Le formatage

Le formatage d’un disque dur est un processus qui permet une restructuration du disque. Elle peut-être physique ou logique. Dans tous les cas, cette opération entraîne une perte des données irréversibles. Il est donc nécessaire de sauvegarder les données dans la mesure du possible. Le formatage a pour but d’établir une nouvelle organisation des données sur le disque.

Il sera donc nécessaire de comprendre l’architecture d’un disque dur. Que se passe t’il pendant ce processus ? Pourquoi est-il nécessaire d’effectuer un formatage à haut niveau ou à bas niveau ?

I] l’architecture d’un disque dur

Le disque dur est composé de plusieurs plateaux en forme de disques. Chaque plateau est constitué de plusieurs milliers de cylindres. Un cylindre est l’ensemble des pistes. Une piste est une zone concentrique disposée sur le plateau. Chaque piste est constituée de plusieurs secteurs dont le nombre varie entre 60 et 120.Les pistes sont séparées par des espaces noirs qu’on appelle «trous» ou « gaps » en anglais. Les plateaux sont recouverts par un oxyde magnétique, substance capable de conserver une bonne aimantation(aimantation : m=Xm*h, avec rot h=J libre. , Xm : constante dépendant du matériau magnétique, m, h, rot h sont des grandeurs vectorielles. L’enregistrement des données s’effectue par la polarisation des plateaux à l’aide des têtes d’écriture / lecture. Ces têtes se déplacent sur la surface du plateau (face inférieure ou face supérieure), sur un coussin d’air d’une épaisseur variant entre 0.2 um et 0.5 um. Le tout est placé dans une coque et isolé de toutes poussières. Le disque dur comporte généralement huit plateaux tournant, grâce à un moteur, à plus 10 0000 tours/minutes, pour les disques durs les plus performants. Maintenant nous pouvons comprendre les initiales C.H.S (Cylinders, heads, sectors.) Elles donnent les caractéristiques physiques d’un disque dur. C : le nombre de cylindres (en réalité le nombre de pistes), H : numéro de face supérieure ou de face inférieure du plateau ( généralement heads=16 car un disque dur possède couramment 8 plateaux à deux faces), S : le nombre de secteurs. En générale la taille d’une taille d’un secteur de 512 KO. On peut calculer la taille du disque dur (ex : 512*1024*16*63=528482304 octets soit environ 504 MO car 2^10=1024 octetsó1 MO. Avec les nouveaux disques, la structure est différente, le calcule n’est plus valable. En effet des nouveaux procédés d’agencement sont apparus comme le ZONE-BIT-RECORDING qui permet d’avoir plus de places disponibles sur le disque dur.

Schéma fonctionnel d’un disque dur

Schéma fonctionnel d’un plateau circulaire

II ] Que se passe t’il lorsqu’on formate un disque dur ?

Pendant le formatage, des tests de contrôle sont effectués. Ces tests obéissent à un algorithme permettant de tester la validité du secteur. Si le secteur est défectueux, le secteur est marqué comme non-valide. Il ne pourra plus être utilisé, plus aucune polarisation existera dans cette zone. Le secteur est considéré comme défectueux. Lors de la lecture des données, le disque envoie une valeur contenue le paquet des données au système. Le système quant à lui calcule une valeur en fonction des données qu’il a reçu. Si les deux valeurs diffèrent, il y a un problème physique. D’autres types de contrôles du même type existent comme le contrôle de redondance cyclique C.R.C. Ce contrôle est utilisé pour l’intégrité du fichier. Alors que SCANDISK considèrent les secteurs comme valides, après une relecture des secteurs, une comparaison s’effectue si les secteurs diffèrent, le secteur est considère comme invalide.

Remarque :

Vous avez du remarquer que la taille du disque dur diffère après un formatage logique ou physique. En effet au début et à la fin de chaque secteur, des zones apparaissent marquant le début et la fin d’un secteur. Une zone de préfixe qui donne le numéro de secteurs et une zone de suffixe qui marque une somme de contrôle appelée CRC ( Cyclical Redundancy Check ) qui a pour rôle de garantir l'intégrité des données stockées. C'est la fonction INT 13h - 04h qui réalise ce contrôle.

Le calcul se fait à l'aide du polynôme suivant :

CRC = x¹⁶ + x¹⁵ + x² + 1

Il existe une autre variante de ce polynôme fournit par le CCITT :

CRC = x¹⁶ + x¹² + x⁵ + 1

Chaque secteur contient également 512 octets de données. Alors qu’avant le formatage, il y’avait 571 octets.

III] Haut niveau ou bas niveau

Le formatage haut niveau appelé communément formatage logique, s’effectue après un formatage de bas niveau. Ce formatage va spécifier un nouveau système de fichiers dans laquelle un système d’exploitation pourra être utiliser (EXT2fs : linux ; NTFS : Windows2000, NT4 ; FAT32 : Windows 98…. Alors un système de fichiers est équivalent à un type de système d’exploitation. Si on veut plusieurs O.S, il faut plusieurs partitions dans laquelle il existe un seul type de système de fichiers. Il n’est pas nécessaire d ‘effectuer alors un formatage à bas niveau. Mais seulement un formatage à haut niveau. Un nouveau système logique se met en place. Une table d’allocation (File Allocation Table) se crée. Elle définit une nouvelle taille des blocs de données ou « cluster », c’est la plus petite unité du disque dur. Des données sont enfermées dans des clusters et se retrouvent dispersés sur l’ensemble des plateaux. Voilà une raison de de fragmenter le disque dur car les clusters sont sans arrêt déplacés, vidés, remplis et cela peut donc nuire à l’accès des données. Le cluster est donc en relation directe avec le système de fichiers. Ainsi le FAT32 possède 2^32 clusters c’est-à-dire 4294967296 clusters. En sachant que la taille minimale de cluster est de 2048 octets. La taille d’une partition en FAT32 serait égale à 2^32*2048=8 To ou 8*1024 Go !!. Mais rassurez-vous l’interface d’un tel disque dur n’existe pas encore, pour l’instant nous sommes à l’ultra 133 (ATA 133.) pour les disques durs I.D.E.

Le formatage à bas niveau est plus puissant et plus minutieux. Elle divise la surface des plateaux en pistes, secteurs, cylindres.Cette opération de grande envergure est seulement nécessaire si un gros problème surgit (bruit des têtes de lecture / d’écriture sur les plateaux, interruption d’écriture ou de lecture, accès difficile au disque, clusters défectueux…) sur le disque dur. Si le bios ne détecte pas le disque dur, envoyé-le sans aucune hésitation au constructeur. (Garantie 3 ans généralement. A l’inverse s’il y a détection, il existe une possibilité de réparer le disque dur. Mais le risque de perdre toutes les données est presque sur. A moins de contacter les sociétés spécialisées dans la récupération des données. Il est préférable d’utiliser une disquette boot contenant le programme nécessaire au formatage de bas niveau. (Voir la liste ci-dessus. Attention il existe des programmes spécifiques pour chaque disque dur, il faut utiliser ces programmes avec précautions. Puis utiliser la commande FDISK pour partitionner et effectuer un formatage logique. Voici quelques petits programmes destinés à effectuer les formatages de bas niveau.

SGATFMT4	Destiné pour les disques durs seagate et les autres.
MAXLLF	Pour les disques durs Maxtor et les disques durs 2.5"
LXTFMT	Pour disques durs Maxtor IDE/AT de la série LXT
CLEARHDDSAMSUNG	Pour disques durs SAMSUNG uniquement
ERASEFUJITSU	Pour les disques durs FUjISTU uniquement
IBM	Pour les disques durs IBM uniquement
DLGINSTALL_10_0	Pour disques durs Western Digital