• L'interruption 13h du BIOS (accès disque)
• Outils de test de présence des extensions de l'int13h (LBA)
• Tailles limites de partitions dues aux interfaces et au BIOS
• Tailles limites dues aux types de partition (FAT et NTFS)
• Secteur de boot de partition FAT12 ou FAT16 (DOS, Windows 3.x, Windows 9x, Windows NT)
• Secteur de boot de partition FAT32 (Windows 9x, Windows 2000)
• Les clusters d'une partition FAT
• Nombre maximum d'entrées à la racine d'une partition FAT
• Nombre maximum de fichiers et dossiers dans une partition
• Taille maximale d'un fichier ou dossier
• Structure d'une entrée de répertoire FAT et noms longs
• Comparaison entre FAT(32) et NTFS
• Le cas des disques durs de taille supérieure à 128 Go
  • Les versions de Windows supportant les disques de taille supérieure à 128 Go
  • A propos des valeurs 128 Go et 137 Go
• Les normes ATA des disques durs

Cette interruption logicielle, offerte par le BIOS (donc indépendante du système d'exploitation) est l'une des plus importante de toutes, car elle régit tout accès physique aux disques. Elle est appelée par le système d'exploitation et le système de fichiers pour accéder (en lecture et écriture) aux informations contenues sur les disques. Elle est dotée d'un ensemble de fonctions servant d'API (Application Programming Interface) aux autres programmes.

Chaque fonction est spécifiée par le contenu du registre AH.
Le nombre de ces fonctions a évolué avec le temps et les versions des BIOS, certaines sont devenues obsolètes, et en particulier sont apparues récemment (2 ans environ) des extensions permettant la gestion de disques de taille supérieure à 8 Go. Ces fonctions ont les n° 41h à 49h et 4Eh (et sont appelées EBIOS)

Si le BIOS ne possède pas ces extensions, il est impossible de gérer des disques de plus de 8 Go. 
Il faut donc, au choix :

• Effectuer une mise à jour du BIOS par "flashage" de l'EPROM (si c'est possible). Pour cela, consulter le site du fabricant de la carte-mère.(cf. liste des principaux fabricants )
• Utiliser un programme, installé dans le MBR, qui sera chargé tout au début du démarrage du PC, avant démarrage du système d'exploitation (quel qu'il soit). Ce programme va ajouter les fonctions manquantes de l'int13h, comme si elles faisaient partie du BIOS. 
  
  Le plus connu de ces programmes est "EZ-Maker", anciennement "EZ-Install", anciennement "EZ-Drive", distribué par Western Digital. 
  EZmaker sert à créer une disquette bootable, contenant divers utilitaires. Il est par ailleurs associé aux autres outils suivants : 
• dlgdiag (outil de diagnostics), 
• dlgchk (vérificateur de disques détectés par le BIOS), 
• dlgudma (active/ désactive les fonctions Ultra ATA 33/66/100 des disques qui sont concernés)

Abréviations utilisées :
ECC : Error Checking and Correction Code
EBIOS : Extended Basic Input Output System (les extensions de l'int13h)
DAP : Disk Address Packet

	Registre	Valeur
Appel	AH	02h
	AL	nombre de secteurs à lire
	CH	bits 0 à 7 du  n° de cylindre
	CL	bits 6 et 7 :	bits 8 et 9 du n° de cylindre
		bits 0 à 5	n° de secteur (1 à 63)
	DH	n° de tête
	DL	n° de disque	80h = 1er disque 81h= 2ème disque ...
	ES:BX	pointeur de réception des données
Retour	AH	code de retour (0 si succès)
	AL	complément du code de retour (si AH=11h)
	retenue	0	succès
		1	erreur

Soit le 2ème disque d'un PC ayant 800 cylindres 255 têtes 63 secteurs par pistes.
On veut atteindre, sur le cylindre 524, tête 163, le secteur 47  (valeurs décimales)
(soit, en hexadécimal :  20C -  A3 - 2F, ou en binaire 10 0000 1100 pour le n° de cylindre, 1010 0011 pour le n° de tête et  10 1111 pour le n° de secteur)
On aura donc (valeurs en hexadécimal) :
AH = 02
CH = 0C (partie basse du n° de cylindre)
CL =  AF ( (10) venant du n° de cylindre et (10 1111) venant du n° de secteur )
DH = A3 (n° de tête)
DL = 81 (2ème disque)
ES:BX = (adresse du buffer)

	Registre	Valeur
Appel	AH	42h
	DL	n° de disque	80h = 1er disque 81h= 2ème disque ...
	DS:SI	pointeur du DAP
Retour
	AH	code de retour (0 si succès)
	retenue	0	succès
		1	erreur

Description du DAP :

offset	taille (octets)	rôle
00	1	taille de la structure en octets (en principe doit être égale à 16, soit 10h)
01	1	inutilisé (0)
02	1	nombre de secteurs à traiter entre 1 et 127
03	1	inutilisé (0)
04	2	offset du bloc mémoire pour le transfert
06	2	segment du bloc mémoire pour le transfert
08	8	n° logique absolu du 1er secteur à transférer,  compté à partir du début du disque physique (0)

En reprenant le même exemple que précédemment (800 cylindres 255 têtes 63 secteurs par pistes).
Pour atteindre sur le cylindre 524, tête 163, le secteur 47 (valeurs décimales) :
En CTS, les cylindre et têtes sont numérotés à partir de 0, les secteurs à partir de 1.
En LBA, le 1er secteur a le n° logique 0 
Ce secteur a le n° absolu : ((523 x 255)+162)x 63+ 46 = 8412247 (805C57h)
On aura donc (valeurs en hexadécimal) :
AH = 42
DL = 81 (2ème disque)
DS:SI = (adresse du DAP)
Contenu du DAP :
00 : 10
01 : 00
02 : 01 (1 secteur)
03 : 00
04 : xxxx (offset du buffer)
06 : xxxx (segment du buffer)
08 : 0000000000805C57

Dans les 2 cas (lecture "normale" et lecture "étendue") on obtient le même résultat tant que le n° de cylindre ne dépasse pas 1023.Au delà de cette valeur, il faut obligatoirement utiliser la lecture étendue.
C'est pourquoi, dans le cas de disques ou partitions dépassant 8 Go (ce qui implique des n° de cylindre>1023), les données CHS de la table de partition du MBR (ou d'un EBR) sont fausses, et seules les informations de n° de secteur et taille de partition sont utilisables, et donc le recours aux extensions de l'interruption 13h est obligatoire.

On peut être amené à s'interroger sur la présence ou non des extensions de l'interruption 13h dans le BIOS d'un système, ces extensions conditionnant l'usage de disques de plus de 8Go.. 
Western Digital a conçu un ensemble d'utilitaires gratuits, fonctionnant sous DOS, permettant de répondre à ce genre de question. L'ensemble s'appelle WD's 32-Bit Pack Il contient en particulier  l'outil WDTBLCHK.EXE, dont voici un exemple de résultats :

Tailles limites de partitions dues aux interfaces et au BIOS

Sigles :

• IDE = Integrated Drive Electronics. En réalité, on devrait utiliser l'appellation ATA = AT Attachments). C'est une norme de configuration des disques durs, pour lesquels le contrôleur du disque est intégré au disque lui-même.
• EIDE = Enhanced Integrated Drive Electronics. En réalité, on devrait utiliser l'appellation ATA-2, ou encore le nom officiel ANSI X3TD10948D
• LBA = Logical Block Addressing. C'est une technique EIDE qui permet de remplacer l'adresse physique d'un secteur (CTS = Cylindre - Tête - Secteur, ou CHS en anglais = Cylinder - Head -Sector) par une adresse linéaire absolue du secteur sur 32 bits (ou 28, les 4 1ers bits pouvant être réservés).
  Cet acronyme LBA est source de confusion. En effet, il est pris parfois pour "Large Block Addressing", désignant une (ancienne maintenant) méthode de conversion de l'adresse physique CTS en une adresse logique CTS, dans laquelle un même facteur donné multiplie le nombre de têtes et divise le nombre de cylindres afin que n° de cylindre soit toujours inférieur à 1024. 

Interface IDE

On a vu plus haut que l'accès à un enregistrement d'un disque se fait à l’aide de l’interruption 13h, en lui passant comme paramètres les n° de cylindre, secteur et tête, les deux premiers (cylindre et secteur) étant codés dans les registres CH et CL.

• Un numéro de cylindre est code sur 10 bits, soit une plage 0-1023
• Un numéro de secteur est code sur 6 bits, soit une plage 1-63 (le secteur 0 n'est pas adressé)
• Par ailleurs, l'interface matérielle WD1003 gère 16 têtes au maximum
• Un secteur comprend 512 octets

On en déduit la taille maximale d’une partition IDE
= 1024 x 63 x 16 x 512 
= 528482304 octets
= 504 Moctets. 

Interface EIDE

La norme EIDE supporte par contre 255 têtes (au lieu de 16). Donc la capacité maximale devient :
= 1024 x 63 x 255 x 512 
= 8422686720 octets
= 7.9 Goctets, arrondis communément à 8 Go 

BIOS LBA

L'adressage d'un cylindre est toujours limité à 1024, en raison des 10 bits prévus pour cela. Les disques peuvent dépasser physiquement cette valeur. Pour contourner cette limitation, il y a essentiellement 2 méthodes :

• Translation d'adresse : un BIOS compatible EIDE va "transformer" l'adressage CTS "physique" en adressage CTS "logique", par exemple en multipliant par 2 le nombre de têtes et en divisant le nombre de cylindres par 2. Ainsi, un disque de 1500 cylindres et 24 têtes (physiques) sera "vu" comme un disque de 750 cylindres (<1024) et 48 têtes. 
  Cette méthode ne permet pas de dépasser la limite des 8 Go !!
  
• Adressage LBA (géré par le BIOS) : l'adressage d'un secteur est linéaire (sur 32 bits en théorie). C'est la seule méthode possible pour dépasser la limite des 8 Go. Elle est basée sur l'utilisation de nouvelles fonctions (extensions) de l'interruption 13h. Il faut donc posséder un BIOS doté de ces extensions. 
  Un secteur ayant une taille de 512 octets, la taille maximale d'un disque est théoriquement 
  = 2^32 x 512 octets
  = 2 To
  Comme pour l'instant seulement 28 bits sur 32 sont utilisés pour adresser les secteurs,
  la taille maximale d'un disque (et a fortiori d'une partition) est actuellement
  = 2^28 x 512 octets
  = 128 Go

Tailles limites dues aux types de partition (FAT et NTFS)

FAT16

Les partitions FAT16 codant les n° de clusters sur 16 bits, le nombre maximal de clusters est donc limité à 2^16 = 65 536. 
Comme un cluster ne peut dépasser (sous DOS, Windows 95 et Windows 98) 32 768 octets, la taille maximale d'une partition FAT16 est donc
= 65536x32768 
=  2147483648 octets
= 2 Go

Sous NT4/W2K/XP, en utilisant des clusters de 64 ko (au lieu de 32ko), la taille maximale d'une partition FAT16 (qui ne sera accessible que par ces systèmes) est :
= 4 Go

FAT32

Les partitions FAT32 (reconnues sous Windows 95 OSR2, Windows 98, Windows 2000, WIndows XP) codant les n° de clusters sur 32 bits, le nombre maximal de clusters est donc limité à 2^32 = 4 294 967 296. 
La taille maximale THÉORIQUE d'une partition FAT32 est donc 
= 2^32 x 32768 
= 4 294 967 296 x 32768
= 140 737 488 355 328 octets 
= 128 To
En réalité, les n° de clusters sont codés seulement sur 28 bits, les 4 bits de poids forts étant réservés.
= 2^28 x 32768
= 268 435 456 x 32768
De plus, certains n° de clusters sont réservés (n° de clusters fictifs indiquant cluster invalide, vide, ...), ce nombre maximal tombe à 268 435 445.
Donc la taille maximale EFFECTIVE THÉORIQUE d'une partition FAT32 est donc :
= 268 435 445 x 32768
=    8 796 092 661 760 octets
= 8 To
mais compte tenu de la limitation EIDE citée plus haut, la taille maximale RÉELLE d'une partition FAT32 est en réalité
= 8 Go 

FAT32X

Pour dépasser cette limite, Microsoft a créé un nouveau type de partition, appelé FAT32X, supporté seulement par Windows 95 OSR2, Windows 98, Windows Me et par Windows 2000/XP, qui permet d'utiliser des partitions de taille supérieure à cette limite des 8 Goctets. 
Elle est subordonnée obligatoirement à l'utilisation des extensions de l'interruption 13h du BIOS (mode LBA).
La FAT se trouve en particulier déplacée à la fin de la partition (au lieu de suivre le secteur de boot).
La taille limite des partitions FAT32X est
= 128 Go (= la limite due au mode LBA). 

sous Windows 2000/XP, la taille maximale d'une FAT32X est
= 32 Go (restriction due à l'outil de formatage). 
Mais Windows 2000/XP peut néanmoins accéder à des partitions créées par Windows 95 OSR2/98/Me et de tailles supérieures à 32Go (jusqu'à 128 Go). 

NTFS

En ce qui concerne les partitions NTFS, il n'y pas vraiment de limite, puisque leur taille maximale est en théorie 
= 2^64 octets
= 16 Eo (Exaoctets). 
Mais compte tenu des limitations BIOS dues au mode d'adressage des secteurs, la taille effective maximale d'une partition NTFS est
= 2 To (128 Go actuellement) 

Récapitulatif

A l'heure actuelle (BIOS, types de partitions et systèmes disponibles), les tailles maximales de partitions en fonction du système d'exploitation (OS) et du système de fichiers (FS) sont :

OS	/	FS	FAT16	FAT32	NTFS
DOS 6.x			2 Go
Win9X/ME			2 Go	128 Go
NT4			4 Go		128 Go
W2000/XP			4 Go	32 Go *128 Go	128 Go
			* : si créée sous Win9X/ME

En ce qui concerne les disques de taille > 128 Go,
se reporter au chapitre qui leur est consacré plus bas dans ce document.

Secteur de boot de partition FAT12 ou FAT16 (DOS, Windows 3.x, Windows 9x, Windows NT)

• La zone qui s'étend de l'offset 00B à l'offset 023 s'appelle "BIOS Parameter Block" (BPB) 
• La zone qui s'étend de l'offset 024 à l'offset 03D s'appelle "extended BIOS Parameter Block" (EBPB) 
• L'information située à l'offset 01C reprend celle contenue à l'offset 08 de l'entrée correspondante de  la table de partition
• L'octet situé à l'offset 025 est utilisé par Windows NT pour indiquer une  partition à contrôler par chkdsk au redémarrage. Le bit 0 à 1 indique que le disque doit être vérifié, et le bit 1 à 1 indique qu'en plus une analyse de surface doit  être déclenchée. Cet octet est remis à 0 lors d'un arrêt normal du PC.
• L'octet situé à l'offset 026 est utilisé par Windows NT pour "signer" la partition. Il doit être égal à 0x28 ou 0x29

Structure d'un secteur de boot de partition FAT32 (Windows 9x, Windows 2000)

• La zone qui s'étend de l'offset 00B à l'offset 03F s'appelle "BIOS Parameter Block" (BPB)  et est spécifique à la FAT32
• Mirroring de la FAT( offset 028) : les 4 bits de poids faibles indiquent le n° de la FAT active, et le bit 8 indique si cette FAT doit être dupliquée vers les autres copies de la FAT
• A la différence de FAT12 ou FAT16, le répertoire racine d'une FAT32 n'a pas un emplacement fixe, lequel est défini par l'informations contenue à l'offset 02C. Ainsi, sa taille n'est pas limitée, et en conséquence, le nombre maximal d'entrées (offset  011) n'a plus raison d'être.

Un fichier n'occupe pas sur disque exactement sa taille utile, mais le multiple - immédiatement supérieur à cette taille - de la taille d'un cluster, un cluster étant égal à "N" secteurs , et "N" étant une puissance de 2.

Intérêt des clusters 

1. Physiquement on ne peut lire/écrire des données sur un disque autrement que par secteurs, qui représentent une certaine quantité d'octets. La taille des secteurs a été fixée "universellement" à 512 octets (on pourrait théoriquement imaginer des secteurs de ce qu'on veut, de préférence des puissances de 2, par exemple 1 octet, mais les têtes des disques seraient tellement sollicitées dans tous les sens qu'elles tomberaient en panne au bout de peu de temps d'utilisation !)
   
2. Il faut être capable d'adresser les dits secteurs. Cela va dépendre du système de fichiers utilisé. Dans le cas de FAT16, on a une table de taille FIXE (et donc limitée), composée de mot de 16 bits, qui permet de repérer un secteur ou paquet de secteurs : le cluster.
   En FAT16, on peut repérer au maximum 65536 "entités" (en réalité moins, car il y a des valeurs réservées, la valeur réelle étant de 65525 ) ou clusters. 
   Donc si on choisit des clusters de 1 secteur, ce qui est optimal pour perdre le moins possible d'octets, on ne pourra adresser pas plus de 65536 secteurs, de 512 octets, ce qui représente 33554432 octets, soit 32 Mo!  Avec des clusters de 16 secteurs (= 16 x 512 octets = 8192 octets, ou 8 ko ), on monte à 512 Mo, ce qui est déjà un peu mieux. 
   
   Le maximum qu'on puisse obtenir en FAT16 est réalisé en utilisant des clusters de 64 secteurs (=32768 octets) d'où 2147483648 octets soit 2 Go, taille maximale possible en FAT16 (32768 est une limite car pour d'autres considérations, sous DOS et Win9x, la taille d'un cluster doit être strictement inférieure à 2^16 octets, soit 65536, donc la puissance de 2 immédiatement inférieure à 65536 est bien 32768). 
   Sous NT4 et au delà, on peut - théoriquement - avoir des clusters de 262144 octets)
   
   En FAT32, le nombre de clusters est (théoriquement) égal à 2^32 (au lieu de 2^16), donc la taille maximale d'une partition est beaucoup plus grande, ou, à taille de partition égale, une FAT32 autorisera des clusters plus petits qu'en FAT16. Ainsi, une partition de 1.5 Go demandera des clusters de :
   - 32 ko en FAT16 
   -  4 ko en FAT32

Cependant, il n'est pas forcément toujours judicieux de prendre des clusters très petits. En effet, plus la taille des clusters est petite, et plus le risque de fragmentation des fichiers augmente. Ce qu'on gagne en espace disque, on va le perdre en performance.

Méthode de calcul 

En définissant : 

• tp : taille de la partition en octets 
• nmax : nombre maximal de clusters (65536 en FAT16) 
• ts : taille d'un secteur en octets (512) 
• tm : taille minimale d'un cluster en octets

On a la relation suivante : 

tm = 2^(int(n)+k)*512 avec :
n = max(log2(tp/ts/nmax),1) 
k = 0 si (n - int(n))=0 
k = 1 si (n - int(n))>0

Exemple 1 : 

FAT16 (65536 clusters) 
tp = 1256 Mo => 1317011456 octets 
tp/ts/nmax = 39,25 
log2(tp/ts/nmax) = 5,295.. 
int(log2(tp/ts/nmax))= 5 
k = 1 
tm = 2^6*512 = 32768

Exemple 2 : 

FAT16 (65536 clusters) 
tp = 512 Mo => 536870912 octets 
tp/ts/nmax = 16 
log2(tp/ts/nmax) = 4 
int(log2(tp/ts/nmax)) = 4 
k = 0 
tm = 2^4*512 = 8192

Ainsi, sur une partition FAT16 de 2Go, les clusters faisant 32 ko, un fichier de 1 octet (oui, je sais, c'est rare!) occupe malgré tout 32768 octets ! (32767 inutilisés). Un de 32800 occupera 65536 octets (perte=32736) ...

Sur une FAT16 de 500 Mo, => clusters de 8192 octets, le même fichier de 32769 occupera 40960 octets (perte=8160) 

Plus les clusters sont gros, plus il y a de la perte d'espace (sauf si les tailles de TOUS les fichiers sont exactement des multiples entiers de la taille des clusters, ce qui est statistiquement assez rare!)

Tableau récapitulatif

Taille partition		Taille des clusters suivant le  type de  partition
minimale	maximale	FAT16	FAT32	NTFS
7 Mo	16 Mo	*****	*****	512 o
17 Mo	32 Mo	512 o	*****	512 o
33 Mo	64 Mo	1 ko	512 o	512 o
65 Mo	128 Mo	2 ko	1 ko	512 o
129 Mo	256 Mo	4 ko	2 ko	512 o
257 Mo	512 Mo	8 ko	4 ko	512 o
513 Mo	1 Go	16 ko	4 ko	1 ko
1 Go	2 Go	32 ko	4 ko	2 ko
2 Go	4 Go	64 ko	4 ko	4 ko
4 Go	8 Go	*****	4 ko	4 ko
8 Go	16 Go	*****	8 ko	4 ko
16 Go	32 Go	*****	16 ko	4 ko
32 Go	2 To	*****	32 ko	4 ko

Remarques : 

• plage 7 à 16 Mo : c'est FAT12 qui est utilisée (=> clusters de 2 ko)
• sous Windows 2000 et au delà : on ne peut pas créer de FAT32 >32 Go, mais on peut utiliser des FAT32 > 32Go créées par ailleurs (Windows 9x, Partitionneur,...).

Le répertoire racine d'un disque formaté en FAT12 ou FAT16 est fixe, et dépend du type de support (disque dur ou disquette)
En conséquence, le nombre de fichiers ou de répertoires que peut contenir le répertoire racine de ce type de partitions est limité (ce qui n'est pas le cas avec la FAT32).

Il n'y a pas de limitation dans une partition NTFS

Le nombre maximum de fichiers et dossiers dépend du type de partition.

FAT

Le nombre de fichiers ou dossiers dans un répertoire est limité par la taille maximale d'un répertoire, qui est égale à 2^32 octets (la taille d'un fichier est codée sur 32 bits, voir ci-dessous)

Étant donné qu'une entrée de répertoire utilise 32 octets, cela donne
2^32 /32 = 134 217 728 entrées

Mais cela ne signifie pas autant de fichiers, en raison des noms longs de fichiers.

En effet, si on prend le cas (extrême) d'un fichier ayant un nom de 254 caractères, il occupera dans le répertoire le contenant :
254 /13 (arrondi à la valeur supérieure) soit :

•  20 entrées pour le nom long

• + 1 entrée pour le nom court

soit un total de 21 entrées.
Cela ramène donc le nombre de fichiers à 6 391 320
(c'est un minimum, car heureusement tous les fichiers ne font pas 254 caractères!)

Mais il y a une autre limitation, qui est celle du nombre de fichiers par partition, en raison du nombre maximum de clusters :

partition	clusters	fichiers
FAT16	2^16-1	65 535
FAT32	2^22-1	4 194 303

(NB: NT4 n'est pas concerné par FAT32)

NTFS

La seule limitation est celle due au nombre maximum de clusters :

partition	clusters	fichiers
NFTS	2^32-1	4 294 967 295

FAT

Un fichier ne peut pas dépasser 2^32 octets, soit 4 Go, car la taille d'un fichier est stockée sur 4 octets dans l'entrée correspondante du répertoire qui le contient.

NTFS

Un fichier ne peut pas dépasser 2^44 octets - 64 koctets, soit un peu moins de 16 To

On peut être surpris de voir la taille maximale de fichier (16 To) supérieure à la taille maximale de disque (2 To).
Cela est du aux limitations supplémentaires sur la taille d'un disque (bits réservés dans l'adressage d'un secteur,...).
La taille théorique maximale d'un disque NTFS est non pas de 2 To mais de 2^64 soit 16777216 To !
 

La structure d'une entrée de répertoire (32 octets) est la suivante : 

Un nom long sera défini sous la forme de PLUSIEURS entrées supplémentaires, qui vont PRÉCÉDER l'entrée PRINCIPALE (= celle qui contient le nom court). L'ordre a énormément d'importance! 
En particulier, il ne faut surtout pas utiliser un outil de TRI de nom de fichiers dans un répertoire (je pense à l'antique "DS" - Directory Sort - des Norton Utilities des années 1985). Si on exécute un tel outil, c'est le désordre assuré dans le répertoire!

Par ailleurs, le nom long est exclusivement représenté en UNICODE (2 octets par caractère). 
Le 1er octet de l'entrée indique le n° d'ordre de l'entrée (0x01, 0x02, ...), la dernière entrée se voyant le bit 6 mis à 1 (p.ex. 0x42 au lieu de 0x02)

Exemple : 

Soit le fichier de nom : "La connaissance s'accroit quand on la partage.txt" 
49 caractères au total => il faudra 4 entrées de nom de nom long, 52=4x13 étant l'entier multiple de 13 immédiatement supérieur à 49.

Windows a déterminé comme nom court : "LACONN~1.TXT" 
Pour cela, il prend les 6 premiers caractères du nom long en éliminant tout ce qui n'est pas lettre ou chiffre (espace p.ex.), convertit en majuscules, ajoute le caractère tilde "~" , puis un chiffre (en fonction de ce qui existe déjà comme noms de fichier), et enfin rajoute la dernière extension (si elle existe)

Dans le répertoire contenant ce fichier, on trouve ceci :

Entrées	Offset	Octets	Transcription
nom long (4)	00000100 00000110	44 61 00 72 00 74 00 61 00 67 00 0F 00 8C 65 00  2E 00 74 00 78 00 74 00 00 00 00 00 FF FF FF FF	Da.r.t.a.g....e. ..t.x.t.........
nom long (3)	00000120 00000130	03 71 00 75 00 61 00 6E 00 64 00 0F 00 8C 20 00 6F 00 6E 00 20 00 6C 00 61 00 00 00 20 00 70 00	.q.u.a.n.d.... . o.n. .l.a... .p.
nom long (2)	00000140 00000150	02 63 00 65 00 20 00 73 00 27 00 0F 00 8C 61 00 63 00 63 00 72 00 6F 00 69 00 00 00 74 00 20 00	.c.e. .s.'....a. c.c.r.o.i...t. .
nom long (1)	00000160 00000170	01 4C 00 61 00 20 00 63 00 6F 00 0F 00 8C 6E 00  6E 00 61 00 69 00 73 00 73 00 00 00 61 00 6E 00	.L.a. .c.o....n. n.a.i.s.s...a.n.
nom court	00000180 00000190	4C 41 43 4F 4E 4E 7E 31 54 58 54 20 00 27 25 8C  26 2A 26 2A 00 00 45 8C 26 2A FC 0A 33 00 00 00	LACONN~1TXT .'%. &*&*..E.&*..3...

Il y a 5 entrées au total :

1. En 0x0100, la 4ème et dernière entrée (nom long) : 
• repérée par le 1er octet égal à 0x44 
• attribut (offset 0x10B) égal à 0x0F 
• texte (Unicode) "artage.txt"
2. En 0x0120, la 3ème entrée  (nom long) :
   • repérée par le 1er octet égal à 0x03
   • attribut (offset 0x12B) égal à 0x0F
   • texte (Unicode) "quand on la p"
3. En 0x0140, la 2ème entrée (nom long) :
   • repérée par le 1er octet égal à 0x02
   • attribut (offset 0x14B) égal à 0x0F
   • texte (Unicode) "ce s'accroit"
4. En 0x0160, la 1ère entrée  (nom long) :
   • repérée par le 1er octet égal à 0x01
   • attribut (offset 0x16B) égal à 0x0F
   • texte (Unicode) "La connaissan"
5. En 0x0180, l'entrée principale (nom court) :
   • attribut (offset 0x18B) égal à 0x20 (fichier archive)
   • texte (ASCII) "LACONN~1.TXT"
     NB: le point séparateur n'est jamais indiqué explicitement dans les noms courts

Comparaison entre FAT(32) et NTFS

Comme son nom l'indique : NTFS = "New Technology File System"
Ce système de fichier est né avec Windows NT (1993) (mais il a évolué depuis 1993).
C'est le système de fichiers par excellence de Windows NT/2000/XP.

NTFS a été conçu pour combler les lacunes existant dans le système FAT ("File Allocation Table") utilisé par DOS et Windows 95/98/ME.
NTFS est incomparablement supérieur à FAT !

FAT

C'est un système très "basique", composé de 3 parties (je fais abstraction du secteur de boot qui est commun à tout système) :

• une table des n° de clusters (la FAT proprement dite), en général doublée
• un répertoire "racine"
• la zone des données (fichiers et sous répertoires)

Un répertoire est un ensemble d'entrées de 32 octets, dans lequel on trouve diverses informations dont le n° du 1er cluster.
A partir de ce n°, le système d'exploitation va lire la FAT, et à l'adresse correspondant à ce n° de cluster, il trouve un code qui lui indique soit que le fichier n'a pas d'autres clusters, soit le n° du n° de cluster suivant, et ainsi de suite.

cf. davantage d'informations sur FAT16 et FAT32

NTFS

C'est un système de fichier SÉCURISÉ et JOURNALISÉ, bien avant EXT3FS ou ReiserFS du monde Linux!
Cela veut dire qu'il possède une procédure de restauration du système de fichiers permettant de reconstruire rapidement les données du disque après "plantage" du système.

• Dès le départ, NTFS a su gérer des noms longs de fichiers (<255 caractères) (repris dans les FAT 16 ou 32 de Windows 95/98/ME, au prix d'un bricolage innommable d'entrées supplémentaires!!!)
  Ces noms utilisent UNICODE, ce qui permet la conservation des noms quand les fichiers sont copiés vers d'autres systèmes.
  Etant compatible POSIX, NTFS sait distinguer minuscules/majuscules et mémorise la dernière ouverture de fichier.
• NTFS sait fixer des attributs aux fichiers tels que "exécution seule" (comme sous UNIX)
• NTFS permet la tolérance de pannes (utilisation de "RAID5"), ce qui fait que dans un ensemble de disques sur une machine, l'un d'eux peut tomber en panne sans que cela affecte le système ni perde des données (il y a "reprise" automatique par les autres)
• NTFS a été conçu DES LE DEPART pour être évolutif.
• NTFS permet de fixer des droits très finement en ce qui concerne l'accès aux fichiers (lecture, écriture, exécution, parcours de répertoire, ...), par personnes et/ou par groupe, ...
• Les partitions NTFS sont limitées à 2^64 octets (= 18 446 744 073 709 551 616).
• NTFS permet le chiffrement individuel des données
• NTFS permet la gestion de quotas (dans le cas de plusieurs utilisateurs sur la même machine)
• NTFS permet la création de liens symboliques (comme sous UNIX)
• NTFS autorise la création de flux multiples (plusieurs flux de données pour le même fichier, p.ex. un bitmap et sa miniature, un fichier Word et son résumé, ...)
• NTFS gère les fichiers "clairsemés" (pour des fichiers de très grande taille, le système ne réserve pas de place là où il y a une suite de zéros binaires). Très utile pour des fichiers vidéo par exemple.
• NTFS gère les points de montage (comme sous UNIX) de différentes unités physiques dans une même arborescence logique.
• NTFS tient à jour un journal des modifications.
• NTFS permet la création de "reparse points" (je n'ai pas trouvé de traduction satisfaisante) dont le rôle est de définir des attributs supplémentaires à des dossiers et fichiers.
• Tout est sécurisé sous NTFS.
  Par exemple, la MFT ("Master File Table", qui est un peu à NTFS ce que la table FAT est à une partition FAT) possède une copie, mais située en plein milieu du disque, et susceptible de se déplacer, en fonction de l'état physique du disque.
  Le secteur de boot est également dupliqué (à la fin de la partition)

cf. davantage d'informations sur NTFS et sa MFT,
ainsi que sur le site Microsoft un très bon article à ce sujet (bien que datant de plus de 3 ans)
 

FAT (16 ou 32) n'est donc à conserver que :

• si on a un système multiboot (partage de partitions avec des systèmes d'exploitation non "NT")
• pour la partition de SWAP (fichier pagefile.sys).
  En effet, dans une partition  NTFS, la copie de la MFT se trouvant en plein milieu, cela fragmenterait le fichier de swap en 2 parties, ce qui n'est pas bon au niveau performances.

Les différences de performances entre FAT et NTFS :

• Lecture:
  NTFS est plus rapide que FAT en lecture (car un index général réside dans la MFT, et les fichiers < 1ko sont
  copiés aussi dans la MFT)
• Ecriture :
  Par contre, NTFS est plus lent que FAT en écriture, compte tenu de toutes les informations de sécurité, quota, chiffrement, flux, ... qu'il a à inscrire en plus des données.
  Mais cela est un inconvénient minime, qui ne peut gêner que les "puristes" maniaques de la nanoseconde! ;+))
  Personnellement, à choisir, je préfère nettement un système lent et sûr à un système rapide mais peu fiable!
   

Le cas des disques durs de taille supérieure à 128 Go

Depuis début 2002 environ sont apparus dans le commerce (Maxtor, Seagate, ..) des disques de capacité dépassant 128 Go.
Or cela peut causer des problèmes avec les systèmes d'exploitation usuels.

En effet, pour gérer (physiquement) les disques, le mode LBA (Logical Block Adressing), contenu dans les extensions de l'int13h du BIOS, réalise l'adressage (physique) d'un secteur via un mot de 28 bits (théoriquement 32, mais les 4 bits de poids fort sont réservés), si bien que la taille maximale d'un disque est avec ce système égale à 2^28 x 512 octets, soit :

= 137 438 953 472 octets,
= 131 072 Mo
= 128 Go

Pour pouvoir dépasser cette limite, il faut changer le mode d'adressage (de la même façon que NT4 fonctionnant au départ en mode CHS, c'est à dire 1024 cylindres de 255 pistes de 63 octets, ne pouvait pas adresser plus de 7.8 Go tant qu'on n'avait pas remplacé le driver ATAPI.SYS, mis à jour dans le SP4).

Donc avec le système actuel, il est IMPOSSIBLE d'utiliser un disque de taille > 128 Go!

Et il est totalement vain d'envisager, par exemple, la création de plusieurs partitions de tailles inférieures à 128 Go, puisque TOUT ce qui dépasse 128 Go est IGNORÉ! (tout comme du temps "CHS" sous DOS ou NT4  tout ce qui dépassait 8 Go était là aussi ignoré)

Pour lever la limite des 128 Go, l'ANSI NCITS T13 Technical Committee a édité une nouvelle norme appelée :

ATA Attachment - 6 with Packet Interface revision 3b
(document PDF de 496 pages!)

Cette norme est également dénommée :

• Big Drive

• ATA/ATAPI-6

• ATA 133

Dans cette norme l'adressage d'un secteur est fait sur 48 bits (au lieu de 28).
La taille maximale d'un disque devient donc égale à 2^48 x 512 octets, soit :

= 144 115 188 075 855 872 octets
= 137 438 953 472 Mo
= 134 217 728 Go
= 131 072 To (Téraoctets)
= 128 Po (Pétaoctets)

Voici ce que dit Maxtor (un des premiers fabricants de disques de capacité > 128 Go) à ce sujet :

En raison de limitations dans Windows et de nombreux types de BIOS système, partitionner et formater des disques durs plus grands que 137 Gigaoctets sans le support adéquat de pilotes ou d'un contrôleur CAUSERA DES PERTES DE DONNEES lorsque la capacité au delà de la barrière des 137 Go sera utilisée.

• Si votre carte mère a un jeu de puces Intel (810, 810E, 810E2, 815, 815, 815E, 815EP, 815P, 820, 820E, 830M, 830MP, 830MG, 840, 845, 850, ou 860) veuillez visiter http://www.intel.com/support/chipsets/iaa/ et télécharger le logiciel d' Intel "Application Accelerator".
  Ce logiciel supporte la capacité totale des disques plus grands que 137 Go.
   

• Si votre carte mère n'a pas un jeu de puces Intel, il est recommandé d'acheter une carte PCI Ultra ATA 133 supportant l'Adressage de Blocs Logiques 48 bits (LBA).

la version multi-langues de "Application Accelerator" est disponible à l'adresse suivante :
ftp://aiedownload.intel.com/df-support/4857/a08/iaa23_multi.exe&URL=/4857/a08/iaa23_multi.exe
 

Les versions de Windows supportant les disques de taille supérieure à 128 Go

D'après le MSDN,  les versions suivantes de Windows supportent le mode LBA 48 bits, sous réserve que le BIOS  supporte ce mode  :

• Windows 98, Windows 98 SE et Windows Millenium
  Mais ce n'est pas très clair. En effet, Microsoft écrit ceci (327202):

  [...]If the system BIOS for the computer does not support 48-bit LBA, the BIOS will report a capacity for the hard disk equal to 128 GB, although the actual capacity may be larger. In this case, Fdisk.exe is limited to the disk capacity as reported by the BIOS, and cannot use sectors larger than 128 GB on the hard disk. RESOLUTION : Update the system BIOS if possible.

  Donc on peut être tenté de croire que Windows 98/ME supporte les disques > 128 Go sans opération particulière.
   
• Windows 2000  (305098)
  (modification BDR indispensable jusqu'au SP2)
   
• Windows XP (et au delà) (303013)
  (modification BDR indispensable si aucun Service Pack n'est installé)
  

Le SP3 (et au delà) pour Windows 2000 Le SP1 (et au-delà) pour Windows XP	activent automatiquement le mode LBA 48 bits.
Windows 2000 (jusqu'au SP2) Windows XP (sans SP)	par défaut, cette fonctionnalité n'est pas activée. Il faut le faire manuellement, par ajout d'une entrée dans la Base de Registres.

Clef :	HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\Services\Atapi\Parameters\
Entrée :	EnableBigLba
Type :	REG_DWORD
Valeur :	0x00000001

Cette modification est disponible ici sous la forme d'un fichier 128Go.reg à fusionner dans la BDR depuis l'explorateur :
(fichier 128Go.reg 118 octets)

Maxtor fourni aussi un utilitaire qui effectue cette modification de la Base de Registres
A ce sujet, Maxtor a mal interprété l'article de Microsoft (comme je l'avais fait auparavant)
On lit sur http://www.maxtor.com/en/support/downloads/big_drive_enabler.htm :

Maxtor's Big Drive Enabler is a one step executable that enables support for drives larger than 137 Gigabytes in Windows 2000 Service Pack 3 and XP Service Pack 1.

Or l'article 303013 (en anglais) du MSDN dit ceci :

The preceding registry setting is ignored in Windows XP SP1 and later.

Si on a un disque > 128 Go et si on a activé ce mode via l'installation d'un service pack : le SP3 (Windows 2000)  le SP1 (Windows XP) il ne faut  pas désinstaller le SP, sinon on s'expose à des pertes de données

 A propos des valeurs "128 Go" et "137 Go" 

On rencontre souvent les 2 valeurs "137 Go" et "128 Go"
Cela provient de l'éternelle confusion entre :

• "milliers décimaux" (= 1000)

• "milliers informatiques" (= 1024)

Comme on a pu le voir plus haut, La taille maximale en LBA standard est égale à 137 438 953 472 octets, ce qui peut se lire :

• soit comme "137 milliards d'octets" (sous-entendu "décimaux")

• soit comme "128 Gigaoctets" (sous-entendu "informatiques")

Evidemment, un commercial préférera la version "décimale", plus flatteuse ! ;+))
L'expression conforme est 128 Go.

Les normes ATA des disques durs

Il existe depuis plus de 20 ans des normes concernant les disques durs (capacités et modes de transfert).

Elles ont la dénomination ATA, suivies d'un numéro (1 à 7 actuellement).
Le nom de chaque norme possède très souvent de nombreux synonymes, sources de confusions fréquentes!

Glossaire :

Normes ATA :

La colonne Date indique l'année à laquelle la norme a commencé à être envisagée, et non pas la date officielle de publication.

Norme	Nom officiel	Synonymes	Date	Modes supportés	Débits maximums (Mo/s)	Nombre de conducteurs du connecteur	Remarques
ATA-1	ANSI X3.221-1994	IDE	1981	PIO mode 0 PIO mode 1 PIO mode 2 DMA Mode 0	3.33 4.16 5.22 8.33	40
ATA-2	ANSI X3.279-1996	EIDE Fast ATA	1994	PIO mode 3 PIO mode 4 DMA mode 1 DMA mode 2	11.1 13.3 16.6 16.6	40	Introduit le mode LBA (28 bits)
ATA-3	ANSI X3.298-1997		1996	PIO mode 3 PIO mode 4 DMA mode 1 DMA mode 2	11.1  13.3           16.6           16.6	40	Ajoute, par rapport à ATA-2, la technologie SMART
ATA/ATAPI-4	ANSI NCITS 317-1998	UDMA 33 ATA/33	1997	UDMA mode 0 UDMA mode 1 UDMA mode 2	16.6 25.0 33.3	40	Ajoute de nouvelles commandes ATAPI et un nouveau protocole de transfert Ultra DMA, avec contrôle d'intégrité des données (CRC)
ATA/ATAPI-5	ANSI NCITS 340-2000	UDMA 66 ATA/66	1999	UDMA mode 3 UDMA mode 4	44.4 66.6	80	Début du projet nommé T13 Le doublement des conducteurs sert à limiter  les "EMI" (electro-magnetic interference ) par insertion d'un conducteur de masse entre chaque conducteur, faisant ainsi office de blindage.
ATA/ATAPI-6	ANSI NCITS 361-2002	UDMA 100 ATA/100	2000	UDMA mode 5	100	80	Finalisation du projet T13 Passe le LBA de 28 à 48 bits (64 prévus), ce qui autorise des disques de capacité > 128 Go l'utilisation de disques > 128 Go nécessite  certaines précautions au niveau du système d'exploitation pour que cette capacité soit reconnue!
ATA/ATAPI-7	ANSI NCITS nnn-200x (en cours)	UDMA 133 ATA/133	2003 (?)	UDMA mode 6	133		Introduit la nouvelle interface série SATA (Serial ATA)  NB: ce n'est pas encore un standard!

la norme ATA/ATAPI-7 bien que non finalisée à la date de rédaction de ce document est déjà utilisée avec les disques ATA/133 spécification citée au préalable dans ATA/ATAPI-6.