Stockage des informations

Objectif: connaître les supports d'enregistrement des données informatiques.

I Unité de mémoire	II Les disquettes 3 pouces 1/2	III Les disques durs
IV Les Cédéroms	V Les disquettes ZIP	VI Autres supports

I Unités de mémoire

Un ordinateur possède plusieurs types de mémoires. On s'intéresse ici aux supports qui permettent un stockage de l'information en quantité importante. Cette information peut être conservée entre deux utilisations de l'ordinateur. Cette mémoire, appelée mémoire de masse, consiste en des disques ou bandes que l'on peut conserver.

L'unité d'enregistrement est le BIT, constitué par un chiffre zéro ou un chiffre un.

Cependant, pour coder une information, on utilise l'octet, constitué de huit BITS.

La quantité d'information présentes sur un disque se mesure en octets.

Comme un fichier comporte un grand nombre d'octets, on utilise des multiples de l'octet:

le kilooctet: 1 ko = 2¹⁰ octets,
le mégaoctet: 1 Mo = 2²⁰ octets,
le gigaoctet: 1 Go = 2³⁰ octets.

1) Quelles mémoires de masse connaissez-vous?

2) Calculer, en octets, la valeur du kilooctet. Quelle remarque faites-vous?

3) Calculer, en octets, la valeur du mégaoctet. Quelle remarque faites-vous?

4) Calculer, en octets, la valeur du gigaoctet. Quelle remarque faites-vous?

5) Citer un exemple de capacité de disque dur, en faisant appel aux connaissances de certains élèves.

II Les disquettes
Les disquettes contiennent un disque en plastique souple protégé par un étui. Les disquettes sont des supports magnétiques. Cela signifie que leur surface est aimantable et peut ainsi mémoriser des zéros et des uns. disquettes 5 pouces 1/4, aujourd’hui abandonnées, disquettes 3 pouces 1/2, équipant les ordinateurs vendus actuellement (ci-contre). 1) Connaissez-vous d'autres supports magnétiques utilisés ailleurs qu'en informatique?
On voit au dos de la disquette: au centre, l'anneau d'entraînement, en haut, la partie métallique qui protège la disquette et qui s'ouvre au moment où la disquette est introduite dans son lecteur, (éviter d'ouvrir) en bas, le clapet de protection qui, abaissé, empêche toute écriture et donc l'effacement de la disquette.
Précautions: (voir logos ci-contre) éviter de soumettre une disquette à des températures inférieures à 10°C ou supérieures à 60°C, éviter de les soumettre à un champ magnétique (aimant, électro-aimants, haut-parleurs ...) ne pas ouvrir la fenêtre, ce qui ferait entrer de la poussière. 2) Résumer en trois phrases simples les précautions à prendre avec les disquette et tout support magnétiques. 3) Il arrive qu'un enregistrement sur une disquette soit refusé. Quelle peut en être la raison?
	- Démonter une disquette défectueuse: observer le disque magnétique en plastique souple sur lequel s'inscrivent les données (octets composés de 8 zéros et 1). Elles sont double face, mais on en trouve deux types: DD (abandonnées) et HD. DD Double Densité: 80 pistes, 9 secteurs (737 280 octets) HD Haute Densité: 80 pistes, 18 secteurs (1 474 560 octets ) Chaque piste, du fait des secteurs, est donc divisée en 18 blocs pouvant contenir 512 octets 4) Vérifier par le calcul la capacité d'une disquette HD.
5) Reprendre le schéma ci-contre et inscrire la légende: piste, secteur, bloc. Par ailleurs, le début de la disquette est réservée à la "FAT", sorte de table des matières permettant de retrouver facilement tous les fichiers de la disquette.

III Les disques durs
Le disque dur, comme son nom l'indique, est rigide, au contraire de la disquette. Sa surface est recouverte d'oxyde de fer, reconnaissable à sa couleur rouille. Il est capable de s'aimanter et par là même d'enregistrer les zéros et les uns		1) Quelle est la couleur du disque dur? Pourquoi?
Pour des raisons d'encombrement et de rapidité de lecture, le disque dur comporte plusieurs plateaux superposés avec une tête de lecture (et d'écriture) sur chaque face. Lorsque le disque tourne, la tête de lecture frôle la surface du disque à moins d'un micromètre pour en lire les données. Les poussières pourraient occasionner des dégâts en détruisant localement la surface du disque. Le disque dur est dans une boîte bien étanche.	Les disques durs ont vu leur capacité passer de 20 Mo à 20 Go en moins de 10 ans.	2) Que peut-il arriver si un ordinateur est déplacé pendant qu'il fonctionne? 3) Est-il conseillé d'ouvrir la boîte du disque dur? Pourquoi? 4) Combien de plateaux et de têtes de lecture comporte le disque dur ci-contre? 5) Calculer la fréquence, en hertz, d'un disque dur tournant à 7200 tours par minutes. 6) Par combien a été multipliée la capacité des disques durs en moins de 10 ans?
Comme pour la disquette, le disque dur est formaté pour y délimiter les pistes, secteurs et blocs qui permettent de localiser les données. Les fichiers peuvent être enregistrés en plusieurs parties sur le disque dur. On dit alors qu'ils sont fragmentés. Si beaucoup de fichiers sont fragmentés, le temps de lecture est augmenté. Il est alors nécessaire de "défragmenter" le disque dur.	Le temps d'accès aux données est d'environ 10 ms pour un disque dur, ce qui signifie que le bras de lecture met 10 ms pour se positionner. Le débit d'un disque dur est fonction de la vitesse de rotation et de la densité des informations du disque dur. On améliore cette densité par la qualité des têtes de lecture et d'écriture .	7) Que se passerait-il si on formatait un disque dur? 8) Que se passe-t-il si on défragmente un disque dur?

IV Les Cédéroms
	Les cédéroms ne sont pas, contrairement aux disquettes et disques durs, des supports magnétiques. Ils comportent une piste unique. La zone où se trouve la piste, large de 37 mm, décompose la lumière. 1) Entre deux tours successifs de la piste, on trouve une distance de 1,6 mm. En déduire le nombre de tours effectués par la piste du cédérom.
Leur surface est parcourue par une piste de lecture qui comporte une alternance de trous et de surfaces planes. La lecture se fait par un petit faisceau LASER. Ce dernier est réfléchi s'il arrive sur une portion plane de la piste (1) et dispersé s'il parvient sur un trou (0). La surface est métallisée pour bien réfléchir le faisceau.	La piste a une largeur de 0,5 mm et chaque bit codé correspond à un trou (0) ou une surface lisse (1) de 0,83 mm. 2) Combien de bits peut-on coder sur un tour de la piste de rayon 50 mm? Les cédéroms contiennent 650 Mo ou 700 Mo.
Le Cédérom défile et le faisceau LASER permet sa lecture, bit par bit. Le procédé s'apparente à du "morse optique".
3) Reproduire le schéma ci-dessus et y ajouter la légende: Cédérom, Diode LASER, Récepteur de lumière. On fera deux schémas simplifiés en précisant si c'est un 1 ou un 0 qui est codé.	4) Exercice: La piste d'un cédérom comporte environ 16800 tours. Le rayon moyen d'un tour est 40,5 mm. En déduire la longueur de la piste en mètres.	b. Chaque petit trou ou surface plane codant un 0 ou un 1 (un bit) occupe une longueur de 0,83 mm. En déduire la quantité d'informations codées sur un cédérom en bits, puis en octets et en mégaoctets. c. Une publicité d'Encyclopedia Universalis "30 grammes et 45 millions de mots" vous paraît-elle justifiée?
5) En tenant compte des améliorations envisagées ci-contre, quelle serait, au minimum la capacité de ces nouveaux cédéroms?	Augmentation de la capacité de stockage: La dimension des trous et des surfaces planes codant les bits sont de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde de la lumière utilisée pour lire le cédérom. On ne peut diminuer la taille des éléments de la piste que si on utilise une lumière de plus courte longueur d'onde.	Les diodes LASER utilisées fournissent une lumière rouge. On pourrait utiliser un LASER bleu permettant de diviser par deux la taille des éléments codant les bits. Par ailleurs, on envisage de superposer deux pistes, ce qui permettraient d'augmenter la capacité de stockage.

IV Les disquettes ZIP

Les disquettes de 1,4 Mo sont bien souvent insuffisantes pour transférer des données d'un ordinateur à l'autre.

Les lecteurs "zip" fonctionnent avec des disquettes de 100 Mo ou 250 Mo. Ces lecteurs peuvent être externes et donc transportables. Les disquettes peuvent être effacées comme des disquettes ou disques durs habituels.

Disquette ZIP

1) Donner une solution pour échanger des sites internet capturés avec un ami.

2) Combien de disquettes de 1,4 Mo faut-il pour remplacer une disquette de 100 Mo?

VI Autres supports
Nous avons vu que les informations numériques sont codées sur des disques magnétiques ou des disques optiques. Toutefois, on utilise dans le domaine professionnel des bandes magnétiques. On utilise aussi la mémoire de cartes, comme pour la photo numérique.	Une firme anglaise a mis au point un procédé de stockage sur "papier" utilisant la LASER. La vitesse de lecture et celle d'écriture (1,5 Mo/s et par piste) sont très rapides. La durée de stockage est quasi illimitée. Ce "papier" est en réalité fait de matériaux synthétiques.	Les premiers dispositifs de stockage ont été les cartes perforées utilisant le code Hollerith et les rubans perforés utilisant le code ASCII. Les supports utilisés aujourd'hui sont incomparablement plus performants. 1) Faire une liste des supports de stockage actuels.