fut lancée en 1971, sa surface était de 8 pouces soit environ 2 fois plus qu'aujourd'hui ( 3,5 pouces ). Sa capacité de stockage est de 1,44Mo à ce jour. En 1994, elle connait une évolution avec les disques zip, qui permettaient de stocker de 100 à 750 Mo de données suivant les modèles. Une disquette possède la même composition qu'un disque dur. Elle contient aussi un plateau que l'on compare à un disque, Elle est constituée : -d'un boitier de protection -d'un disque magnétique -d'un volet de protection -d'un disque d'entraînement II/ Fonctionnement du stockage magnétique: En informatique, seuls les disques magnétiques sont utilisés. Un disque magnétique est composé de plusieurs couches: -une base, autrefois en aluminium, mais de plus en plus souvent en verre. -une couche d'oxyde magnétique (Fe3O4) qui permet d'enregistrer les données. -une couche antistatique pour éviter que les données magnétiques ne se détériorent. -une couche lubrifiante pour protéger le disque lors du passage de la lecture à l'écriture. Les données sont inscrites sur ces disques magnétiques (un seul pour les disquettes et plusieurs pour les disques durs). a)ecriture des données: Un plateau tourne à l'aide d'un moteur, ce système est associé à une tête d'écriture/lecture qui n'est pas en contact avec les couches supérieures du plateau mais qui est en suspension (à dix nanomètres au-dessus contre vingt-cinq il y a quinze ans pour les disques durs). La tête de lecture est principalement composée d'une bobine de cuivre et de deux éléments magnétiques (un pôle positif et un pôle négatif). Tête de lecture d'un disque dur

3 Lors de la première utilisation du disque, les particules de fer sont dispersées et désordonnées à la surface du disque. En mode écriture, la tête inscrit des bits en orientant les particules de fer dans un sens ou dans l'autre. Pour cela, la bobine reçoit un courant électrique de l'ordinateur. Suivant le sens de passage du courant, la polarité des aimants change. Les particules de fer sont en fait de minuscules paillettes de fer avec à chacune de leur extrémité un pôle positif et un pôle négatif. Lorsque les électro-aimants s'arrêtent au dessus d'une particule, les deux éléments entrent en interaction électrostatique et la particule de fer s'oriente en fonction des pôles de la tête. Un bit (0 ou 1) est composé de deux particules. Si les particules ont la même orientation, le bit a pour valeur 0 et inversement. Ici le bit a pour valeur 0 car les particules sont orientées +;- Les données sont organisées sur le plateau en pistes (de même centre) elles-mêmes divisées en secteurs. A chaque fois que des données sont inscrites, leur emplacement est indexé dans une table des matières ce qui permet à la tête de lecture de se rendre directement au bon emplacement lors de la lecture des données. Organisation d'un disque magnétique b) Lecture des données En mode lecture, c'est le processus inverse qui se produit. La bobine n'est plus alimentée en électricité. Comme nous l'avons vu plus haut, les particules de fers sont polarisées, elles émettent donc un champ magnétique. Lors du passage de la tête au-dessus de ce champ, un courant est crée dans le bobinage. L'ordinateur analyse le sens de ce courant et est alors capable d'interpréter l'information (0 ou 1).

4 III/Les limites du magnétisme: a)avantages: Le magnétisme permet de stocker un grand nombre de données dans un espace restreint tout en ayant une bonne fiabilité de conservation des données. De plus, les prix sont assez bas et la vitesse d'accès aux données est élevée. b)inconvénients: Malgré les nombreux avantages que présente le magnétisme, cette méthode commence à révéler ses limites. En effet, pour augmenter la quantité de données stockables, il faut diminuer la taille des particules de fer de manière à pouvoir en disposer plus à la surface des plateaux. Or, la taille minimale des bits (deux particules de fer) est de 100 nanomètres. En dessous de cette taille, les perturbations de température deviennent trop importantes pour que les données puissent se conserver. De plus, la lecture ou l'écriture de données magnétiques nécessite une partie mécanique (intégrée pour le disque dur ou extérieure pour la disquette). La présence de ces parties mécaniques limite le transport des données, le moindre choc pouvant endommager les données. Enfin, il est conseillé de défragmenter les disques pour augmenter la rapidité de lecture et d'écriture des données. En effet les données enregistrées ne changent pas de position jusqu'à leur suppression, certains fichiers peuvent alors être placés dans différents blocs: donc ne pas se suivre, d'où la lenteur d'ouverture de certains fichiers. Exemple: Imaginons le système ci-dessus: un bloc de 2 Mo en vert, un Bloc de 4 Mo en rouge et un bloc de 3 Mo en bleu (seule la valeur de 4 Mo importe). Si on supprime les données de 4 Mo, les données ne sont plus lisibles par l'ordinateur mais elles restent physiquement sur le disque dur, c'est à dire que le système d'exploitation a supprimé les données concernées de son répertoire mais pas du disque dur: Imaginons ensuite que l'on veuille installer 9 Mo de données sur le disque dur. Elles vont être réparties selon le shéma suivant:

5 Les données sont alors séparées, car le système écrit sur les premiers blocs disponibles. Il écrit donc 4 Mo à l'emplacement devenu libre à la précédente suppression de fichier, puis 5 Mo sur d'autres blocs libres (ici libres, c'est à dire sans informations). Cela rend la lecture, ainsi que l'écriture beaucoup plus lente puisque le système doit chercher les données à deux emplacements différents. Cependant la défragmentation n'est possible que sur les disques durs car la disquette est un système trop obsolète. c)l'avenir du système: Actuellement les disquettes ne sont pratiquement plus utilisées, elles ont été remplacées par les compacts disques, utilisant l'optique et par la mémoire flash, utilisée par les disques USB et les cartes mémoires. Les disques durs sont encore utilisés, ce système est d'ailleurs le seul capable de stocker de nombreux Giga-Octets dans un espace restreint. En effet aujourd'hui la capacité de stockage atteint les 2,5 Téra-Octets grâce à une association entre plusieurs disques durs. Cependant il est maintenant impossible d'augmenter la rapidité de lecture et d'écriture à cause de la mécanique qui a atteint ses limites dans ce domaine. Les disques durs de lecteurs Mp3 tendent à disparaître, en effet la mémoire flash est un concurrent ayant des avantages beaucoup plus intéressants, comme la résistance aux chocs ou bien la rapidité de lecture. IV/Conclusion: A l'origine le magnétisme est l'interaction qui apparaît entre les courants électriques, c'est à dire entre les charges électriques en mouvement. Ce procédé a été utilisé pour stocker des données informatiques, rendant alors le disque dur ainsi que la disquette irremplaçables. En effet les disques durs ont révolutionné le monde de l'informatique par leur utilité. Le premier avait une capacité de stockage de 30 Mo, ce qui à l'époque était énorme. En effet il y a fois plus de données dans un disque dur de 30 Méga-octets (soit le premier disque-dur) que dans une carte perforée de 8 bits (carte perforée la plus développée). Quant à elles, les disquettes 8 pouces, 5 pouces ¼ et 3 pouces ½ peuvent respectivement contenir 800 Ko, 1,2 Mo et 1,44 Mo ce qui est important pour l'époque. Les disques magnétiques utilisent le système binaire, c'est à dire des données sous forme de 0 et de 1 inscrites sur une surface d'oxyde de fer qui se polarise. Actuellement les capacités de stockage, utilisant le magnétisme, atteignent plusieurs Téra-octets sur disque dur, cependant les disquettes, du fait de leur faible capacité de stockage, vont disparaître. Les disques de disquettes peuvent contenir beaucoup moins de données que ceux des disques durs, car les bits doivent être inscrits sur une plus grande zone mais également car la matière utilisée n'est plus usitée.

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