LES MEMOIRES DE MASSE

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1 LES MEMOIRES DE MASSE Les disques magnétiques Principe : Ils sont constitués d'une surface rigide recouverte d'un revêtement magnétique. L'information y est écrite par polarisation magnétique et y est lue par détection de cette polarisation au moyen d une tête de lecture / écriture. La tête de lecture/écriture : La tête flotte au-dessus de la surface du disque par un effet de coussin d'air dû à la vitesse de rotation du disque. champ magnétique tête de lecture/écriture surface magnétique * Les têtes de lecture/écriture sont de type GMR (Giant Magnéto Résistif) qui utilise l effet tunnel. La facilité de passage des électrons d une zone de potentiel à une autre est liée à la magnétisation de ces zones. Ce type de tête permet des densités de l'ordre de la dizaine de Go/cm². L écriture est faite par une tête de type électro-aimant classique. Le revêtement : Il s'agit d'une couche magnétique. Depuis peu on utilise la technologie PMR (Perpendicular Magnetic Recording) qui utilise une polarisation perpendiculaire à la surface du disque. Organisation de l'enregistrement : La surface d'enregistrement est divisée en pistes concentriques. La tête de lecture/écriture se déplace d'une piste à l'autre. Capacité : La capacité d'un disque dur dépend des valeurs suivantes : BPI (Bit Per Inch 1 ) c'est à dire la densité d'information sur une piste. Le BPI est lié à la qualité du revêtement du média d'enregistrement mais aussi au mode d enregistrement c est à dire au nombre de changements de polarité du média par bit enregistré. TPI (Track Per Inch) c'est à dire la densité des pistes sur la surface. Les surfaces : Pour augmenter la capacité totale de l'unité de disque on empile plusieurs surfaces et on associe une tête de lecture/écriture à chacune selon le schéma suivant : 1 Un pouce (inch) représente 25,4 mm. 1

2 Tête de lecture/écriture surface magnétique Positionnement des têtes Moteur d entraînement des disques Organisation de l'information : La capacité d'une piste entière est trop importante pour une utilisation normale. On les divise en parties plus petites appelées secteurs. Certains systèmes d'exploitation regroupent ensuite les secteurs en clusters pour en faciliter la gestion. Les bandes magnétiques Le principe d'enregistrement est le même que sur les disques. La bande défile devant une tête de lecture/écriture. La nécessité d'enrouler la bande fait que le temps d'accès à une information est élevé. La bande défile devant un cylindre légèrement incliné (6 ) qui supporte les têtes de lecture et deux d'écriture. Le passage de ces têtes devant la bande décrit des pistes réparties en stries parallèles. Ce procédé permet d'augmenter considérablement la densité d'information stockée sur la bande. 2

3 Les têtes étant en rotation, la vitesse de défilement de la bande peut être réduite. Ce qui réduit considérablement l'usure de la bande. Lors d'une écriture les têtes de lecture sont utilisées en vérification (en cas d'erreur l'écriture est refaite). La capacité d'une telle bande peut atteindre quelques dizaines de Go. Le taux moyen d'erreurs est bien plus faible que sur les bandes ou les systèmes à cassette (10-15 ). Le temps moyen d'accès à une information reste élevé comme sur tous les dispositifs nécessitant des réembobinages. Remarque : Le procédé Exabyte utilise des bandes de 8mm de largeur et fait appel à des têtes supplémentaires pour l'asservissement en position. Les disques optiques Ils utilisent le principe de la lecture par rayon laser. On peut distinguer 3 types selon les possibilités offertes : Optical Read Only Memory : disque enregistré lors de la fabrication et ne pouvant être que lu. Write Once Read Many : disque pouvant être écrit une seule fois et lu à volonté. Write Always Read Many : disque pouvant être écrit et lu à volonté. L'organisation de l'information pour les supports de données suit la norme ISO 9660 ou ses extensions (Joliet ) Les OROM Leur contenu est défini lors de leur réalisation (pressage) il ne peuvent être que lus et en aucun cas modifiés. Principe : Le principe de lecture d'un disque optique est le suivant : Le rayon émis par le laser est réfléchi par la surface du disque puis détourné par le miroir semi-transparent pour venir converger sur la cellule photo-électrique. Lorsque le rayon rencontre un trou sur la surface du disque, le rayon réfléchi n'est plus renvoyé vers la cellule photo-électrique. On peut ainsi lire des valeurs binaires (trou /absence de trou ou 0/1) au fur et à mesure de la rotation du disque. * Le CD-ROM Le diamètre du disque est de 12 cm. Il supporte une piste spirale dont le début est au centre du disque. Elle fait tours (on trouve donc 600 passages par mm). 3

4 Le CD-ROM utilisait initialement la méthode dite CLV (Constant Linear Velocity) qui consiste à maintenir constante la vitesse linéaire ce qui impose de ralentir la vitesse de rotation du disque au fur et à mesure que la tête se déplace vers l'extérieur mais permet d'avoir un débit d'information constant en tout point du disque. Cette méthode est conservée pour les graveurs de CD. On emploie maintenant la méthode CAV (Constant Angular Velocity), le débit d'information n'est alors plus constant. Les vitesses de rotation peuvent atteindre tours/minute. La capacité d'un CD-ROM est de 650 Mo, toutefois certaines formes d'enregistrement permettent d'obtenir des valeurs supérieures. * Le CD-ROM Audio Le son y est enregistré sous forme d'échantillons à 44,1KHz avec 16 bits par canal. Le débit est donc de 176Ko/s. Il peut contenir 74 minutes à 99 minutes de son. * Le DVD-ROM Le DVD (Digital Versatile Disk) ou (Digital Video Disk) : d un diamètre de 8 ou 12 cm, il utilise le même principe que sur les CD-ROM mais la densité a été augmentée en réduisant la taille du spot (on utilise un laser à nm au lieu de 780nm). Cette réduction de la taille du spot permet d'atteindre une densité plus élevée tant en BPI qu'en TPI. Elle permet de : - diminuer la taille des trous (0,4µm au lieu de 0.83). - resserrer les pistes (0,74µm de piste à piste au lieu de 1,6). L'effet du chevauchement entre les pistes peut être compensé par la lecture simultanée des deux pistes voisines qui permet une compensation du signal lu en fonction des deux signaux voisins. Enfin, pour augmenter encore la capacité on utilise les deux faces du disque, qui est donc constitué de 2 disques collés dos à dos. De plus on peut exploiter plusieurs couches sur chaque face. L utilisation de plusieurs couches permet aussi de réaliser des DVD-CD. On fait alors une couche profonde au format CD- ROM tandis que la couche superficielle reste au format DVD. Ainsi un lecteur de CD ne saura lire que la couche profonde en raison de sa longueur d onde dans le rouge, tandis qu un lecteur de DVD saura lire les deux couches. format du DVD (DVD-5) 1 face, 1 couche par face (DVD-9) 1 face, 2 couches par face (DVD-10) 2 faces, 1 couche par face (DVD-18) 2 faces, 2 couches par face Capacité 4,7 Go 8,5 Go 9,4 Go 17 Go Les WORM L'enregistrement est réalisé en créant des zones non réfléchissantes qui sont obtenues en brûlant la surface du disque à l'aide du laser dont on augmente momentanément la puissance. Le média utilisé est constitué d'une couche transparente qui est brûlée et d'une couche réfléchissante. Une piste en spirale est pré-gravée de façon à guider la gravure. Les formats disponibles pour les WORM sont les suivants : CD-R (CD inscriptibles) : même format qu'un CD-ROM. DVD-R : Le format est le même que pour les DVD-ROM mais il n est plus possible d utiliser plusieurs couches par face. On obtient donc une capacité de 4,7Go par face. 4

5 Les WARM (réinscriptibles) L'écriture sur les WARM doit utiliser une modification réversible du média. Le procédé utilisé est le changement de phase qui ne fait appel qu'à l'optique. La surface du disque est formée d'un matériau dont le pouvoir réfléchissant dépend de l'état cristallin ou amorphe. Ce matériau est mis dans son état cristallin par un échauffement bref jusqu'à sa température de vitrification (200 ), après refroidissement il devient réfléchissant. Il est mis dans un état amorphe par échauffement jusqu'à sa température de fusion (500 à 700 ), après refroidissement, il devient non réfléchissant. Ce procédé permet plusieurs milliers de réécritures. Le CD-RW : il respecte le format CDROM (ISO 9660 ou extensions) ou le format UDF (Universal Disk Format) ISO qui permet l'écriture incrémentale (ajout de fichiers comme sur un disque dur). Le DVD réinscriptible On trouve plusieurs dénominations : DVD-RAM, DVD-RW ou DVD+RW selon les technologies employées. Le format est le même que pour les DVD-ROM. 5