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Partition et système de fichiers

Les concepts de partition et de système de fichiers sont étroitement liés, car une unité de stockage a besoin des 2 pour être en mesure d'enregistrer des fichiers.

1. Partition​

Une partition est la séparation logique d'une unité de stockage. Sous Windows, le terme volume est également utilisé pour désigner une partition.

Pour accéder à une partition, le système d'exploitation doit monter ou mount (en anglais) un point d'entré. Sous Windows, les partitions ont une lettre de lecteur comme point d'entrée. Si aucune lettre n'est assignée, la partition n'est pas montée et son contenu n'est pas accessible.

L'unité de stockage peut avoir une ou plusieurs partitions.

Lors de l'installation d'un système d'exploitation, le disque qui sera choisi pour l'installation aura plusieurs partitions.

Pour les disques secondaires, il est fréquent d'avoir uniquement une seule partition.

Pour créer une partition, il faut minimalement spécifier sa taille.

Ensuite, pour être en mesure de l'utiliser, il faut créer un système de fichiers dans la partition.

Ces 2 étapes sont souvent combinées lors de la création d'une partition dans les outils.

Exemple

Imaginez une boite que l'on veut utiliser pour mettre des feuilles de papier.

Cette boite a beaucoup d'espace et il faut la fractionner en 3 parties à l'aide d'un séparateur.

La première partie correspond à 1/3 de la boite.

La deuxième partie correspond à 1/2 de la boite.

La troisième partie correspond à 1/6 de la boite.

Chacune des sections est une partition de la boite.

Voici une représentation d'un disque SSD d'un ordinateur.

1.1. Style de partitions​

Pour créer les partitions, une partie des données du disque sont réservées pour être en mesure de conserver les spécifications.

Il faut initialiser le disque entre les 2 styles (MBR ou GPT) pour être en mesure d'utiliser le système de partition.

1.1.1. MBR​

Le type Master Boot Record ou MBR n'est plus réellement utilisé de nos jours pour les unité de démarrage. C'était le type utilisé avec le BIOS original.

Le MBR est limité à 4 partitions primaires. Il est possible de convertir la dernière partition primaire en partition étendue. La partition étendue permet d'avoir des sous-partitions.

Le MBR consiste à indiquer dans le premier secteur de l'unité de stockage l'emplacement des partitions sur le disque. La plupart des disques utilisent des secteurs de 512 octets. Dans la structure de ce 512 octets, il y a 4 seulement blocs de 16 octets qui permettent de contenir la définition d'une partition, d'où les limitations de la taille et du nombre de partitions.

Par sa structure logique, il n'est pas possible d'avoir une unité de stockage de plus de 2.2 To. Aujourd'hui, de nombreux systèmes utilisent des disques de très grande taille, donc le MBR devenait très limitatif.

1.1.2. GPT​

Aujourd'hui, les unités de stockage utilisent le mode GPT ou GUID Partition Table pour les disques internes.

Cette nouvelle structure permet d'augmenter les limitations par rapport au MBR.

Il est possible d'avoir 128 partitions primaires. Il peut supporter des unités de stockage de 9.44 Zo.

info

1 Zéta octet est l'équivalent de 1 000 000 000 To.

La table de partitions est doublée pour assurer une redondance en cas de corruption d'une des tables. La première est au début du disque et la deuxième est à la fin du disque.

Le GPT utilise 32 secteurs pour contenir l'information des 128 partitions. Chaque secteur peut contenir l'information de 4 partitions. La définition d'une partition est sur 128 octets.

Au total, le GPT utilise 34 secteurs pour contenir l'information de sa structure, donc 17 408 octets pour 17 Kio.

Dans les années 80, l'espace disponible sur les unités de stockage était très limité. Il était imaginable de perdre 17 Kio pour la définition des partitions.

Lorsqu'un disque est initialisé en GPT, un espace de 17 Kio est perdu.

2. Système de fichiers​

Pour être en mesure d'utiliser d'enregistrer des fichiers sur une partition, il faut utiliser un système de fichiers.

Le système de fichiers est la structure logique de classement des fichiers sur une unité de stockage.

Sans système de fichier, il ne serait pas possible pour un système d’exploitation de comprendre les données enregistrées sur l’unité de stockage.

Chaque système de fichiers possède ses distinctions et ses limitations.

Exemple

Il faut imaginer le système de fichiers comme une technique de classement de l'information.

Imaginez une boite pour conserver le dossier papier des étudiants d'une classe.

Une personne pourrait classer ces feuilles en ordre alphabétique en fonction du nom de l'étudiant et d’une autre personne par le numéro de DA.

La technique pour contenir l'information des étudiants dans la même boite est différente.

Dans le cas d'une unité de stockage, ce sont les octets du fichier qui sont inscrits partout sur l'unité. Le système de fichiers correspond à la technique pour retrouver tous les morceaux du fichier.

2.1. Types de système de fichiers​

Il existe plusieurs types de système de fichiers.

En voici quelques-uns.

  • NTFS.

    • Utilisé par Windows 10 et Windows 11
    • Support les droits d’accès sur les fichiers et dossier.

  • FAT, FAT16, FAT32, exFAT.

    • FAT, FAT16 et FAT32 étaient utilisés par les premières versions de Windows.

    • Ne supporte pas les droits d’accès sur les fichiers et dossiers.

    • FAT32 et exFAT sont très populaires pour les clés USB.

    • FAT32 limite la taille des fichiers à 4 Go.

    • La taille maximale d'une partition FAT32 est de 32 Go.

  • ext2, ext3 et ext4.

    • Utilisé par Linux principalement.

  • APFS.

    • Utilisé par les produits Apple.

  • HFS+.

    • Anciennement utilisé par MacOS et MacOSx.

2.2. Compatibilité des systèmes de fichiers avec les systèmes d'exploitation​

Un système de fichiers n'est pas supporté par tous les systèmes d'exploitation nativement. Il est parfois possible d'ajouter la fonctionnalité directement dans le système d'exploitation ou il faut utiliser un logiciel spécialisé.

Par exemple, Windows n'est pas en mesure de travailler les partitions de la famille ext de Linux.

Par contre, Ubuntu, une distribution de Linux est en mesure de travailler avec le NTFS.

Avec d’anciennes versions de MacOS, il était possible de lire le contenu d'une partition NTFS, mais il n'était pas en mesure d'écrire sur cette partition nativement. Il fallait ajouter une librairie dans le système d'exploitation pour permettre l'écriture.

Pour facilité le transfert de fichiers entre systèmes d'exploitation, le format FAT32 ou exFAT est utilisé. C'est le système de fichiers0 universel, car la grande majorité des systèmes d'exploitation sont en mesure de travailler avec FAT.

2.3. Formater​

Le terme formater est utilisé pour indiquer la suppression du contenu d'une partition.

Le formatage efface toutes les données. Il est possible de récupérer les données dans certains cas. Ce sujet sera présenté ultérieurement en classe.

3. Outils​

Il existe plusieurs outils pour effectuer la gestion des partitions et la création du système de fichiers.

3.1. Gestion des disques - Disk Management​

Avec Windows, l'utilitaire qui s'occupe d'effectuer des opérations sur les unités de stockage et sur les partitions se nomme Gestion des disques, Gestionnaire des disques, Gestion du disque selon la version de Windows. En anglais, il s'agit du Disk Management.

Le gestionnaire de disque utilise le terme volume pour désigner une partition.

Pour être en mesure d’utiliser cet utilitaire, il faut utiliser un compte administrateur.

Pour y accéder rapidement, effectuez un clic droit sur le menu Démarrer et sélectionnez l'élément Gestion du disque.

Il est possible d'y accéder directement en exécutant la commande diskmgmt.msc avec l'utilitaire d'exécution. (Logo Windows + R).

Voici la documentation de Microsoft sur le fonctionnement de l'utilitaire.

https://learn.microsoft.com/fr-fr/windows-server/storage/disk-management/overview-of-disk-management

3.2. DiskPart​

L'utilitaire DiskPart est l'utilitaire de Windows pour faire les opérations en ligne de commandes. Il est également intégré à Windows PE.

Voici la documentation comment utiliser DiskPart.

https://docs.microsoft.com/fr-ca/windows-server/administration/windows-commands/diskpart

3.3. GParted​

Cet utilitaire permet de faire des manipulations sous Linux. Il n'est pas systématiquement intégré aux distributions.

Son fonctionnement sera présenté avec Linux.

Cet outil sera présenté lorsque vous utiliserez Linux.

4. Lectures et références​

Le crabe info, MBR vs. GPT (tables de partitionnement) : quelles différences ?, https://lecrabeinfo.net/differences-mbr-gpt-tables-de-partitionnement.html, 2022-09-10

Wikipedia, Master Boot Record, https://en.wikipedia.org/wiki/Master_boot_record, 2022-09-10

Wikipedia, GUID Partition Table, https://fr.wikipedia.org/wiki/GUID_Partition_Table, 2022-09-10

NTFS.Com, GUID Partition Table (GPT), http://ntfs.com/guid-part-table.htm, 2022-09-10