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Un disque dur est composé de plateaux rigides coaxiaux (des disques eux mêmes en fait) qui sont magnétisables par une tête de lecture-écriture.
Ces plateaux rigides tournent en même temps dans le même sens. Classiquement, la vitesse de rotation varie de 5400 à 15000 tours par minute.
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La vitesse de rotation des plateaux est un facteur très important car il détermine la vitesse d'accès aux données (en lecture ou en écriture). En effet, plus les disques tournent vite moins les têtes auront à attendre pour se positionner. Pas bête ;)
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Chaque plateau contient une tête de "lecture-écriture", en général de chaque côté. Cela dépend si la surface magnétisable est situé des deux côtés ou d'un seul.
Pour un disque avec des plateaux "double-face", s''il y a 3 plateaux le disque sera donc équipé de 6 têtes de lecture-écriture.
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Le formatage physique dit de "bas niveau", préalablement effectué en usine, divise les plateaux du disque dur en éléments physiques de bases que sont les pistes, secteurs, clusters et cylindres qui vont définir la façon dont les données sont physiquement lues et écrites sur le disque.
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* Les pistes (tracks)
Tout d'abord chaque plateau est composé de pistes où sont stockées les données. Ces pistes sont en fait des cercles concentriques elles sont numérotées en partant de l'extérieur (piste 0) vers l'intérieur (piste n).
Le nombre de ces pistes peut énormément varier selon le modèle, l'époque... et bien d'autres paramètres!
* Les secteurs et les blocs (clusters)
Chaque piste est divisé en petites sections formant des arcs de cercles qu'on appelle des secteurs. Un secteur représente la plus petite unité de stockage sur le disque dur. Classiquement 512 octets, mais récemment sont apparus des disques avec des secteurs pouvant aller jusqu'à 4Ko (4096 octets).
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Le nombre minimal d'octets lus par une tête de lecture est physiquement définit par la taille d'un secteur. Néanmoins le système d'exploitation peut choisir au moment de l'initialisation du disque (création de la table de partitionnement), de fixer une unité d'entrée/sortie supérieure à la taille d'un secteur mais multiple de cette dernière. On obtient donc des blocs (clusters) dont la taille est typiquement 512 octets (1 secteur), 1024 octets (2 secteurs) ou 4Ko (4 secteurs).
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* Les cylindres
Avec le disque dur le procédé d'accès aux données est similaire à un tourne disque: un moteur fait tourner les plateaux à vitesse constante (exemple: 7200 tours/minute). Les têtes, en général 2 par plateaux, doivent venir se positionner au dessus (et au dessous) de la piste à lire ou à écrire. Un second moteur est nécessaire pour déplacer les bras qui sont solidaires d'un même axe et implique le déplacement de toutes les têtes simultanément. Ainsi à un instant donné, toutes les pistes situées sous (ou sur) les têtes portent le même numéro: c'est ce qu'on appelle un cylindre!
Bien sûr c'est un cylindre virtuel mais il passe sous toutes les pistes de même numéros. Ainsi si un fichier ne peut être écrit sur une même piste, il sera intéressant qu'il se trouve sur le même cylindre. L'accès aux données de ce fichier sera plus rapide puisqu'il n'y aura pas de mouvement de bras supplémentaire.
Alors que l'écriture consiste en la modification magnétique d'un secteur du disque par la tête d'écriture, la lecture consiste en l'analyse d'une zone magnétique du disque par la tête de lecture.
La relation disque dur maître/esclave n'existe plus vraiment depuis l'apparition du SATA.
Une partition recouvre une suite continue de cylindres: les limites des partitions sont donc celles des cylindres. Une partition s'étend du cylindre "n" au cylindre "m". La formule qui donne la taille d'une partition en Mo est la suivante:
où Nt est le nombre de têtes et Ns le nombre de secteurs par piste, du disque.