Informatique : traiteement automatique de l`information

MPI – le Hard 1/10
LE HARDWARE
A – HARD ou SOFT ?
Informatique : traitement automatique de l'information.
Ordinateur (computer) : machine à calculer, capable de réaliser des opérations arithmétiques ou
logiques et de les enchaîner conformément à des instructions inscrites dans un programme.
Hardware (ou hard) : c'est "le corps" de l'ordinateur. Cette partie purement physique de
l'ordinateur reste totalement inerte sans le soft.
Software (ou soft) : c'est "l'esprit" de l'ordinateur, produit par les concepteurs pour gérer, faire
fonctionner et commander le hard.
Le terme micro-ordinateur désigne un ordinateur de petites dimensions destiné à l'utilisation
individuelle. Aujourd'hui un "micro" a des capacités autrefois réservées aux gros calculateurs.
Aujourd'hui, l'ordinateur permet de manipuler des quantités de données si considérables à des
vitesses telles, qu'il est présent dans tous les domaines :
Banques de données, Gestion et comptabilité, Traitement des données scientifiques, Traitement
des images (imagerie médicale, images satellitaires...), tous les A.O. (Assisté par Ordinateur)
C.A.O., D.A.O., E.A.O., F.A.O., P.A.O., E.X.A.O...., jeux, films en images de synthèse...
Avec le développement des télécommunications viennent s'ajouter toutes les applications utilisant
des connexions à distance entre les ordinateurs via les réseaux et/ou les lignes téléphoniques
(Internet). La plupart des ordinateurs sont aujourd'hui multimédia, c'est-à-dire qu'ils possèdent
lecteurs de CD, modem, carte graphique, microphone-hauts parleurs-carte son intégrées.
B – ARCHITECTURE D'UN ORDINATEUR
Un ordinateur est composé d'une unité centrale (ou U.C. ou C.P.U.) à laquelle sont reliés des
périphériques.
TRAITEMENT
PRODUCTION
ACTIONS
DONNEES
INITIALES
STOCKAGE
UNITE CENTRALE
Périphériques
de SORTIE
Périphériques
d'ENTREE
Périphériques ENTREE/SORTIE
TELECOMMUNICATIONS
MODEM

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Dans l'unité centrale, on trouve essentiellement :
 une carte d'alimentation
 une carte mère (Microprocesseur, Horloge, ROM, RAM)
 des bus de données
 des interfaces d'entrée-sortie
Les périphériques sont nombreux et de nouveaux types de périphériques apparaissent
régulièrement.
PÉRIPHÉRIQUES
D'ENTRÉE
PÉRIPHÉRIQUES
DE SORTIE
PERIPHERIQUES
D'ENTREE/SORTIE
Clavier
Souris
Joystick
Table à numériser
Scanner
Microphone
Caméra
Appareil photo numérique
Boîtier acquisition + capteurs
CD-ROM (non réinscriptible)
Écran
Imprimante
Table traçante
Robot
Graveur de CD
Graveur DVD
Lecteur de disquette
Disque dur
Lecteur/graveur CD-WR
Lecteur/graveur DVD-WR
Lecteur de disque
optomagnétique
Lecteur de bandes
"clefs" USB

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L'UNITÉ CENTRALE
A – LA GESTION DES DONNEES
1. LE TRAITEMENT
Microprocesseur : circuit électronique intégré, hautement miniaturisé, capable de traiter
automatiquement et séquentiellement un grand nombre d'opérations logiques et arithmétiques
sur des nombres binaires codées électriquement.
Le nom des microprocesseurs est généralement connu du public car il renseigne sur les
performances de l'ordinateur.
Les processeurs Intel qui dominent le marché sont, par ordre de puissance croissante :
4004 (1972), 8088-86 (1980), 286, 386 (1991), 486, pentium (1994), pentium II, pentium III (1999),
pentium IV (fin 2000), Itanium (2001).
premier microprocesseur 4004
processeur récent pentium
pentium IV avec radiateur et ventilateur
L'unité centrale est le noyau essentiel de la machine car elle contient la carte mère sur laquelle est
fixé le microprocesseur, cerveau de la machine, mais aussi de nombreux autres accessoires
indispensables.
carte mère
2. LE RYTHME DE TRAVAIL
Horloge : quartz qui oscille à une fréquence donnée et qui détermine les cadences des flux de
données dans la machine.
Il existe une horloge qui gère les flux de données dans la carte mère, mais c'est la fréquence de
l'horloge interne du processeur que l'on cite dans les spécificités de la machine.
un pentium2 peut être cadencé à 300 MHz, un pentium IV à 1,4 GHz
Lorsqu'elle travaille, la machine traite des millions de bits à la seconde qui circulent en un vaste
chassé-croisé. Il faut donc un chef d'orchestre qui rythme tous ces flux de données. C'est le rôle de
l'horloge. Plus cette fréquence est élevée, plus la vitesse de traitement de l'information est grande.

MPI – le Hard 4/10
3. LES TRANSPORTS
Bus : circuits câblés assurant le transport des informations.
Toutes les informations codées doivent circuler entre les organes de la carte mère et le processeur
d'une part et des différents organes de la carte mère vers les périphériques de sortie et en
provenance des périphériques d'entrée. Ce sont les bus qui sont responsables de ce gigantesque
réseau de transports en commun.
L'interfaçage du processeur nécessite 3 bus : un bus de donnée, un bus d'adresse et un bus de
commande.
Le bus d'adresse gère les adresses : chaque emplacement mémoire ou périphérique est désigné par
une adresse spécifique, similaire à l'adresse postale. Chaque circuit reçoit une adresse propre, une
adresse spécifique n'est donc pas partagée entre plusieurs circuits.
Le bus de donnée permet de transférer des données à l'adresse indiquée par le bus d'adresse.
le bus de commande, gère les flux d'informations, assure le dialogue nécessaire pour le transfert
des données vers (opération d'écriture) ou en provenance de (opération de lecture) l'adresse
indiquée.
UNITE DE
COMMANDE
UNITE DE
TRAITEMENT
UNITE
ARITHMETIQUE
ET LOGIQUE
MEMOIRE CENTRALE
R.O.M.
R.A.M.
INTERFACES
ENTRES
SORTIES
BUS DE DONNEES
BUS D'ADRESSES
BUS DE COMMANDE OU DE CONTROLE
HORLOGE
M
I
C
R
O
P
R
O
C
E
S
S
E
U
R
P
E
R
I
P
H
E
R
I
Q
U
E
S
4. LES PERFORMANCES
On parle de circuits 16 bits, 32 bits voire 64 bits. C'est le nombre de bits qui transitent
simultanément, plus ce nombre est grand plus la quantité de données pouvant être traitée en une
seconde est grande.
un pentium IV (64 bits) à 1,9 GHz est beaucoup plus puissant et rapide qu'un 486
(16 bits) à 33 MHz (moins de 10 ans les séparent...)
En résumé, la puissance et la rapidité d'une machine dépendent avant tout du degré de
complexité du processeur, de la rapidité de l'horloge, de la quantité de bits pouvant être traités
en même temps. Néanmoins les temps d'accès dans les mémoires et sur les supports de masse
(beaucoup plus longs) influent également sur les performances générales de la machine.

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5. L'ACCES AUX PERIPHERIQUES
Un grand nombre de périphériques sont souvent connectés à l'unité centrale. Le branchement se
fait sur un port, connecteur spécifique situé soit sur la face externe pour les périphériques
extérieurs, soit sur la carte mère pour un périphérique interne (ports PCI).
Les ports série (COM) sont lents car ils transportent l'information bit par bit. Les ports parallèle
(LPT) sont plus rapides, car le transfert de l'information par "paquets". Les ports USB plus récents
sont rapides et très commodes car reconnus automatiquement dès leur connexion pendant le
fonctionnement. Ils permettent en outre dans certains cas d'assurer l'alimentation électrique du
périphérique.
ORPHY est branché sur un port série, l'imprimante sur un port parallèle (parfois maintenant USB), le
modem se branche sur le port USB.
ports externes
B – LES MEMOIRES
1. MEMOIRE MORTE
R.O.M. : Read Only Memory ou mémoire morte. Unité de mémoire contenant des informations
sur le fonctionnement et la structure interne de la machine. Ces données non modifiables,
inscrites par le fabricant sont utilisées par le processeur en particulier au chargement du système.
2. MEMOIRE VIVE
R.A.M. : Random Access Memory ou mémoire vive. Unité de mémoire utilisée par le processeur
pendant son fonctionnement.
La RAM est un peu le bureau de travail de la machine. Le processeur y entasse les données à des
positions aléatoires mais parfaitement repérées. Totalement électrique, la RAM permet une
utilisation rapide mais provisoire des données. Dès que la machine est éteinte, cette mémoire se
vide totalement de son contenu. C'est dans la RAM que se charge le système d'exploitation à
l'allumage ainsi que le noyau de fonctionnement des logiciels que l'utilisateur ouvre pour
travailler. Tous les fichiers créés par l'utilisateur sont inscrits en RAM, d'où la nécessité absolue de
sauvegarder sur un support de masse durable avant de quitter la session.
La capacité de la RAM se mesure en octets (1 octet = 8 bits).
Les premiers micro (début des années 80...) avaient des RAM de 128 Ko. Aujourd'hui les systèmes
d'exploitation exigent des RAM d'au moins 32 Mo et l'on trouve couramment 256 Mo.
Ces capacités sont de l'ordre de celles des disques durs il y a 10 ans...
Il y a peu, la RAM était beaucoup trop lente pour le processeur qui stockait des données en "file
d'attente" dans une mémoire dite mémoire cache. Aujourd'hui, les RAM ont des temps d'accès qui
deviennent proches de ceux du processeur.