Disquette
La disquette est utilisée en informatique comme un moyen de stockage d'information amovible. Elle a été lancée par IBM en 1971 (dans sa version 8 pouces) pour stocker les microprogrammes des systèmes 370 et, accessoirement, envoyer pour un faible coût des mises à jour à leurs possesseurs. Cette première disquette pouvait stocker 80 000 caractères, soit environ une journée de frappe d'une opératrice de saisie. Pour cette raison, des matériels de saisie sur disquette commencèrent à remplacer les encombrantes et bruyantes perforatrices de cartes utilisées jusque là.
La disquette est aussi appelée « disque souple » en raison de sa souplesse et par opposition au disque dur. Le nombre de pouces (1" vaut exactement 2,54 cm) correspond au diamètre du disque.
| Sommaire |
Principe de fonctionnement
Structure physique des disquettes
Disquette.png
Les disquettes ont la même structure que les disques durs. La différence entre les deux est que les disquettes sont amovibles et qu'elle ne sont composées que d'un seul disque.
Les disquettes sont divisées en pistes : sorte de cercles concentriques répartis à intervalles régulier sur leur surface magnétique.
Les pistes sont numérotées de 0 à n, n étant le nombre total de pistes -1 variant avec le type de disquette. La piste 0 est celle située le plus à l'extérieur de la disquette.
Chaque piste est divisée en un nombre constant de secteurs de taille égale. Le nombre de ces secteurs dépend du format de la disquette et sont numérotés de 1 à n, n étant le nombre de secteurs par piste.
Chaque secteurs représente 512 octets pour un PC et un Atari ST. Le secteur (ou bloc) est la plus petite partie du disque que l'ordinateur puisse lire.
La disquette est souvent divisée en deux faces numérotées 0 et 1 car les lecteurs récents sont équipés de deux têtes de lecture/écriture : une pour chaque face.
On peut donc calculer la capacité d'une disquette par la formule : Nombre de têtes * Nombre de pistes * nombre de secteurs par pistes * 512 octets par secteurs.
Caractéristiques de quelques disquettes
| Type | Lecteur | Secteurs par piste | Pistes par Face | Capacité | Débit de transfert des données |
|---|---|---|---|---|---|
| Double Densité | P.C./XT | 8 | 40 | 160/320 Ko | 250 KBit/s |
| Double Densité | P.C./XT | 9 | 40 | 180/360 Ko | 250 KBit/s |
| Haute Densité | AT | 15 | 80 | 1,2 Mo | 500 KBit/s |
| Type | Lecteur | Secteurs par piste | Pistes par Face | Capacité | Débit de transfert des données |
|---|---|---|---|---|---|
| Double Densité | P.C./XT | 9 | 80 | 720 Ko | 250 KBit/s |
| Haute Densité | AT | 18 | 80 | 1,44 Mo | 500 KBit/s |
| Extra Haute Densité | AT | 36 | 80 | 2,88 Mo | 1 MBit/s |
Organisation logique d'une disquette (au format FAT)
Une disquette FAT est divisée en quatre grandes parties :
- Le secteur Boot : c'est l'entête de toute unités piste 0, tête 0, secteur 1 on y trouve des informations utiles sur le type de support au quel on à affaire comme le type de médias, le nombre de secteurs par pistes, le nombre de pistes, le nombre de têtes de lecture/Ecriture, et les différentes adresses pour accéder aux autres parties de la disquette.
- La FAT (File Allocation Table : Table d'Allocation des Fichiers) : La FAT est une table qui est l'image de la disquette dans laquelle l'ordinateur peut savoir si un secteur est utilisé ou non et s'il est défectueux car ce type de support magnétique est assez fragile et lire ou écrire une piste endommagée fait perdre beaucoup de temps. La FAT permet aussi d'utiliser toute la capacité d'une disquette car si on efface un fichier, ça crée un « trou » entre deux fichiers et le prochain fichier s'il est plus gros que le fichier effacé alors il n'y aura pas la place de le sauvegarder ; la FAT permet pour résoudre ce problème de fractionner le fichier : une partie dans le premier espace libre et la suite à la fin de la disquette. Il peut y avoir plusieurs FAT sur un support pour des comparaisons s’il y a eu des perturbations pendant leur modification.
- Le ROOT : c'est là qu'on trouve le nom des fichiers, leur taille, leur date et heure de création et leurs attributs (Défini si un fichier est caché, en lecture uniquement, etc.)
- Les données : le reste du disque est utilisé pour stocker les informations des fichiers.
Lecture et écriture sur une disquette
Le lecteur de disquette est composé de deux moteurs :
- Le premier entraîne la disquette et tourne à une vitesse de 300 tours minutes. Dès que l'ordinateur commande une fonction, la disquette tourne et reste un certain temps en marche après les opérations pour permettre un accès plus rapide à d'autres appels (pas d'attente). Cette vitesse de rotation est réglée grâce à un capteur qui détecte une rotation complète du disque.
- Le second est un moteur pas à pas qui permet de déplacer la tête de lecture/Ecriture précisément sur la piste voulue.
Formatage.png
en sens inverse ce qui permet la lecture et l'écriture de bit, la disquette étant recouvert d'une couche d'oxyde magnétique. Un bit est positionné ou pas suivant le sens de l'orientation des micro-particules d'oxyde magnétique, dans un sens, le bit est lu comme un « 0 » logique, et dans l'autre sens comme un « 1 » logique. Pour l'écriture, la bobine impose un sens aux micro-particules grâce à un champs magnétique crée avec une bobine ou l'autre suivant le sens que l'on veut donner au bit écrit.
Sur une disquette neuve, les micro-particules sont orientées aléatoirement, elle est donc illisible. Pour écrire sur une disquette, il faut au préalable la formater pour lui donner un format de données : créer le secteur BOOT, les FAT et le répertoire ROOT dans le cas d'une disquette FAT. Le formatage peut aussi rendre une disquette amorçable (elle permettra de démarrer l'ordinateur) en copiant une partie du système d'exploitation et en créant un programme de lancement au niveau du BOOT, c'est là que l'on trouve les virus les plus dangereux car ce programme est le premier lancé par l'ordinateur avant le système.
Historique
Disquettes.jpg
La disquette 8 pouces
En 1967 le centre de développement des dispositifs de stockage d'IBM à San Jose en Californie reçut une nouvelle tâche : développer un système simple et peu coûteux pour charger du microcode dans les mainframes System/370. Les 370 étaient les premières machines d'IBM à utiliser de la mémoire à semiconducteurs. Cette mémoire étant volatile, tout le microcode devait être rechargé à chaque fois que l'alimentation était coupée. Normalement cette tâche incombait à divers lecteurs de bande magnétique qui étaient fournis presque systématiquements avec les 370. Cependant, les bandes étaient longues, et donc leur chargement était lent. IBM désirait mettre en place un système plus rapide et adapté, et qui de surcroît pourrait également permettre d'envoyer des mises à jour aux clients pour un coût modique (de l'ordre de 5 dollars).
David Noble, qui travaillait sous la direction d'Alan Shugart, étudia les solutions existantes à base de bandes magnétiques, dans l'espoir d'améliorer ce type de systèmes. En fin de compte, il abandonna cette voie et repartit sur de nouvelles bases. Son resultat fut un disque souple en lecture seule de 8 pouces (20 centimètres) qu'il appela le « memory disk » (disque-mémoire), qui pouvait contenir 80 kilo-octets de données. Au départ, il s'agissait tout simplement d'un disque. Cependant, le disque se salissait rapidement, ce qui posait des problèmes de lecture. C'est pourquoi il fut enfermé dans une enveloppe en plastique dont l'intérieur était revêtu d'un tissu pour capturer les poussières. Ce nouveau dispositif équipa en standard les 370 à partir de 1971.
En 1973, IBM sortit une nouvelle version du disque souple, cette fois sur le système de saisie de données 3740. Le nouveau système utilisait un format d'enregistrement différent qui pouvait stocker jusqu'à 256 Ko sur les mêmes disques, et disposait en outre d'un mode lecture/écriture. Ces lecteurs se répandirent, et furent finalement utilisés pour transporter des données, remplaçant presque totalement les bandes magnétiques pour les petits transferts.
Quand les premiers micro-ordinateurs furent développés dans les années 1970, le disque souple de 8 pouces fut utilisé sur quelques-uns d'entre eux comme dispositif de stockage à « haute vitesse ». Ce dispositif était très onéreux. Le premier système d'exploitation pour micro-ordinateurs, CP/M, était distribué à l'origine sur des disques 8 pouces. Toutefois, les lecteurs étaient toujours très chers, pratiquement plus chers que l'ordinateur auxquels ils étaient connectés. C'est pourquoi la plupart des machines de cette époque utilisaient plutôt des enregistreurs à cassettes.
À cette époque, Alan Shugart quitta IBM et fit un bref séjour chez Mémorex. Ensuite, il fonda Shugart Associates en 1973. La société commença à travailler aux améliorations du format 8 pouces existant et créa même un nouveau formatage de 800 Ko. Cependant, comme les bénéfices n'étaient pas au rendez-vous, Shugart fut congédié en 1974 par l'entreprise qu'il avait créée.
La mini-disquette de 5" ¼
En 1976 un des associés de Shugart, Jim Adkisson, fut approché par An Wang des laboratoires Wang, qui sentait que le format 8 pouces était simplement trop grand pour les machines de traitement de texte de bureau qu'il développait. Après une réunion dans un bar à Boston, Adkisson demanda à Wang de quelle taille il pensait que les disques devraient être, et Wang montra une serviette et dit « a peu près cette taille ». Adkisson ramena la serviette en Californie, il trouva qu'elle mesurait 5"¼ de large (5 pouces un quart, soit env. 13 centimètres), et développa un nouveau lecteur de cette taille stockant 110 Ko.
Le lecteur de 5" ¼ était considérablement moins cher que les lecteurs 8 pouces d'IBM et il commenca bientôt à apparaître sur des machines CP/M. À un moment, Shugart Assoc. produisait 4000 lecteurs par jour. En 1978 il y avait plus de 10 fabricants produisant des lecteurs de disquette 5" ¼ et le format remplaça rapidement le 8 pouces pour la diffusion de la plupart des applications.
Tandon présenta un lecteur double face en 1978, doublant la capacité, et le nouveau format « DD » (double densité) de 360 Ko s'imposa rapidement. Au début des années 80, des lecteurs de 96 TPI (track per inch, pistes par pouce) apparurent, passant la capacité de 360 à 720 Ko, mais ce format n'eut pas beaucoup de succès. En 1984, avec son ordinateur haut de gamme PC/AT, IBM lança le disque « HD » (high density, haute densité). Ce disque, de densité quadruple, utilisait 96 pistes par pouce combinées avec une densité plus élevée sur chaque piste ; finalement, il contenait jusqu'à 1,2 méga-octets (Mo) de données. Au moment où le disque dur moyen contenait 10 à 20 méga-octets, ceci était considéré comme assez spacieux. Mais son utilisation était limitée aux ordinateurs équipés d'un lecteur ad hoc.
Les lecteurs de disquettes 5" ¼ permettaient la lecture et l'écriture. Pour éviter d'écrire par mégarde sur une disquette, il suffisait de recouvrir une encoche, située en haut à droite de l'enveloppe de la disquette, par un bout de papier opaque collant (la disquette était « protégée en écriture »). Une fois ce papier enlevé, le lecteur pouvait de nouveau écrire sur la disquette.
Depuis le début, par économie, les lecteurs de disquettes ne comportaient qu'une tête de lecture ; la lecture des disquettes se faisait donc sur une seule face. Pourtant les deux faces étaient recouvertes d'un support magnétique. Les vendeurs de disquettes diffusèrent alors des disquettes « double face » qui comportaient une encoche de chaque côté de l'enveloppe. Il suffisait d'enlever la disquette du lecteur et de la retourner pour bénéficier d'une nouvelle capacité de stockage, sur le modèle du fonctionnement des cassettes audio (avant l'invention de l'autoreverse). Le prix des disquettes double face était sensiblement plus élevé que les « simple face » alors que la seule différence était l'encoche supplémentaire.
Pendant les années 70 et les années 80, les disques durs, trop chers, étaient quasi inexistants sur les micro-ordinateurs, le lecteur de disque souple était le dispositif de stockage primaire de base. Le système d'exploitation devait être chargé en mémoire vive à chaque démarrage au moyen d'une disquette ; cette disquette était ensuite enlevée et remplacée par une autre contenant les programmes et les données. Quelques machines utilisant deux unités de disques (ou un lecteur double) permettaient à l'utilisateur de laisser la disquette du système d'exploitation en place et de changer indépendamment les disquettes de données. Avoir deux lecteurs permettait aussi de recopier ses données (les sauvegarder) bien plus efficacement qu'avec un seul lecteur. En effet, le système lisait quelques octets de la disquette d'origine puis demandait la disquette de sauvegarde pour écrire ces octets, ce qui imposait de nombreux va-et-vient entre les disquettes. On « jouait au grille-pain ». Outre le temps que cela prenait, le risque de se tromper de disquette n'était pas négligeable et la manipulation était source d'usure. Avec deux lecteurs, il suffisait de mettre la disquette d'origine dans un lecteur et la disquette de sauvegarde dans l'autre.
Vers la fin des années 80, les disquettes 5" ¼ furent remplacées par les disquettes 3½ pouces. La popularité des premières baissa au début des années 90, bien que des disquettes et des lecteurs de 5" ¼ soient encore disponibles. Sur la plupart des nouveaux ordinateurs les lecteurs 5" ¼ étaient des dispositifs facultatifs. Au milieu des années 90 ces lecteurs avaient pratiquement disparu pendant que le disque 3½ pouces devenait le disque prépondérant.
La microdisquette 3 pouces ½
Au début des années 1980, les limitations du format 5" ¼ se firent de plus en plus sentir au fil de la montée en puissance des machines. Un certain nombre de solutions furent développées : on vit apparaître des lecteurs de 2", 2" ½, 3" et 3" ½ (50, 60, 75 et 90 mm), développés par diverses entreprises. Ces solutions partageaient un certain nombre d'avantages par rapport aux formats plus anciens : une taille plus petite, une boîte rigide de protection et une glissière de protection contre l'écriture. Amstrad choisit le lecteur 3" à simple face de 160 Ko pour la gamme de CPC et PCW. Ce format, ainsi que son mécanisme d'entraînement, furent portés sur l'ordinateur ZX Spectrum +3 après qu'Amstrad eut racheté Sinclair Research. Cependant, les disquettes 3" demeurèrent onéreuses et en conséquence le format ne se propagea jamais réellement.
Les choses changèrent nettement en 1984 lorsque la société Apple Computer sélectionna le format de Sony 90.0 mm × 94.0 mm pour la gamme d'ordinateurs Macintosh, poussant ainsi ce format à devenir le standard aux États-Unis. On peut d'ailleurs noter qu'il s'agit d'un passage « silencieux » du système impérial (8 pouces) au système métrique (94 mm). Cependant, le produit fut lancé sous le nom de « disquette 3" ½ », pour bien souligner le fait qu'il était plus petit que le 5" ¼ existant. En 1989 les ventes de disquettes 3" ½ dépassèrent celles du 5" ¼.
Les disquettes 3" ½ ont, grâce à leur boîte rigide et à leur volet de protection en métal, le grand avantage de très bien protéger les faces du disque contre les contacts physiques avec l'utilisateur. Ce volet referme le boîtier plastique de la disquette à chaque fois qu'elle est manipulée en dehors du lecteur. Quand elle est insérée, le volet est ouvert par le mécanisme du lecteur, ce qui permet à la tête de lecture/écriture d'accéder aux surfaces magnétiques. La forme rectangulaire de la disquette est un autre avantage : elle empêche d'insérer la disquette dans le mauvais sens dans le lecteur, ce qui était possible avec les disquettes 5" ¼.
Comme la disquette 5" ¼, la disquette 3" ½ évolua au cours de son existence. À l'origine, deux formats étaient disponibles : double densité à double face de 720 Ko et à simple face en 360 Ko (en utilisant le même format que les disquettes de 5" ¼). La disquette était la même, la différence n'étant qu'au niveau du lecteur, selon qu'il avait une seule tête de lecture, ou une pour chaque face de la disquette. Un nouveau format appelé « haute densité » (« HD »), permettant le stockage de 1,44 Mo de données (appelation marketing car en réalité, elle contient 1 474 560 octets, ce qui équivaut à 1440 kibi-octets (KiB) ou 1,41 MiB et 1,47 Mo en décimal). Ce format fut présenté au milieu des années 1980 ; IBM l'utilisa sur la série des PS/2 présentée en 1987, Apple l'utilisa en 1988 sur les Macintosh IIx. Une autre avancée dans les enduits d'oxyde permit de créer un nouveau format dit « extended density » (« ED ») de 2,88 Mo. Ce format fut présenté sur les NeXT de deuxième génération en 1991. Cependant, il était déjà dépassé car trop petit au moment de sa sortie et donc il n'a jamais été utilisé dans des proportions significatives. Dans d'autre formats, tel que celui du Macintosh, la capacité des disques double densité atteignait 800 Ko, mais au prix d'une incompatiblité avec les modèles PC. En effet, les lecteurs pour PC, conçus à l'économie, ne peuvent pas facilement utiliser un autre formatage que le leur. Sur Amiga, la capacité d'un disque double densité montait à 880 Ko (1,76 Mo en haute densité), voire à 980 Ko en utilisant un formatage spécifique.
Plus d'une décennie après, les lecteurs 3" ½ se vendent toujours et équipent la quasi-totalité des ordinateurs. Le format est toujours celui qui fut normalisé en 1989 sous le nom ISO 9529-1.2. Mais ces lecteurs sont de plus en plus proposés en option. En effet, avec l'arrivée d'autres systèmes de stockage, tels que les diquettes ZIP, les clés USB, le CD-R, le CD-RW et les DVD, la disquette 3" ½ devient désuète.
En bref
On distingue différents formats :
- 200 mm (8 pouces) : le plus ancien ; les deux encoches de part et d'autre de la fenêtre de lecture ont fait l'objet d'un brevet, elles divisaient par deux les tensions du disque en cas de torsion involontaire pendant le transport et sans elles, les disquettes devenaient rapidement inutilisables
- 130 mm (5 pouces un quart), qui connu a connu un grand succès suite à son adoption par l'Apple II, puis par le PC en 1981, mais se périma immédiatement en 1987 avec le lancement du PS/2, à cause de sa grande taille et accessoirement de sa faible capacité (360 Ko). Le PC/AT lancé en 1983 avait des disquettes de même format extérieur mais de capacité 1,2 Mo et de fabrication différente.
- 80 mm (3 pouces), lancé par Amstrad sur les ordinateurs CPC 6128
- 90 mm (3 pouces et demi)
- inventée par Sony,
- présente le mérite de tenir dans une pochette de chemise (elle a été conçue pour cela)
- utilisée en version 400 Ko pour le Macintosh en 1984,
- introduite dans le monde PC en 1987 pour la série IBM PS/2 en versions 720 Ko et 1,44 Mo ; cette dernière commence à être détrônée en 2004 par les clés USB, depuis que les BIOS permettent de booter sur ces clés.
- sa version 2,88 Mo, utilisée sur certains PS/2 de haut de gamme et IBM RS/6000, ne rencontra jamais de succès.
La capacité de stockage a progressivement augmenté pour atteindre 1,47 Mo (1,41 Mo) pour les dernières générations de disquettes (et le double pour un format propre à IBM). Au-delà, il existe les disques Iomega Zip, Jazz et MO (magnéto-optiques). Syquest a également produit des disquettes grandes capacité de type Zip au milieu des années 1990.
Le périphérique de lecture et d'écriture associé se nommait lecteur de disquettes.
Le succès de la disquette est dû à son faible coût et à son transport facile. Ses inconvénients majeurs sont sa fragilité et sa faible capacité de stockage. L'apparition de nouveaux supports de sauvegarde qui combinent ces avantages sans les inconvénients fait que les disquettes ne sont plus guère utilisées aujourd'hui : pour la distribution de produits commerciaux (logiciels, encyclopédies), le CD-ROM et le DVD-ROM sont moins coûteux qu'une disquette, plus fiables et transportent une quantité d'information 600 fois plus grande pour le CD et 4000 fois plus grande pour le DVD. Pour le stockage de données personnelles, les clés USB permettent de stocker plus, mieux, moins cher, plus vite et de surcroît dans un parfait silence. Cependant, les disquettes restent pratiques car universelles pour le transfert de petits fichiers ou livrées comme supports de pilotes avec certains périphériques, notamment des cartes d'extension. Mais dans l'état actuel des technologies, ses jours sont comptés, et l'on voit de plus en plus de micro-ordinateurs vendus sans lecteur de disquettes, ou en option.