Chapitre 3 Les units de stockage Les units

Chapitre 3 Les unités de stockage

Les unités de stockage Les disques durs Les différentes interfaces Les supports de stockage externes Les unités DVD-ROM et CD-ROM Les unités BLU-RAY Les bandes de sauvegarde

1 - Les disques durs Un disque dur, parfois abrégé DD, HD ou HDD est une mémoire de masse magnétique utilisée principalement dans les ordinateurs, mais également dans des baladeurs numériques, des console de jeux vidéo , etc Inventé en 1956, le disque dur a fait l'objet d'évolutions de capacité et de performances considérables, tout en voyant son coût diminuer, ce qui a contribué à la généralisation de son utilisation, particulièrement, dans l'informatique.

1 - Les disques durs ayant les capacités les plus importantes sur le marché dépassent les 2 to et 3 to en 2011. La capacité des disques durs a augmenté beaucoup plus vite que leur rapidité, limitée par la mécanique. Le temps d'accès en lecture est lié à la vitesse de rotation du disque et au temps de positionnement des têtes de lectures.

1 - Les disques durs Principe de fonctionnement Dès 1956, dans un disque dur, on trouve des plateaux rigides en rotation. Chaque plateau est constitué d’un disque réalisé généralement en aluminium, qui a les avantages d’être léger, facilement usinable et paramagnétique. À partir de 1990, de nouvelles techniques utilisent le verre ou la céramique, qui permettent des états de surface encore plus lisses que ceux de l’aluminium. Les faces de ces plateaux sont recouvertes d’une couche magnétique, sur laquelle sont stockées les données.

1 - Les disques durs Principe de fonctionnement Ces données sont écrites en code binaire [0, 1] sur le disque grâce à une tête de lecture/écriture, petite antenne très proche du matériau magnétique. Suivant le courant électrique qui la traverse, cette tête modifie le champ magnétique local pour écrire soit un 1, soit un 0, à la surface du disque. Un disque dur typique contient un axe central autour duquel les plateaux tournent à une vitesse de rotation constante. Toutes les têtes de lecture/écriture sont reliées à une armature qui se déplace à la surface des plateaux, avec une ou deux têtes par plateau. L’armature déplace les têtes radialement à travers les plateaux pendant qu’ils tournent, permettant ainsi d’accéder à la totalité de leur surface.

1 - Les disques durs

1 - Les disques durs Contrôleur de disque Un contrôleur de disque est l’ensemble électronique qui contrôle la mécanique d’un disque dur. Le rôle de cet ensemble est de piloter les moteurs de rotation, de positionner les têtes de lecture/enregistrement, et d’interpréter les signaux électriques reçus de ces têtes pour les convertir en données exploitables ou d’enregistrer des données à un emplacement particulier de la surface des disques composant le disque dur.

1 - Les disques durs L’appellation « Contrôleur de disque » est souvent employée par approximation en remplacement de « Contrôleur ATA » ou « Contrôleur SCSI » . « Contrôleur de disque » est une appellation générique qui convient également à d'autres types de périphériques ou matériels de stockage : disque dur donc, mais aussi lecteur de CD, dérouleur de bande magnétique, scanner , etc

1 - Les disques durs Géométrie Chaque plateau (possédant le plus souvent deux surfaces utilisables) est composé de pistes concentriques séparées les unes des autres par une zone appelée « espace inter piste » . Les pistes situées à une même distance de l’axe de rotation forment un cylindre. La piste est divisée en secteurs (aussi appelés blocs) contenant les données. Typiquement donc, on trouvera sur chaque piste une succession de : 1 - un petit espace « blanc » en anglais : gap : il laisse à la logique du contrôleur de disque une zone inutilisée de cette piste du disque pendant le temps nécessaire au basculement du mode lecture au mode écriture et inversement (cela permet également de compenser de légères dérives de la vitesse de rotation des surfaces de disque) ;

1 - Les disques durs 2 - une zone servo : elle contient des « tops » permettant de synchroniser la logique du contrôleur de disque avec les données qui vont défiler sous la tête de lecture juste après ; 3 - un en-tête contenant le numéro du bloc qui va suivre : il permet au contrôleur du disque de déterminer le numéro de secteur que la tête de lecture va lire juste après 4 - Les données : ce qui est véritablement stocké par l’utilisateur du disque ; 5 - une somme de contrôle permettant de détecter/corriger des erreurs

1 - Les disques durs Format d’un secteur. Il ne contient pas que les données stockées, mais aussi un préambule permettant de synchroniser le système d’asservissement du disque, un en-tête avec l’identifiant du bloc et enfin une somme de contrôle(Σ) permettant de détecter d’éventuelles erreurs.

1 - Les disques durs Performances Le temps d’accès et le débit d’un disque dur permettent d’en mesurer les performances. Les facteurs principaux à prendre en compte sont : 1/ Le temps de latence facteur de la vitesse de rotation des plateaux. Le temps de latence (en secondes) est égal à 60 divisé par la vitesse de rotation en tours par minute. Le temps de latence moyen est égal au temps de latence divisé par deux (car on estime que statistiquement les données sont à un demitour près des têtes).

1 - Les disques durs Performances Le temps d’accès et le débit d’un disque dur permettent d’en mesurer les performances. Les facteurs principaux à prendre en compte sont : 2/ Le temps de recherche temps que met la tête pour atteindre le cylindre choisi. C’est une moyenne entre le temps piste à piste, et le plus long possible (full-stroke) ; 3/ Le temps de transfert est le temps que vont mettre les données à être transférées entre le disque dur et l’ordinateur par le biais de son interface.

1 - Les disques durs Performances L’ajout de mémoire vive sur le contrôleur du disque permet d’augmenter les performances. Cette mémoire sera remplie par les blocs qui suivent le bloc demandé, en espérant que l’accès aux données sera séquentiel. En écriture, le disque peut informer l’hôte qui a initié le transfert que celui-ci est terminé alors que les données ne sont pas encore écrites sur le média lui-même.

1 - Les disques durs Sécurité L'évolution rapide des systèmes conduisant à remplacer périodiquement les matériels, de nombreux disques durs recyclés contiennent des informations qui peuvent être confidentielles (comptes bancaires, informations personnelles…). Des guides concernant l'effacement des supports magnétiques sont disponibles, Le contenu des disques durs est de plus en plus souvent chiffré pour obtenir de meilleures conditions de sécurité, Le chiffrement peut être logiciel (géré par le système d'exploitation) ou géré par une puce intégrée au disque dur.

2 - Les interfaces Le rôle de l'interface est de transmettre et de recevoir des données en provenance du disque dur. La vitesse de transfert des données entre le disque dur et l'ordinateur dépend du type d'interface utilisée. Chaque d'interface offre des performances différentes. Il existe trois interfaces pour disques durs internes: l’interface IDE, SATA et SCSI. Et une interface pour les disques durs externe : USB.

2 - Les interfaces 1 -L’interface IDE (Integrated Drive Electronics) L’ IDE, sigle de Integrated Drive Electronics, est un standard commercial d'interface de connexion pour mémoires de masses (disque dur, CDROM, DVD) en micro-informatique 2 - L’interface SATA (Serial ATA) L’interface SATA( serial ata ) est de plus en plus présente dans les PC de bureau. Elle apporte un gain de vitesse et la possibilité de se connecter à chaud (hot-plug)

2 - Les interfaces Le standard Serial ATA (S-ATA ou SATA) est un bus standard permettant la connexion de périphériques de stockage haut débit sur les ordinateurs de type PC.

2 - Les interfaces 3 - E-SATA ( external-SATA) Est une adaptation du protocole SATA au branchement de périphériques externes. Le protocole est identique de pouvoir utiliser les mêmes équipements. La longueur maximale du câble est de 2 mètres. External Serial ATA est en fait un sous-ensemble des specifications suplementaires au nome d’interface SERIAL ATA

2 - Les interfaces 4 - L’interface SCSI (Small Computer System Interface) Le standard SCSI est une interface permettant la connexion de plusieurs périphériques de types différents sur un PC par l’intermédiaire d’une carte, appelée adaptateur SCSI ou contrôleur SCSI (connecté généralement par l’intermédiaire d’un connecteur PCI). Le nombre de périphériques pouvant être branchés dépend de la largeur du bus SCSI.

2 - Les interfaces 4 - L’interface SCSI (Small Computer System Interface) En effet, avec un bus 8 bits il est possible de connecter 8 unités physiques, contre 16 pour un bus 16 bits. Le SCSI est une interface qui permet la prise en charge d’un nombre plus important d’unités (disques durs, CD-ROM, etc…, que l’IDE). Elle est surtout utilisée pour sa stabilité au niveau du taux de transfert.

2 - Les interfaces 5 - L’interface SAS (Serial Attached SCSI) C’est une technique d’interface pour disques durs, elle constitue une évolution des bus SCSI en termes de performances, et apporte le mode de transmission en série de l’interface SATA (Serial Advanced Technology Attachment). Un taux de transfert de 3 Gbit/s (supérieur à l’Ultra SCSI). Les évolutions permettent d’aller à 6 et 12 Gb/s

2 - Les interfaces 6 - L’interface USB (Universal Serial Bus) L’interface USB est utilisée pour l’interconnexion de nombreux périphériques avec l’unité centrale. Elle permet dans certains cas de fournir l’alimentation nécessaire au fonctionnement du disque et permet de s’affranchir d’une éventuelle alimentation supplémentaire.

3 - Les supports de stockage externes Le stockage d'information est aujourd'hui assuré par un support d'information électronique qui, vu de l'utilisateur, peut être physique (disque dur, clé USB, etc. ) ou virtuel (Internet dénommé le nuage ; cloud en anglais), mais qui en l'état de la technologie est enregistré sur un support physique (disque dur, CD/DVD, bande magnétique, etc. ). Ainsi, le terme de « dématérialisation » employé pour désigner le passage d'un support d'information papier à un support électronique est peu approprié, puisque ce dernier est lui aussi matériel.

3 - Les supports de stockage externes Le choix de la méthode de stockage se fait selon plusieurs critères : § la fréquence d'utilisation ; § les besoins capacitaires de l'information (taille) ; § la criticité de l'information (coût, sécurité) ; La capacité de stockage et la vitesse d’accès à l'information. L'évolution des techniques de stockage est rapide, et tend vers plus de capacité, plus de vitesse, plus de fiabilité, tout en étant moins cher à capacité équivalente. Les types de média sont variés et changent souvent.

3 - Les supports de stockage externes Stocker et sauvegarder les documents internes d'une entreprise est devenu un impératif tant les données sont devenues stratégiques pour la bonne conduite de l'activité. Différents supports de stockage sont à ce titre disponible sur le marché. Lesquels ? En voici les principaux, les plus performants.

3 - Les supports de stockage externes 3 -1/ Support de stockage : disque dur, la valeur sûre Embarqué directement au sein d'un ordinateur, le disque dur peut être de différentes capacités de stockage allant de quelques méga octets en passant par plusieurs centaines (500 Go fréquemment) à plus de 1 To dans certains cas. Mais le disque dur peut également être qualifié d'externe: dans ce cas, il prend la forme d'un boîtier en métal ou en plastique, amovible et transportable aisément, et se relie aux pc généralement via un port USB. L'avantage de ce support de stockage est qu'il fonctionne de manière autonome, et l'entreprise ne risque ainsi pas de voir les données stockées être perdues ou détériorées en cas de panne d'un ordinateur.

3 - Les supports de stockage externes 3 -2/ Les serveurs, la nouvelle génération de supports de stockage Les disques durs réseaux ou serveurs NAS se présentent sous la forme de boîtiers, fonctionnant en autonomie avec leur propre système d'exploitation. A ce titre, ce type de support de stockage offre un niveau élevé de sécurité des données qui y sont entreposées. Du point de vue de la capacité de stockage, là encore ils sont avantageux puisque plusieurs disques durs y sont généralement embarqués, pour des niveaux d'enregistrement et de sauvegarde pouvant dépasser plusieurs To dans certains cas.

3 - Les supports de stockage externes 3 -3/La clé USB, un support de stockage mobile Si les premières générations de clés USB présentaient des capacités de stockage assez limitées, les nouveaux modèles mis en vente sur le marché à l'heure actuelle affichent des performances égales à plusieurs Go d'enregistrement. Tous les types de fichiers peuvent y être enregistrés, pour un appareil présentant un encombrement minimum puisqu'une clé USB se range dans une poche par exemple. Elle se branche et se débranche à l'envie sur le port USB d'un ordinateur et est aisément transportable.

3 - Les supports de stockage externes 3 -4/CD et DVD, deux formats de support de stockage classiques mais sûrs Voilà une autre bonne manière de stocker, sauvegarder et de classer les données de différentes natures d'une entreprise: texte, image, vidéos. . . Un graveur est toutefois nécessaire afin de copier les données voulues sur ces deux supports classiques mais sûrs. En effet, CD comme DVD présentent comme avantage un très faible risque de détérioration et donc une bonne conservation dans le temps. Les capacités de stockage d'un CD et d'un DVD sont respectivement soit de 700 Mo et de 4, 7 Go, 8, 5 Go voire 18 Go pour un DVD double face.

3 - Les supports de stockage externes Les cartes mémoires, pour des besoins assez restreints Avec des capacités égales à quelques Go, de l'ordre de 2 Go, les cartes mémoires permettent de disposer d'une solution de stockage légère, d'un format réduit et pour un prix abordable. Parmi les différentes cartes mémoires, on trouve notamment les Flash Cards, les Memory Cards ou encore les SD Cards.

4 - Les unités DVD-ROM et CD-ROM Dans un lecteur de CD-Rom et DVD-Rom, le principe de fonctionnement est le même. Il y a une lentille qui se déplace selon un axe et un laser balaie de son faisceau le disque. Un CD-Rom est composé par des parties réfléchissantes et absorbantes sur un seul sillon. Quand le laser frappe le disque, celui-ci renvoie ou ne renvoie pas de lumière. La seule grande différence entre un lecteur de CD-Rom et de DVD-Rom est que le laser du DVD est bien plus petit, car la densité de données sur un DVD est environ 7 fois plus grande. De plus, sur un DVD, il n'y a plus une seule couche, mais il peut en y avoir deux ! Ainsi un CD a une capacité maximale de 700 Mo, un DVD double couche stocke jusqu'à 5 Go.

4 - Les unités DVD-ROM et CD-ROM Les vitesses La vitesse 1 x d'un CD-Rom est égale à 150 Ko/s, celle d'un DVD-Rom correspond au flux vidéo de DVD, qui est de 1. 35 Mo/s. La vitesse annoncée par les constructeurs est la vitesse maximale que peut atteindre la lecture. En effet, un CD tourne à une vitesse constante. Le nombre des données sera plus important si l'on s'éloigne du centre du disque, puisque son diamètre augmentera. Le temps d'accès est aussi une chose importante, c'est le temps que met la lentille à se placer dans la position demandée sur le disque. La mémoire tampon a aussi de l'influence, elle est généralement de 512 Ko. Son rôle est identique à la mémoire cache des disques durs, à savoir qu'elle régule le flux de données entre les différents éléments du lecteur et du PC.

4 - Les unités DVD-ROM et CD-ROM Supports vierges CD est disponible en deux formats de base : CD-R et CD- RW. Un disque CD- R peut être écrit à la fois, tandis que les données sur un disque CD- RW peuvent être effacés et remplacés. DVD , DVD + /-R et DVD + /-RW DVD- RW est le sigle pour les DVD -RW. Disques DVD- RW peuvent lire les disques tout comme un lecteur de DVD -ROM, écrire des informations sur un disque , tout comme un lecteur de DVD- R (DVD enregistrable) peut, et de réécrire des informations sur les disques DVD -RW spéciales. Lecteurs de DVD- RW sont pleinement compatible avec les formats DVD -RW DVD -ROM , DVD -R et. Disponibilité

5 - Les unités BLU-RAY Le disque Blu-ray (abréviation officielle BD) est un format de disque numérique breveté et commercialisé à partir de 2006 par l’industriel japonais Sony permettant de stocker et restituer des vidéogrammes en haute définition. Sa dénomination provient du type de rayon laser qu’il exploite, de couleur spectrale proche du bleu-violet 1 à l'instar du DVD avec ses infrarouges et du CD avec son laser rouge.

5 - Les unités BLU-RAY Un disque Blu-ray double couche (abréviation contient 50 go soit environ: • 4 heures de vidéo HD au format MPEG-2 avec un débit binaire de 25 mbits/s • 6 heures de vidéo HD au format H, 264/MPEG-4 AVC avec un débit binaire de 18 mbits/s • 22 heures de vidéo SD au format MPEG-2 avec un débit binaire de 5 mbits/s Le projet de faire des disques de 100 et 200 Go a finalement abouti, le disque de 100 GO utilise quatre couches de 25 GO tandis que celui de 200 GO utilise six couches de 33, 3 GO , Les disques de 100 GO sont utilisés pour le stockage de film en 3 D.

6 - Les bandes de sauvegarde La plupart des entreprises savent que les données sont essentielles à leur bon fonctionnement, mais peu ont pris conscience de la nature souvent éphémère des stratégies de protection des données actuelles. Les architectures de protection des données utilisent de plus en plus des technologies de sauvegarde sur disque telles que les snapshots de machines virtuelles, la réplication sur baie et la sauvegarde Cloud.

6 - Les bandes de sauvegarde Les configurations haute disponibilité qui reposent sur ces approches répondent aux besoins des clients en leur permettant d’atteindre l’objectif de temps de restauration (RTO) le plus court possible et en réduisant au maximum les interruptions de service, mais elles présentent également des inconvénients. La sauvegarde sur bande n’est pas une panacée, mais s’agissant d’une technologie éprouvée, elle a un rôle crucial à jouer pour assurer la pérennité des données des entreprises.

6 - Les bandes de sauvegarde Le stockage sur bande magnétique est une caractéristique du datacenter depuis la naissance de l’informatique. Les bobines de bande qui contenaient à l’origine un mégaoctet d’informations sont devenues des cartouches de bande de grande capacité pouvant stocker plusieurs téraoctets de données. Pour les applications métiers d’au. Jourd’hui qui sont utilisées en permanence et qui ont les objectifs de point de restauration (RPO) et de temps de restauration (RTO) les plus exigeants, les configurations haute disponibilité assurent la redondance et le basculement rapide nécessaires pour maintenir le bon fonctionnement de l’entreprise.

6 - Les bandes de sauvegarde Cependant, de nombreux systèmes IT reposent encore sur des techniques de sauvegarde et de restauration classiques qui utilisent la bande ou le disque comme cible de sauvegarde.

6 - Les bandes de sauvegarde La sauvegarde dans le Cloud Une autre alternative est une sauvegarde dans le Cloud, c’est-à-dire dans un espace de stockage sur un serveur accessible via internet. De nombreuses solutions existent. Vous avez probablement, même sans le savoir, un espace de stockage de plusieurs Go (gigaoctets) fourni par votre Fournisseur d’Accès à Internet (F. A. I. ) ou par votre opérateur mobile.

Atelier : Sauvegarde dans le cloud ? q Qu’est ce qu’une sauvegarde ? q Pourquoi faire une sauvegarde de ses données ? q Comment sauvegarder ses fichiers dans le cloud ?