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HARDWARE 1 d'YBET Informatique

20. Lecteur et graveur CD / DVD, bandes, disques externes, ...

20.1. Introduction - 20.2. Lecteur CD-ROM - 20.3. Graveur CD - 20.4. DVD-ROM - 20.5. Graveur DVD - 20.6. Sérigraphie LightScribe - 20.7. Les lecteurs de bandes - 20.8. Disquettes de grande capacité - 20.9. Disque dur externe

Les solutions de sauvegarde des données et programmes sont nombreuses. Chacune a ses avantages et ses défauts. En gros, la majorité des solutions ne permettent que de sauver les données.

Quelques exemples de prix au magasin YBET
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• Les graveurs CD/DVD sont implantés dans tous les ordinateurs actuels, y compris les portables. Ils ne permettent que de sauver les données. Autre problème, la sauvegarde n'est pas automatique, sauf Vista et Seven qui incluent cette fonctionnalité (mais en bloquant le graveur) avec le centre de sauvegarde et restauration. Les données sont conservées moins de 10 ans sur les médias.
• Les disquettes, ZIP, ... sont de trop faibles capacités, les clés USB ne sont relativement guère plus grosses (16 GB actuellement). De plus, vous devez sauver uniquement des données manuellement et les supports sont plutôt fragiles.
• Les lecteurs de bande ont un bon rapport prix / capacité mais sont lents pour la sauvegarde, et plus encore lors de la restauration. Par contre, ils permettent de sauver le système complet, y compris les programmes et configurations systèmes (mais nécessitent de réinstaller Windows avant la restauration). Cette solution permet de faire des sauvegardes à des heures fixes automatiquement, ce qui explique sont utilisation exclusivement serveur réseau.
• Le backup de votre disque sur un deuxième disque dur (éventuellement externe) ou connecté dans un dossier partagé en réseau d'un autre PC permet de sauvegarder directement les données, mais pas les programmes. Certaines solutions de disques durs externes permettent néanmoins des sauvegardes automatiques suivant des horaires prédéfinis.
• Le clonage logiciel d'un disque dur ou d'une partition (le plus célèbre est Ghost de Symantec, une fonction similaire est implantée dans Windows Vista) permet de sauver l'ensemble de votre disque dur, d'une partition, de recopier des disques durs ou même de faire des images de sauvegarde. Malheureusement, une restauration efface tout le disque dur (ou la partition) de destination, y compris les données non sauvegardées (comme un CD de restauration de Windows). Le clonage nécessite le partitionnement du disque dur (éventuellement un deuxième). La partition principale reçoit les programmes, la deuxième intègre les données et l'image de la partition principale reprenant Windows.

Les sauvegardes sont souvent un compromis entre la durée, la difficulté (tous les utilisateurs ne sont pas techniciens), le coût et le niveau de sécurité souhaité entre ces solutions. Les lecteurs de bande en SCSI pour serveurs (haute capacité), SAN ET NAS seront vus en hardware 2 (sauvegarde et stockage réseau).

20.2. Lecteur CD-ROM

20.2.1. Interface

Les CD-ROM sont interfacés soit en E-IDE ou en SATA, plus rarement en SCSI. La capacité standard d’un CD est de 640 MB (70 minutes de musique) mais plus souvent de 700 MB (80 minutes de musiques). Les tailles supérieures (800 MB) ne sont pas reconnu par les lecteurs standards mais peuvent également endommager le lecteur / graveur. Les médias actuels autorisent 700 MB de données (80 minutes). Les 286, 386 et premiers 486 utilisent une interface IDE limitée à 540 MB. A l'époque, des cartes audio incluaient un port E-IDE dans ce but.

20.2.2. Vitesse

La vitesse est normalisée comme X: 1 X équivaut à la vitesse de lecture d’un CD audio, soit 150 kB/s. Cette vitesse est obtenue sur la partie externe du média et pas lorsque le faisceau arrive vers le centre. Le lecteur diminue également automatiquement sa vitesse en cas de difficulté de lecture (CD sale, abîmé). La vitesse de lecture est dépend aussi du temps d’accès du lecteur, différent d'un modèle à l'autre. Les vitesses actuelles atteignent 56X

20.2.3. Le fonctionnement.

Le CD permet sauver 640 (700) Méga-bytes sur un media d'un diamètre de 12 cm, comme les CD utilisés en audio.

La lecture utilise un faisceau laser qui se déplace à la surface du CD. Les lecteurs CD incluent une méthode de correction pour les CD abîmés, même si elle est peu performante en données. Un CD rayé est de toute façon inutilisable. La lecture des données se fait du bord extérieur vers le centre, sous forme de spirale.

Quatre technologies sont utilisées:

• le CLV (Constant Linear Velocity), obsolète. Le débit des données est constant, la vitesse de rotation doit donc varier en fonction de la position de la tête sur le media, plus lente à mesure que le faisceau se rapproche de  l'extérieur. Néanmoins, un lecteur 52 X implique un taux de transfert supérieur de 52 X à un lecteur audio, ce qui est impossible à atteindre sur la parties internes. A titre d'exemple, la vitesse de rotation sur un lecteur 4X varie entre 800 et 2120 tours par minutes. Pour un lecteur 52 X, ceci entraînerait une vitesse variant de 10.400 à ...27.560 tours.
• Le Z-CLV est une évolution du CLV et son principe est identique sauf que la vitesse est constante par paliers. Au début de la lecture (ou de la gravure), c'est la partie extérieure du disque qui est utilisée. Conséquence, le flux d'informations est élevé. Par contre, plus on se rapproche de la fin du disque (zone externe), plus le flux d'information à vitesse constant est faible. Le disque tourne donc à une certaine vitesse pendant la première partie de lecture, ensuite sur la partie suivante, la vitesse augmente, et ainsi de suite. Cette technique en gravure intègre un contrôle lié à une petite rupture du flux lors du passage d'un pallier à l'autre.
• Le CAV ne travaille pas à un débit constant en faisant varier la vitesse comme le CLV mais bien à vitesse angulaire constante. Le flux d'informations transférées est donc constant qu'elle que soit l'endroit où se trouve la tête de lecture.
• le PCAV  est similaire (Partial Constant Angular Velocity). Cette technologie est de type CAV mais permet des vitesses supérieures. Dans le CAV et le PCAV, le taux de transfert est inférieure au centre par rapport au bord du CD. Comme l'électronique (y compris le transfert vers la carte mère) ne suivrait pas réellement pour les parties externes, le lecteur repasse en CLV automatiquement à partir des 2/3 du disque et la vitesse de rotation diminue afin que le débit n'augmente plus (ce que indique le terme partial - partiel dans le nom de la technologie).

20.2.4. Les types de CD.

Défini en 1982 par Philips et Sony, le CD-DA est la première norme utilisant ce média, plus connu sous le nom de CD audio. Un CD audio peut contenir 747 MB de données audio sur maximum 99 pistes musicales (en gros, 99 chansons), avec 4 secondes minimum par piste. Les 47 MB supplémentaires par rapport au CD-R viennent des bits de correction utilisés dans les CD informatiques, mais absents en audio. Sur un CD audio, la fréquence maximum audible est de 44,1 Khz en 16 bits en stéréo (2 canaux).

Le CD-R est un CD audio avec des contrôles d'erreurs. Une partie de chaque secteur est utilisé comme en-tête. En dernier, deux types de secteurs ont été définis: le mode 1, le plus souvent en gravure et le mode 2 (utilisés en XA et CD-I) ceci entraînerait une vitesse variant de 10.400 à ...27.560 tours

Les Cd-Rom / XA et CD-I découlent de la même technologie. Le Cd-ROM / XA à architecture avancée est plus souvent appelé  CD-I pour le grand public. Il est structuré pour permettre un mélange de différents médias de manière interactive.

Développés pas Kodak, les CD multisessions (multiread) permettent de stocker ses données au fur et à mesure. Si un CD classique contient une seule table de matière, un CD multisession en contient autant que de sessions. Ceci permet d'ajouter des fichiers sur le média et de ne pas le créer d'une seule fois comme un CD-R normal. Par contre, la création d'une session nécessite 20 MB par table des matières. Le CD doit également être préalablement formaté. Cette méthode écrit secteur par secteur et utilise généralement la norme UDF. Tous les graveurs CD actuels acceptent l'écriture sur un simple CD-R en multisessions.

20.3. Les graveurs CD.

Les CD-ROM "commerciaux" sont pressés. Par contre pour de petites séries et sauvegardes personnelles, ils sont gravés. Les graveurs actuels acceptent les CD gravés (CD-R) et les réinscriptibles (CD-RW). La capacité d'un CD réinscriptible est plus faible que celle des CD-R (500 à 550 MB), lié au 130 MB (en moyenne) utilisés par la table des données (20 MB par session). Les graveurs permettent la lecture des CD (informatiques ou audio) mais avec un temps d'accès nettement inférieur à celui d'un lecteur standard. La gravure permet de sélectionner les fichiers à copier, soit de copier un CD complet (audio ou informatique).

Les technologies utilisées pour la gravure sont identiques à celles des lecteurs (CLV, Z-CLV, CAV ou PCAV suivant les modèles). La vitesse de gravure est identique à la vitesse de lecture des lecteurs CD-ROM: 1X correspond à 150 KB/s. Pour un CD audio de 74 minutes, la vitesse de gravure en 4X est donc de 74/4 = 18,5 minutes.

Les graveurs actuels incluent une mémoire tampon, qui évite la rupture du flux de données pendant la gravure (techniques over-burning, Just-link, ...) que nous détaillerons ci-dessous.

Comme pour les lecteurs, la connexion des graveurs internes est E-IDE ou SATA, quelques anciens en SCSI. Pour les modèles externes, la connexion est en USB, même si d'anciens modèles utilisaient une interface SCSI ou même parallèle bi-directionnelle.

Tête d'impression d'un graveur CD.

20.3.2. Over-burning

L'over-burning permet de dépasser les 640 MB et d'utiliser les CD de 700 MB / 80'. Implanté dans tous les graveurs actuels, les anciens nécessitaient un logiciel de gravure compatible et un graveur acceptant l'écriture en mode "Disk at Once". Certains anciens graveurs tombaient en panne lors du dépassement des 640 MB mais c'est de la préhistoire.

20.3.3. Just Link et Burn-Proof

Lors de la gravure, les données doivent être envoyées à un rythme suffisant constant. Lorsque les données à envoyer ne sont plus présentes dans le buffer, il y a une rupture de flux. En cas de rupture, les anciens modèles stoppent la gravure et le média est inutilisable. Les modèles actuels suspendent la gravure lorsque des données ne sont pas présentes, et la reprend dès qu'elles sont de nouveau accessibles dans le buffer. C'est la technologie JUST LINK (Burn-Proof chez Plextor) utilisée dans tous les graveurs CD et DVD actuels. Un message signalant que "365 ruptures de flux ont étés évitées" à la fin du gravage est une commentaire du logiciel, pas un message d'erreur.

20.4. DVD-ROM

20.4.1. Introduction

Un lecteur DVD (digital versatile disc) peut lire les DVD, mais aussi tous types de CD (audio, CD pressé, CD-R et CR-RW). La capacité est nettement supérieure: 4,7 GB en simple face, simple couche, et 17 GB en double face, double couche. Ils sont principalement utilisés pour les films vidéo.

La vitesse de lecture n'est plus notée par rapport à un CD audio: 1 X correspond à 1350 KB / secondes (9 X supérieure).

20.4.3. Lectures vidéo.

Pour les films, le lecteur est couplé avec une carte de décompression MPG-2. Pour protéger les sorties de film au cinéma avant la sortie en cassette et DVD, les films sont codés suivant des zones géographiques: 1 pour les Etats-Unis et le Canada, 2 pour l'Europe, le japon, l'Afrique du Sud et le Moyen Orient), 6 pour la Chine, ... Les zones 7 et 8 ne sont pas utilisées.

Les premiers lecteurs DVD Video et  cartes de décompression intégrées utilisaient un zonage logiciel, facile à contourner avec logiciels comme Win DVD et d'autres. Depuis début des années 2000, le forum DVD exige que les lecteurs de 4eme génération soient codés de manière hardware (matérielle), conformément à la norme RPC-2. A l'achat d'un lecteur, il est ‘’neutre’’ et change à la première lecture d'un film, quatre changements sont ensuite possibles avant que le lecteur ne bloque sur la dernière zone utilisée.

20.4.4. Fonctionnement

Si un Cd normal émet un faisceau infra-rouge invisible sur une longueur d'onde de 780 nanomètres, le DVD utilise une lumière rouge visible suivant deux longueurs d'onde (soit 635, soit 650 nm), ce qui permet de lire les multicouches. La première couche est une couche translucide, la deuxième couche est réflexible. En lecture, le faisceau laser traverse la couche translucide pour lire les données de la seconde, puis change de fréquence pour lire la première. Le tout utilise un dispositif de correction d'erreurs 10 X supérieur à celui d'un lecteur CD classique. Une mémoire tampon (un buffer) assure la lecture continue des données entre les couches.

20.5. Graveur DVD.

En 2002, deux formats de graveur DVD sont vendus suivant deux groupes de fabricants: le Forum DVD et le DVD Alliance (principalement Philips). Actuellement, tous les graveurs sont compatibles avec les deux types de media.

• Le DVD-R (Forum), inscriptible une fois: prix relativement bon marché du media et compatible avec près de 80 % des lecteurs.
• Le DVD+R (Alliance), également inscriptible: support est plus chère, mais compatible avec plus de lecteurs de salon (près de 85 %).
• Le DVD-RW (Forum). 2 fois plus lent en gravure que le DVD+RW.
• Le DVD+RW (alliance) est compatible avec 65 % des lecteurs. Il est réinscriptible environ 1000 fois.
• Le DVD-Ram (forum) est réinscriptible 100.000 fois. Ce n'est pas à proprement un graveur de DVD puisque les média sont conditionnés dans un plastique dur et incompatible avec un lecteur standard. Par contre, ils acceptent tous les types de CD et DVD en lecture. La gravure est également deux fois plus lente. La capacité maximum est de 2 fois 2,6 GB en double face (en retournant le DVD-Ram à la fin de la première face). Ils sont obsolètes.

20.7 Technologie LightScribe

Sortie fin 2006, cette technique permet de sérigraphier directement l'étiquette sur le support (CD ou DVD) si le graveur et le logiciel sont compatibles. Ceci nécessite un CD/DVD spécifique avec un revêtement spécial sur le coté à imprimer.

Une fois la gravure du media terminée, il suffit de retourner le support dans l'appareil pour imprimer une image -  textes en niveaux de gris. Les supports peuvent être achetés colorés pour un rendu professionnel.

20.7. Lecteur de bande

20.7.1. Introduction.

La sauvegarde sur bande utilise une bande magnétique similaire à une cassette audio. Le prix est généralement faible. Les logiciels associés permettent de sélectionner les dossiers / fichiers à sauvegarder (restaurer) et de les sauver automatiquement à des dates / heures prédéfinies (par exemple, tous les jours sauf le samedi à 19 heures. C'est le premier système de sauvegarde utilisé mais l'augmentation de la capacité des disques durs couplés avec une faible vitesse de transfert limitent leur utilisation, sauf dans les applications serveurs que nous verrons en deuxième.

Ces systèmes de bande permettent les sauvegardes des documents, mais aussi de Windows et logiciels installés. Trois méthodes de sauvegardes sont utilisées (généralement mélangées):

Sauvegarde complète: l’ensemble de disque dur ou uniquement les dossiers de données mais tous les fichiers. Cette méthode est la plus sûre, mais aussi la plus longue.

Sauvegarde incrémentale: que les fichiers qui ont été modifiés depuis la dernière sauvegarde complète ou incrémentale. Restaurer complètement les données d'un dossier utilise d’abord une sauvegarde complète et ensuite les restaurations incrémentales jusqu'à la date du jour. 

Sauvegarde différentielle: tous les fichiers depuis le dernier backup complet ou incrémental mais ne modifie pas le bit d’archivage des fichiers. La prochaine sauvegarde les resauve.

20.7.2. Les types.

Pour les stations, trois types différents sont utilisés: QIC/Travan, DAT (4 mm) et DLT. D'autres seront vus en deuxième (sauvegarde et backup réseau).

Le système QIC, obsolète, est de faible capacité (moins de 4 GB) et des vitesse de backup relativement lentes. Différents formats de formatage des bandes QIC sont en plus utilisés, et incompatibles.

La technologie DAT est principalement utilisée pour les petits serveurs et se scinde en 2 catégorie suivant la largeur des bandes: 4 et 8 mm. Les capacités actuelles sont de 36 GB en mode non compressé. L'interface est du SCSI 160 minimum. Les lecteurs DAT utilisent une tête mobile qui se salit (cassette de nettoyage) qui usent les bandes.

La technologie DLT est plus réservée aux serveurs puisque les capacités atteignent 800 GB en mode non compressé avec des vitesses de transfert supérieures (SCSI 320 actuellement). Les lecteurs sont plus chères mais plus fiables: la tête de lecture est fixe, le MTBF est de 10.000 heures, pour 2000 en DAT

20.8. Les disquettes de grande capacité.

20.8.1. Introduction

Quelques firmes ont tenté de développer un standard pour remplacer les lecteurs de disquettes. Parmi eux: le ZIP d'IOMEGA et le LS-120 de SYQUEST (firme disparue). Ces lecteurs utilisent tous un procédé magnéto-optique, avec une fiabilité élevée du média.

20.8.2. IOMEGA Zip 100 MB, 250 MB et 750 MB.

Le ZIP 100 MB est d'abord sorti interfacé en SCSI (interne et externe) pour ensuite utiliser le contrôleur du lecteur de disquette dans ses versions internes moins chère puisque le contrôleur est intégré sur tous les PC. Les dernières versions internes se connectent en E-IDE comme les disques durs.

IOMEGA a sorti une version externe, le Zip 100 +, connecté sur un port SCSI ou parallèle. En parallèle, cette version a posé divers problèmes de compatibilité avec une imprimante connectée derrière.

La version 250 MB date de 1998. Pour les versions externes, les premières modèles utilisaient le port parallèle, remplacé par le port USB 1.1. En interne, l'interface est IDE ou SCSI.

La dernière version a une capacité de 750 MB (2002). Elle peut être interne (E-IDE) ou externe (USB2.0, compatible 1.1 et firewall de janvier 2003). Les Zip 750 MB sont totalement compatibles avec les 250 MB (en lecture et en écriture). Ils lisent les 100 MB mais ne peuvent pas écrire dessus.

Le lecteur IOMEGA était un standard pour les ordinateurs Mac, souvent utilisés en imprimerie. C'est la méthode idéale pour transférer de PC vers mac.

20.8.3. Mémoires sur ports USB (stick USB)

Une autre méthode d'utiliser les ports USB pour la sauvegarde consiste à utiliser des mémoires flash appelées clés USB directement sur le port USB 1.1 ou 2.0. Les capacités actuelles vont jusqu'à 16 GB. La vitesse est assez lente en USB 1.1. Ces périphériques sont directement reconnus par Windows 2000, XP et suivants (donc pas Windows 98 - sauf pilote - et inférieurs, pas compatibles USB). Ils remplacent par exemple le click d'Iomega.

Le nombre d'écritures maximales est limité à une dizaine de milliers par zone. C'est donc un outils de transfert mais pas pour travailler directement dessus. Les disques durs SSD ont le même problème

20.9. Disque dur externe.

Avec les connexions firewire, mais surtout l'USB 2.0 fin 2002, les disques externes de grande capacité (jusqu'à 2 TB) sont désormais le standard en sauvegarde personnelle. Vous pouvez également utiliser des adaptateurs, sortes de boîtiers connectés en USB ou firewire où l'on insère un disque dur standard. Des modèles existent pour disques durs IDE 3"5 et 2"5 (spécifiques ordinateurs portables). Ces appareils remplacent les Jazz d'Iomega et les Sparq de Syquets, obsolètes. Particularité de certains modèles, ils peuvent être utilisés avec un logiciel spécifique (fournis sur le disque dur) qui permet de planifier les sauvegardes (en jour de la semaine et heure) en sélectionnant les dossiers à sauvegarder. C'est la solution la plus complète (mais aussi la plus simple) pour ordinateurs personnels mais aussi petits serveurs.