5.2. Concepts d'adressage en matière de stockage

La configuration de plateaux de disque, têtes et bras d'accès permet de positionner la tête au-dessus d'une face quelconque de tout plateau dans un périphérique de stockage de masse. Ceci n'est néanmoins pas suffisant ; afin de pouvoir utiliser la capacité de stockage, il est nécessaire de disposer d'une méthode permettant de donner des adresses à des parties d'une taille uniforme, faisant partie du stockage disponible.

Un dernier aspect de ce processus est encore nécessaire. Prenez toutes les pistes des nombreux cylindres présents dans un périphérique de stockage de masse type. Étant donné que les pistes ont des diamètres différents, leur circonférence varie en conséquence. Ainsi, si le stockage ne recevait une adresse qu'au niveau de la piste, chaque piste contiendrait des quantités différentes de données — la piste #0 (se trouvant vers le centre du plateau) contiendrait peut-être 10,827 octets, alors que la piste #1,258 elle (se trouvant proche de la bordure extérieure du plateau), contiendrait peut-être 15,382 octets.

La solution consiste à diviser chaque piste en secteurs ou blocs de segments de stockage de taille homogène (souvent 512 octets). De cette manière, chaque piste contient un nombre fixe[1] de secteurs.

Une conséquence secondaire de cette approche est que chaque piste contient de l'espace inutilisé — l'espace entre les secteurs. En raison du nombre constant de secteurs sur chaque piste, la quantité d'espace inutilisé varie — relativement peu d'espace inutilisé sur les pistes au centre du plateau contre beaucoup d'espace inutilisé sur les pistes se trouvant en bordure du plateau. Dans les deux cas, l'espace inutilisé représente une perte d'espace dans la mesure où aucune donnée ne peut y être stockée.

Toutefois, l'avantage de cette approche faisant de l'espace perdu un sacrifice acceptable, est que l'adressage efficace du stockage sur un périphérique de stockage de masse et désormais possible. En fait, il existe deux méthodes d'adressage — l'une basée sur la géométrie et l'autre sur les blocs.

5.2.1. Adressage basé sur la géométrie

Le terme d'adressage basé sur la géométrie fait référence au fait que les périphériques de stockage de masse stockent effectivement les données à un endroit physique bien spécifique sur le support de stockage. Dans le cas des périphériques décrits ici, ce terme fait référence à trois éléments définissant un point spécifique sur les plateaux de disque des périphériques.

La section suivante décrit la manière selon laquelle une adresse hypothétique peut renvoyer à un emplacement physique spécifique sur le support de stockage.

5.2.1.1. Cylindre

Comme nous l'avons mentionné précédemment, le cylindre indique un emplacement spécifique du bras d'accès (et par conséquent, des têtes de lecture/écriture). En spécifiant un cylindre particulier, ont fait abstraction de tous les autres cylindres, réduisant ainsi notre recherche à seulement une piste pour chaque face dans le périphérique de stockage de masse.

CylindreTêteSecteur
1014XX

Tableau 5-1. Adressage du stockage

Dans le Tableau 5-1, la première partie de l'adresse basée sur la géométrie du disque a été complétée. Deux éléments de cette adresse — la tête et le secteur — n'ont pas encore été définis.

5.2.1.2. Tête

Bien qu'au sens strict nous choisissions un plateau de disque précis, il est plus simple de concevoir le processus en tant qu'interaction avec une tête particulière, étant donné que chaque face a une tête de lecture/écriture qui lui est attitré. En fait, les composants électroniques sous-jacents du périphérique sélectionnent une tête et — en dé-sélectionnant les autres — interagissent seulement avec la tête choisie pour toute la durée des opérations d'E/S. Toutes les autres pistes constituant le cylindre actuel ne sont désormais plus prises en compte.

CylindreTêteSecteur
10142X

Tableau 5-2. Adressage du stockage

Dans le Tableau 5-2, les deux premiers éléments constituant une adresse basée sur la géométrie du disque ont été complétés. Un dernier élément de cette adresse — le secteur — reste encore à être défini.

5.2.1.3. Secteur

En précisant un secteur particulier, nous avons terminé l'adressage et avons identifié de manière unique le bloc de données choisi.

CylindreTêteSecteur
1014212

Tableau 5-3. Adressage du stockage

Dans le Tableau 5-3, la totalité de l'adresse basée sur la géographie a été définie. L'adresse identifie l'emplacement d'un bloc précis parmi les autres blocs figurant sur le périphérique.

5.2.1.4. Problèmes liés à l'adressage basé sur la géométrie du disque

Alors que l'adressage basé sur la géométrie est relativement simple, il existe toutefois un domaine ambigu qui est source de problèmes. Cette ambiguïté réside dans le numérotage des cylindres, têtes et secteurs.

Chaque adresse établie en fonction de la géométrie du disque identifie certes de manière unique un bloc spécifique de données, mais cette méthode ne s'applique que si le système de numérotage des cylindres, têtes et secteurs ne change pas. Si le système de numérotage change (comme lorsque le matériel ou les logiciels interagissant avec le périphérique de stockage changent), le mappage entre les adresses basées sur la géométrie et les blocs de données leur correspondant peut lui aussi changer, rendant par là-même impossible l'accès aux données souhaitées.

En raison de ce potentiel d'ambiguïté, une approche différente a été développée pour l'adressage. Cette dernière est traitée en détail dans la section suivante.

5.2.2. Adressage basé sur les blocs

L'adressage basé sur les blocs est beaucoup plus simple que l'adressage basé sur la géométrie du disque. Avec l'adressage basé sur les blocs, chaque bloc de données se voit attribuer un numéro unique. Ce numéro est passé de l'ordinateur au périphérique de stockage de masse qui lui, effectue de manière interne la conversion en une adresse basée sur la géométrie, dont la circuitrie de contrôle du périphérique a besoin.

Étant donné que la conversion en une adresse basée sur la géométrie est toujours effectuée par le périphérique lui-même, elle est toujours homogène, éliminant ainsi les problèmes liés à l'attribution d'un adressage basé sur la géométrie au périphérique.

Notes

[1]

Alors que les premiers périphériques de stockage de masse utilisaient le même nombre de secteurs pour chaque piste, les périphériques plus récents divisent la gamme de cylindres en "zones" différentes, chacune d'elles ayant un nombre de secteurs différents par piste. Cette approche est utilisée afin d'exploiter l'espace supplémentaire entre les secteurs des cylindres extérieurs où l'espace inutilisé entre les secteurs est plus grand