Constitution de l`ordinateur Carte mère

Architecture d’un poste
de Travail
Introduction
Un ordinateur est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des
données sous forme binaire, c'est-à-dire sous forme de bits.
Types d’ordinateurs
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Amiga
Atari
Apple Macintosh
Stations Alpha
Stations SUN
Stations Silicon Graphics
PC (Personal Computer)
Constitution de l’ordinateur
Carte mère



Un ordinateur est un ensemble de composants
électroniques modulaires
La carte mère (« mainboard » ou « motherboard » ) est le
socle permettant la connexion de l'ensemble des
éléments essentiels de l'ordinateur.
Caractéristiques:

facteur d'encombrement: la géométrie, les dimensions,
l'agencement et les caractéristiques électriques de la carte
mère.
Constitution de l’ordinateur
Chipset

C’est un circuit électronique chargé de
coordonner les échanges de données entre les
divers composants de l'ordinateur.
Constitution de l’ordinateur
L'horloge et la pile du CMOS

L'horloge temps réel est un circuit chargé de la
synchronisation des signaux du système.

On appelle fréquence de l'horloge (en MHz) le nombre de tops
d'horloge émis par seconde.

CMOS: Complementary Metal-Oxyde Semiconductor

CMOS : petite mémoire ainsi qu'une horloge maintenues en
fonctionnement permanent grâce à une pile
Constitution de l’ordinateur
BIOS



Basic Input/Output System est le programme
basique servant d'interface entre le système
d'exploitation et la carte mère.
Il est stocké dans une ROM.
Utilise les données contenues dans le CMOS
Constitution de l’ordinateur
Le support de processeur

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
Le processeur (CPU, pour Central Processing Unit) permet de
manipuler des informations numériques.
A chaque top d'horloge le processeur exécute une action,
correspondant à une instruction ou une partie d'instruction.
Une instruction est l'opération élémentaire que le processeur
peut accomplir.
Une instruction est composée de deux champs :


Le code opération, représentant l'action que le processeur doit
accomplir ;
Le code opérande, définissant les paramètres de l'action. Le code
opérande dépend de l'opération. Il peut s'agir d'une donnée ou bien d'une
adresse mémoire.
Constitution de l’ordinateur
Le support de processeur

La carte mère possède un emplacement pour
accueillir le processeur, appelé support de
processeur.
Constitution de l’ordinateur
Les connecteurs de mémoire vive
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
RAM: Stoque les données temporairement.
Mémoire volatile.
Très rapide.
Se présente sous forme de barrettes mémoire.
Constitution de l’ordinateur
Les connecteurs d’extension
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en anglais slots.
Il existe plusieurs sortes de connecteurs :
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ISA (Industry Standard Architecture) : les plus lentes fonctionnant en 16-bit
Connecteur VLB (Vesa Local Bus): Bus servant autrefois à connecter des
cartes graphiques
Connecteur PCI (Peripheral Component InterConnect) : beaucoup plus rapides
que les cartes ISA et fonctionnant en 32-bit
Connecteur AGP (Accelerated Graphic Port): un connecteur rapide pour
carte graphique.
Connecteur PCI Express : architecture de bus plus rapide que les bus
AGP et PCI.
Connecteur AMR (Audio Modem Riser): ce type de connecteur permet de
brancher des mini-cartes sur les PC en étant équipés
Constitution de l’ordinateur
Les connecteurs d’entrée/sortie
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


Port série, permettant de connecter de vieux périphériques ;
Port parallèle, permettant notamment de connecter de vieilles
imprimantes ;
Ports USB (1.1, bas débit, ou 2.0, haut débit)
Connecteur RJ45 permettant de connecter l'ordinateur à un
réseau. Il correspond à une carte réseau intégrée à la carte mère ;
Connecteur VGA, permettant de connecter un écran. Ce
connecteur correspond à la carte graphique intégrée ;
Prises audio, permettant de connecter des enceintes acoustiques
ou une chaîne hi fi, ainsi qu'un microphone. Ce connecteur
correspond à la carte son intégrée.
Constitution de l’ordinateur
Le boîtier

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Supporte le disque dur, carte mère, lecteurs CDROM, Lecteurs disquette, …
Bloc d’alimentation:

Aux Etats-Unis les blocs d'alimentation délivrent un
courant à 110V et à 60 Hz, tandis qu'en Europe la
norme est 220V à une fréquence de 50 Hz
Constitution de l’ordinateur
Mémoire

On appelle « mémoire » tout composant
électronique capable de stocker temporairement
des données:
Mémoire centrale: permettant de mémoriser
temporairement les données lors de l'exécution des
programmes.
 Mémoire de masse: permettant de stocker des
informations à long terme, y compris lors de l'arrêt
de l'ordinateur.

Constitution de l’ordinateur
Mémoire

Caractéristiques techniques:
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
La capacité: en bits que la mémoire peut stocker ;
Le temps d'accès: intervalle de temps entre la demande de
lecture/écriture et la disponibilité de la donnée ;
Le temps de cycle: intervalle de temps minimum entre deux
accès successifs ;
Le débit: volume d'information échangé par unité de temps,
exprimé en bits par seconde ;
La non volatilité: aptitude d'une mémoire à conserver les
données lorsqu'elle n'est plus alimentée électriquement.
Constitution de l’ordinateur
Mémoire vive RAM

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RAM: Random Access Memory.
Mémoire principale du système
la mémoire vive est volatile
Deux grandes catégories de mémoires vives :


Les mémoires dynamiques (DRAM, Dynamic Random Access
Module), peu coûteuses. Elles sont principalement utilisées pour la
mémoire centrale de l'ordinateur ;
Les mémoires statiques (SRAM, Static Random Access Module),
rapides et onéreuses. Les SRAM sont notamment utilisées pour les
mémoires cache du processeur ;
Constitution de l’ordinateur
Mémoire vive RAM

Fonctionnement:
constituée de centaines de milliers de petits
condensateurs emmagasinant des charges.
 il faut constamment les recharger (rafraîchissement)
à un intervalle de temps régulier (cycle de
rafraîchissement).
 Exemple: DRAM: 15ns.

Constitution de l’ordinateur
Mémoire vive RAM

L’accès n'est pas instantané et s'effectue pendant
un délai appelé temps de latence.
Constitution de l’ordinateur
Mémoire morte ROM


ROM: Read Only Memory.
Contient:
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
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BIOS.
Chargeur d’amorçage: programme qui permet de charger
le système d’exploitation.
Setup CMOS: Écran de configuration des paramètres du
système.
POST (Power On Self Test): Programme exécuté à
l’amorçage pour faire un test du système.
Constitution de l’ordinateur
Mémoire morte ROM

Types:
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ROM: Données enregistrées à l’usine sur une plaque de
silicium.
PROM (Programmable ROM): Puce composée de milliers de
fusibles (diodes) qui peuvent être grillées par une forte
tension (12V): fusible grillé0
EPROM (Erasable PROM): PROM qui peut être effacée par
le rayon ultraviolet envoyé par la vitre de l’EPROM. Les
fusibles reviennent à 1.
EEPROM (Electrically EPROM): Effaçable par un simple
courant électrique sans effacer toute la mémoire.
Constitution de l’ordinateur
Mémoire flash



Mémoire à semi-conducteur.
Non volatile.
Utilisé dans les appareils mobiles: téléphone
portable, appareil photo, baladeur mp3, …)
Constitution de l’ordinateur
Disque Dur



Relié à la carte-mère par l'intermédiaire d'un
contrôleur de disque dur.
Le contrôleur de disque dur gère les disques qui
lui sont reliés, interprète les commandes
envoyées par le processeur et les achemine au
disque concerné.
Interfaces: IDE, SCSI et Serial ATA.
Constitution de l’ordinateur
Disque Dur

Structure:

Composé de plusieurs disques rigides appelés
plateaux.
Constitution de l’ordinateur
Disque Dur
Tourne au sens inverse des aiguilles des montres.
 La lecture et l'écriture se fait grâce à des têtes de
lecture (électro-aimants).

Cylindre: désigne l'ensemble des données stockées
verticalement sur la totalité des disques.
 Les données sont organisées en cercles
concentriques appelés « pistes »

Constitution de l’ordinateur
Disque Dur
Les pistes sont séparées en quartiers (entre
deux rayons) que l'on appelle secteurs (par
défaut 512o).
 Cylindre: ensemble des données situées sur
une même piste sur des plateaux différents.
 cluster (unité d'allocation):zone
minimale que peut occuper un fichier sur le
disque.

Constitution de l’ordinateur
Disque Dur

Caractéristiques techniques
Capacité
 Taux de transfert (débit) : quantité de données
pouvant être lues ou écrites sur le disque par unité de
temps.
 Vitesse de rotation : vitesse à laquelle les plateaux
tournent (en rpm pour rotations par minute).
 Temps de latence: temps écoulé entre le moment
où le disque trouve la piste et le moment où il trouve
les données.

Constitution de l’ordinateur
Disque Dur
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
Temps d'accès moyen : temps moyen que met la tête pour se positionner
sur la bonne piste et accéder à la donnée.
Densité radiale : nombre de pistes par pouce (tpi: Track per Inch).
Densité linéaire : nombre de bits par pouce sur une piste donnée (bpi: Bit
per Inch).
Densité surfacique : rapport de la densité linéaire sur la densité radiale
(s'exprime en bits par pouce carré).
Mémoire cache (ou mémoire tampon) : quantité de mémoire embarquée
sur le disque dur.
Interface : connectique du disque dur (IDE/ATA ; Serial ATA ; SCSI)
Il existe par ailleurs des boîtiers externes permettant de connecter des disques
durs en USB ou firewire.
Constitution de l’ordinateur
CD-ROM

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Compact Disk.
Inventé par Sony et Philips (CD audio).
Disque optique de 12 cm de diamètre et de 1.2
mm d'épaisseur et un trou circulaire de 15 mm
de diamètre.
Composition:
Constitution de l’ordinateur
CD-ROM
L’information est stockée sur 22188 pistes
gravées en spirales (il s'agit en réalité d'une seule
piste concentrique).
 La gravure se fait
par un laser de forte
puissance (10 fois celle
nécessaire pour la lecture).

Constitution de l’ordinateur
CD-ROM

Fonctionnement:
Constitution de l’ordinateur
CD-ROM

Modes de lecture:

La lecture à vitesse linéaire constante:
CLV: Constant Linear Velocity.
 Premiers (anciens) lecteurs de CD-ROM.
 la vitesse des pistes situées au centre est moins importante
que celle des pistes situées sur l'extérieur.
 il est nécessaire d'adapter la vitesse de lecture.

Constitution de l’ordinateur
CD-ROM

La lecture à vitesse de rotation angulaire
constante:
CAV: Constant Angular Velocity
 Ajuster la densité des informations selon l'endroit où elles
se trouvent.
 Le même débit pour une vitesse de rotation constante.



Vitesse de rotation d’un CD audio: 150 ko/s 
1x.
Vitesse de rotation d’un CD-ROM: multiple de
150 Ko/s (2x, 4x, …).

Structure logique: