Comment fonctionne un disque dur

Un disque dur est le composant de votre ordinateur qui stocke des informations telles que le système d’exploitation de l’ordinateur, les programmes et vos fichiers. Ils existent depuis plus de 50 ans. Les tout premiers ordinateurs n’utilisaient pas de disques durs mais fonctionnaient à la place sur une disquette avec laquelle vous démarriez. Ce n’est pas pratique avec les ordinateurs d’aujourd’hui, car ils ont tellement de fichiers volumineux et ne tiendraient tout simplement pas sur une disquette. De plus, les disques durs conservent les données, les programmes et votre système d’exploitation même lorsque l’ordinateur est éteint.

Les disques durs sont disponibles dans une variété de tailles allant de plusieurs centaines de gigaoctets (Go) à plusieurs téraoctets (To). Un To correspond à la même quantité de stockage que 1024 Go.

Il existe quelques exceptions à l’utilisation d’un disque dur, telles que le démarrage de systèmes d’exploitation tels que Knoppix Linux et d’autres systèmes d’exploitation qui fonctionneront à partir d’un CD ou d’une clé USB. Le seul problème est qu’une fois que vous éteignez l’ordinateur, il n’y a plus de place pour stocker les données ou les modifications que vous avez apportées.

Les principaux composants d’un disque dur consistent en un moteur, une broche, des plateaux, des têtes de lecture/écriture, un actionneur et des composants électroniques. Le circuit imprimé principal est l’endroit où se trouvent les cerveaux d’un lecteur. Cette carte contient un logiciel intégré qui indique au matériel quoi faire et communique avec votre ordinateur. Sur de nombreux ordinateurs, le contrôleur matériel est intégré à la carte mère. Cette carte de circuit imprimé contient également la mémoire tampon du lecteur, qui est une zone de stockage de la mémoire pour les données en attente d’écriture ou d’envoi vers votre ordinateur.

Le lecteur est logé dans un boîtier en aluminium scellé avec l’électronique fixée sur un côté. Ce boîtier protège les composants internes du disque de la poussière et de la condensation. L’électronique contrôle le mécanisme de lecture/écriture et le moteur qui fait tourner les plateaux.

Les plateaux de disque dur tournent à des vitesses allant de 5 400 tr/min à 15 000 tr/min. 7 200 tr/min est la vitesse moyenne de la plupart des disques utilisés avec les ordinateurs personnels aujourd’hui. Chaque plateau possède une surface magnétique sur laquelle sont stockées des données numériques. Les disques durs ont généralement un à quatre plateaux de 3,5 pouces de diamètre et sont recouverts des deux côtés d’un matériau magnétiquement sensible et empilés à quelques millimètres d’intervalle sur une broche.

Le bras est le composant qui contient les têtes de lecture/écriture utilisées pour lire les données du plateau. Le bras est capable de déplacer les têtes du centre vers le bord du lecteur.

Le bras et son mécanisme de mouvement sont très rapides. L’armature déplace les têtes sur les plateaux pendant qu’elles tournent, permettant à chaque tête d’accéder à l’intégralité du plateau. Étant donné que les têtes sont si proches de la surface du disque, toute contamination des têtes de lecture/écriture ou des plateaux de disque peut entraîner un crash de la tête. La distance entre la tête et le plateau est l’épaisseur d’un cheveu humain. C’est pourquoi ce n’est pas une bonne idée de déplacer votre ordinateur pendant qu’il est en marche pour éviter tout à-coups qui ferait entrer la tête en contact avec le plateau. Afin d’augmenter la quantité d’informations que le lecteur peut stocker, la plupart des disques durs ont plusieurs plateaux et des têtes de lecture et d’écriture. Les données sont stockées sur la surface d’un plateau dans des secteurs et des pistes.

Un disque dur est accessible via l’une des nombreuses interfaces. Certaines de ces interfaces incluent IDE, Serial ATA, SCSI, FireWire et USB. La plupart des ordinateurs personnels utilisent l’interface IDE avec Serial ATA (SATA) qui commence à prendre la tête. De nombreux serveurs d’entreprise utilisent SCSI en raison de sa vitesse plus élevée. SCSI est une interface beaucoup plus chère et pas vraiment pratique pour un usage domestique.

Il existe plusieurs façons de mesurer les performances d’un disque dur.

• Taux de transfert de données – le nombre d’octets par seconde que le lecteur peut fournir au processeur. Plus le transfert de données est rapide, moins l’utilisateur doit attendre que l’ordinateur fasse ce que vous lui demandez. Le taux de transfert de données est mesuré en mégaoctets et mégaoctets par seconde.

• Temps de recherche – le temps entre le moment où le CPU demande un fichier et le moment où le premier octet du fichier est envoyé au CPU ou vous pouvez le considérer comme le temps qu’il faut au bras pour déplacer la tête de lecture/écriture entre des pistes. Le temps de recherche est mesuré en millisecondes.

Les disques durs traditionnels seront très probablement remplacés par des disques durs flash dans un proche avenir, qui sont beaucoup plus rapides et ne comportent aucune pièce mobile.