Anatomie d`un ordinateur

Anatomie d'un ordinateur.
Anatomie d'un ordinateur.
Un ordinateur est une machine, elle ne fait que ce qu'on lui demande de faire.
Pour exécuter des ordres cette machine se livre à des calculs en utilisant le système binaire qui ne
comprend que deux chiffres 0 et 1 : lampe allumée ou éteinte ; circuit ouvert ou circuit fermé ; oui
ou non ; vrai ou faux ; etc. Un ordinateur n'a pas d'intelligence ni de malice, il est même plutôt
"bête".
L'ordinateur ne fait pas que manipuler des nombres qui représentent du texte, de la vidéo, du son, et
pleins d'autres choses encore. Tout cela est stocké, sous la forme de suites de zéros et de uns que
notre ordinateur peut traiter comme bon lui semble. Le codage définit la façon de représenter une
information en système binaire (du texte, de la vidéo, du son...). Ce codage va attribuer un nombre :
à une lettre, à la couleur d'un pixel sur l'écran, à un son etc... Ainsi, notre ordinateur est non
seulement capable de manipuler des nombres (et de faire des calculs avec), mais il est aussi capable
de manipuler des informations ne représentant pas forcément un nombre pour l'utilisateur.
Exemples de codage pour le texte : ASCII et UNICODE
L'organisation interne :
Pour effectuer les calculs demandés et en restituer le résultat de façon compréhensible les
composants nécessaires sont organisés conformément au schéma ci-contre.
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1- Le bus constitue l'artère centrale de communication de l'ordinateur.
Les données et les instructions transitent entre les différents composants de la machine par le biais
du bus qui leur est attaché.
2- Le calculateur : (Central Processing Unit - CPU) est constitué d'une collection de circuits intégrés
ou puces qui gèrent l'activité de l'ordinateur. Ces circuits intégrés sont le plus souvent regroupés sur
une seule puce qu'on appelle microprocesseur.
Le calculateur lit et range les informations dans la mémoire centrale.
3- L'horloge rythme et synchronise le fonctionnement des différents composants en produisant des
signaux à intervalles réguliers.
4- La mémoire centrale stocke le programme en cours d'exécution et les données utilisées par ce
programme.
Elle est constituée d'un ensemble de cellules, dans lesquelles on peut stocker des informations
toutes de même taille, qui sont repérées par leur adresse. La mémoire se situe sur des petites cartes
qui contiennent chacune des circuits intégrés.
5- Les dispositifs d'entrée/sortie (E/S) ou périphériques constituent une interface entre l'intérieur de
la machine et le monde extérieur.
6- L'unité centrale et les unités de stockage conservent de façon durable les résultats des calculs
dans des fichiers.
Ces composants sont intégrés ou reliés à un circuit imprimé appelé Carte mère.
Les différents composants :
Le bus :
Le bus constitue l'artère centrale de communication dans l'ordinateur. Les données et les
instructions transitent entre les différents composants de la machine par le biais du bus qui leur est
attaché. C'est un composant très important, peu souvent décrit. C'est en réalité un ensemble de
conducteurs dont la section conditionne le débit de circulation des données et par voie de
conséquence la rapidité de l'ordinateur. (on peut le comparer à un tuyau qui débite plus ou moins de
liquide suivant sa taille, ou à une artère pour la circulation du sang)
Le microprocesseur :
Le microprocesseur est le cerveau de l'ordinateur, sans lui rien ne peut se passer. Il exécute les
instructions des programmes grâce à un jeu d'instructions. Le processeur est caractérisé par sa
fréquence, c'est-à-dire la cadence à laquelle il exécute les instructions. Ainsi, un processeur cadencé
à 800 MHz effectuera grossièrement 800 millions d'opérations par seconde. Les processeurs
modernes peuvent être composés de plusieurs "coeurs" et battre à des cadences bien supérieures.
Le microprocesseur est fixé sur la carte mère sur un emplacement spécifique à chaque type et
marque. On distingue deux catégories de supports :
 Slot (en français fente) : il s'agit d'un connecteur rectangulaire dans lequel on enfiche le
processeur verticalement
 Socket (en français embase) : il s'agit d'un connecteur carré possédant un grand nombre de petits
connecteurs sur lequel le processeur vient directement s'enficher.
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La circulation des informations dans le processeur produit de la chaleur en quantité importante, le
processeur est en conséquence muni d'un radiateur et d'un ventilateur, sa température en cours de
fonctionnement peut dépasser 50°. Des machines très puissantes sont dotées d'un système de
refroidissement à liquide (comme sur le moteur d'une automobile). La ventilation est source de bruit
et ce d'autant plus que le ventilateur est de basse qualité.
La mémoire centrale :
La mémoire centrale ou mémoire vive (RAM pour Random Access Memory) permet de stocker des
informations pendant tout le temps de fonctionnement de l'ordinateur, son contenu est par contre
détruit dès lors que l'ordinateur est éteint ou redémarré. La vitesse de circulation des informations
dans la mémoire vive, est très rapide et peut atteindre 2133 Mhz soit 2133 millions d'opération par
seconde. Matériellement cette mémoire est groupée sur des barrettes de capacité variable.
L'horloge :
L'horloge temps réel (notée RTC, pour Real Time Clock) est un circuit chargé de la synchronisation
des signaux du système. Elle est constituée d'un cristal qui, en vibrant, donne des impulsions
(appelés tops d'horloge) afin de cadencer le système. On appelle fréquence de l'horloge (exprimée
en MHz) le nombre de vibrations du cristal par seconde, c'est-à-dire le nombre de tops d'horloge
émis par seconde. Plus la fréquence est élevée, plus le système peut traiter d'informations.
Lorsque l'ordinateur est mis hors tension, l'alimentation cesse de fournir du courant à la carte mère.
Or, lorsque l'ordinateur est rebranché, le système est toujours à l'heure. Un circuit électronique,
appelé CMOS (Complementary Metal-Oxyde Semiconductor, parfois appelé BIOS CMOS), conserve
en effet certaines informations sur le système, telles que l'heure, la date système et quelques
paramètres essentiels du système.
Le CMOS est continuellement alimenté par une pile (au format pile bouton) située sur la carte mère.
Ainsi, la date et les informations sur le matériel installé dans l'ordinateur sont conservées dans le
CMOS.
Le BIOS (Basic Input/Output System) est le programme basique servant d'interface entre le système
d'exploitation et la carte mère. Le BIOS est stocké dans une ROM (mémoire morte, c'est-à-dire une
mémoire en lecture seule), il utilise les données contenues dans le CMOS pour connaître la
configuration matérielle du système.
Il est possible de configurer le BIOS grâce à une interface (nommée BIOS setup, traduisez
configuration du BIOS) accessible au démarrage de l'ordinateur par simple pression d'une touche
(généralement la touche Suppr. ).
La mémoire de stockage :
Elle prend le plus souvent la forme d'un disque mais peut être de nature différente
 Disque dur (Hard Disque) sur lequel les données peuvent être écrites, lues ou effacées. Les disques
durs sont des systèmes mécaniques et magnétiques.
 CD-Rom sur lequel les données sont écrites et lues
 CD-Rw sur lequel les données sont écrites, lues et effacées
 DVD-Rom de capacité plus importante que les CD-Rom
 DVD-Rw même principe que les CD-Rw
 Disque Blu-ray de capacité plus importante encore.
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 SSD ne sont pas fabriqués avec des dispositifs magnétiques et mécaniques comme les disques
durs, mais sont justement crées avec de la mémoire FLASH. Ce sont les Solid State Drive, plus
connus sous le nom de SSD. Les SSD ont plusieurs avantages qui pourraient leur permettre de
prendre le pas sur leurs concurrents magnétiques
 Ceux-ci sont des dispositifs purement électroniques : il n'y a pas de pièce mécanique en
mouvement, susceptible de se casser. Les SSD sont plus fiables que les disques durs.
 Autre avantage : leur temps d'accès. Celui-ci est bien plus faible que le temps d'accès d'un disque
dur. Avec un SSD, on n'a pas besoin de déplacer des pièces mécaniques, positionner la tête de
lecture, etc : on accède à notre donnée directement, ce qui est plus rapide.
 Et enfin, dernier avantage : ils consomment beaucoup moins d'énergie.
 Leur prix est par contre plus élevé.
Les entrées et sorties :
Elles permettent de relier l'ordinateur à des matériels extérieurs, tel que clavier, souris, écran(s),
appareil photo ou caméra, scanner, téléphone, micro, casque, autre ordinateur etc.
Les appareils se connectent par des ports :
 Port série permettant de connecter de vieux périphériques ;
 Port parallèle permettant notamment de connecter de vieilles imprimantes ;
 Port USB(1.1, bas débit, ou 2.0, haut débit, 3.0 très haut débit), permettant de connecter des
périphériques plus récents ( presque tous maintenant)
 Port RJ45 (appelés LAN ou port ethernet) permettant de connecter l'ordinateur à un réseau.
 Port VGA permettant de connecter un écran.
 Prises audio (entrée Line-In, sortie Line-Out et microphone), permettant de connecter des
enceintes acoustiques ou une chaîne hi fi, ainsi qu'un microphone
 Port IE 1394 ou firewire pour connecter des appareils multimédias.
 Port HDMI pour les appareils haute définition (téléviseur home cinéma)
Autres composants :
L'alimentation électrique indispensable
La carte graphique (facultative)
La carte son (facultative)
Le lecteur graveur de disque (facultatif)
Le lecteur de carte mémoire (facultatif)
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