Chapitre 5. Gestion du stockage

S'il y a un aspect du travail de l'administrateur système qui monopolise la plupart de son temps, c'est bien la gestion du stockage. On a l'impression que les disques sont toujours à cours de mémoire, qu'ils sont surchargés par une activité d'entrée sorties trop intense ou qu'ils tombent en panne de façon inattendue. Dans de telles conditions, il est primordiale de disposer de solides connaissances en matière de stockage disque, afin d'être un bon administrateur système.

5.1. Bref aperçu du matériel de stockage

Avant de pouvoir gérer le stockage, il est essentiel de comprendre le matériel sur lequel les données sont stockées. À moins que vous ne disposiez d'un minimum de connaissances sur le fonctionnement des périphériques de stockage de masse, vous courrez le risque de vous trouver dans une situation où vous devrez faire face à un problème lié au stockage mais ne disposerez pas des connaissances de base nécessaires pour interpréter le problème en question. En acquérant une compréhension élémentaire du fonctionnement du matériel sous-jacent, vous devriez être en mesure de déterminer plus facilement, si le sous-système de stockage de votre ordinateur fonctionnent correctement.

La grande majorité des périphériques de stockage de masse utilisent un support rotatif d'un type ou d'un autre et prennent en charge l'accès aléatoire de données sur ce média. Ainsi, les composants suivants seront présents sous une forme ou sous une autre, dans presque tout périphérique de stockage de masse :

Les sections suivantes examinent en détail chacun de ces composants.

5.1.1. Plateaux de disque

Les supports rotatifs utilisés par presque tous les périphériques de stockage se présentent sous la forme d'un ou plusieurs plateaux plats et ronds. Le plateau peut être composé de matériaux très variés, tels que l'aluminium, le verre et le polycarbone.

La face de chaque plateau est traitée de telle sorte qu'elle puisse permettre le stockage de données. La nature exacte du traitement dépend de la technologie de stockage de données utilisée. La technologie de stockage de données la plus courante repose sur la propriété du magnétisme ; dans ce cas, les plateaux sont couverts d'un composé montrant de bonnes caractéristiques magnétiques.

Une autre technologie courante de stockage de données repose sur des principes optiques ; dans ces cas-là, les plateaux sont couverts de matériaux dont les propriétés optiques peuvent être modifiées, permettant par là-même le stockage de données de manière optique[1].

Indépendamment du type de technologie utilisée, les plateaux de disque tournent, permettant à la totalité de leur face de passer à proximité d'un autre composant de la plupart des périphériques de stockage de masse — le périphérique de lecture/écriture de données.

5.1.2. Périphérique de lecture/écriture de données

Le périphérique de lecture/écriture de données est le composant prenant les bits et octets qu'un système informatique utilise pour son fonctionnement et le convertit ensuite en variations magnétiques ou optiques nécessaires pour interagir avec les matériaux recouvrant la face des plateaux de disque.

Parfois, les conditions dans lesquelles ces périphériques doivent fonctionner relèvent du défi. Dans le cas du stockage de masse effectué de manière magnétique par exemple, les périphériques de lecture/écriture (appelés têtes) doivent être positionnées très près de la surface du plateau. Toutefois, si la tête et la face du plateau de disque venaient à entrer en contact, la friction produite endommagerait très sérieusement aussi bien la tête que le plateau. En conséquence, la surface de la tête et celle du plateau sont minutieusement polies, permettant à la tête d'utiliser un coussin l'air générée par la rotation des plateaux pour rester juste au-dessus de la surface du plateau sans le toucher, "survolant" ainsi ce dernier à une altitude inférieure à l'épaisseur d'un cheveu. C'est d'ailleurs la raison pour laquelle les disques durs risquent être endommagés par les chocs, les changements soudains de température et toute contamination transmissible par l'air.

Les défis auxquels les têtes optiques doivent faire face sont quelque peu différents de ceux auxquels les têtes magnétiques sont confrontés — dans le cas des têtes optiques, l'assemblage de la tête doit rester à une distance relativement constante par rapport à la surface du plateau, sinon, les lentilles utilisées pour la mise au point sur le plateau ne produiront pas une image d'une qualité suffisante.

Ceci dit, pour le stockage de données, les têtes utilisent dans les deux cas une toute petite partie de la superficie du plateau. Lors de la rotation de ce dernier sous les têtes, la superficie se transforme en un cercle concentrique très fin.

Si telle était vraiment le fonctionnement des périphériques de stockage de masse, 99% de la superficie du plateau serait gaspillée. Certes des têtes supplémentaires pourraient être installées, mais pour pouvoir utiliser toute la superficie du plateau, des milliers de têtes seraient nécessaires. Une approche plus pratique consiste donc à déplacer la tête sur la surface du plateau.

5.1.3. Bras d'accès

En utilisant une tête montée sur un bras capable de balayer toute la surface du plateau, il est possible d'utiliser le plateau complètement pour le stockage de données. Toutefois, le bras d'accès doit pouvoir faire deux choses :

  • Bouger avec une grande rapidité

  • Bouger avec une grande précision

Le bras d'accès doit se déplacer aussi rapidement que possible, car le temps nécessaire à son déplacement d'un point à un autre est du temps de perdu. En effet, aucune donnée ne peut être lue tant que le bras d'accès n'est pas immobile[2].

Le bras d'accès doit pouvoir se déplacer avec une grande précision parce que, comme nous l'avons mentionnée précédemment, la superficie utilisée par la tête est infime. Par conséquent, afin d'utiliser la capacité de stockage du plateau de manière efficace, il est nécessaire de pouvoir déplacer la tête juste assez pour s'assurer que toute donnée enregistrée au nouvel emplacement n'écrase pas les données écrites à l'emplacement précédent. À un niveau conceptuel, ce processus divise la face du plateau en une ou plusieurs centaines "d'anneaux" ou pistes. Le déplacement du bras d'accès d'une piste à une autre est souvent appelé processus de recherche et on fait référence à la durée nécessaire au bras d'accès pour passer d'une piste à une autre sous le terme de temps de recherche.

Lorsqu'il y a plusieurs plateaux (ou un seul plateau utilisant les deux faces pour le stockage de données), les bras des deux côtés sont montés de manière solidaire, permettant ainsi l'accès simultané à chaque piste sur chaque plateau. Si on pouvait visualiser les pistes de chaque face avec un accès fixe au-dessus d'une piste donnée, elles apparaîtraient comme étant empilées les unes au-dessus des autres, format une sorte de cylindre ; c'est la raison pour laquelle l'ensemble des pistes accessibles depuis un emplacement précis des bras d'accès porte le nom de cylindre.

Notes

[1]

Certains périphériques optiques — particulièrement les lecteurs des CD-ROM — ont recours à des approches quelque peu différentes en matière de stockage de données ; ces différences seront soulignées plus tard dans ce chapitre, lorsque les sujets y faisant référence seront abordés.

[2]

Dans certains périphériques optiques (tels que les lecteurs de CD-ROM) le bras d'accès bougeant en permanence, l'assemblage de la tête effectue une déplacement en spirale au-dessus de la face du plateau. Ce point représente la différence fondamentale existant dans l'utilisation du support de stockage et reflète les origines du CD-ROM en tant que support pour le stockage de musique, où la recherche de l'information est une opération plus courante que la recherche de l'emplacement particulier de données.