l`architecture d`un ordinateur
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L’ARCHITECTURE D’UN ORDINATEUR Page 1 SOMMAIRE I) Définition II) Boîtier a) Format b) Refroidissement III) Alimentation IV) Carte Mère V) Chipset VI)BIOS VII)Microprocesseur a)Qu’est ce que c’est b)Comment ça marche? c)Processeur et Multicore VIII)RAM Page 2 DEFINITION L'architecture d'un système à microprocesseur représente l’organisation de ses différentes unités et de leurs interconnexions. Le choix d'une architecture est toujours le résultat d'un compromis : - entre performances et coûts - entre efficacité et facilité de construction - entre performances d'ensemble et facilité de programmation Page 3 LE BOÎTIER Le boîtier n'est pas qu'une simple boîte destinée à contenir tous les éléments internes de votre PC. La carte-mère et les périphériques internes étant fixés sur lui ( carte graphique, disque dur, etc...), son choix devient donc primordial. Page 4 LES FORMATS DE BOÎTIER, LES MÊME QUE LES CARTES MÈRE Un boîtier BTX Le format AT Le format ATX Le format ATX 2.0 Le format BTX Le format Mini-ITX Boîtier Mini-ITX Page 5 LE REFROIDISSEMENT Il faut placer les ventilateurs de telle sorte que les ventilateurs situés en haut extraient l'air chaud du boîtier vers l'extérieur, tandis que les ventilateurs situés en bas alimentent le boîtier en air frais. Page 6 L’ALIMENTATION L'alimentation permet de fournir du courant électrique à tous les composants de l'unité centrale. La puissance idéale se situe aujourd'hui à 450W (tout dépend aussi de vos utilisations) Il peut y avoir jusqu'à cinq types de connecteurs sur une alimentation : Celui de la carte-mère, qui est rectangulaire et possède une vingtaine de fils. Les prises Molex, qui alimentent les périphériques 3,5 pouces et 5,25 pouces. L'alimentation du lecteur de disquette. L'alimentation des disques durs SATA. Le branchement des façades lumineuses ou encore de ventilateurs intégrés au boîtier. Page 7 LA CARTE MÈRE La carte mère est l'un des éléments essentiels d'un ordinateur : -Elle assure la connexion physique des différents composants par l’intermédiaire de différents bus - La qualité de la carte mère est vitale puisque la performance de l’ordinateur dépend énormément d’elle. Page 8 ON TROUVE SUR UNE CARTE MÈRE : LE CHIPSET Le chipset (jeu de composant) est la plateforme centrale de la carte. Il va coordonner les échanges de données entre le processeur et les divers périphériques. Il peux être : - Unique est groupé en une puce le northbridge - Divisé en deux Le nortbridge et le southbridge Page 11 LE BIOS Le BIOS (Basic Input Output System) est présent sur toutes les cartes-mères. Il permet au PC de booter (démarrer) et d'initialiser les périphériques avant de passer le relais au système d'exploitation (Windows, Linux...). Les paramètres du BIOS sont stockés dans une mémoire qui a besoin d'être alimentée pour conserver ses informations, c'est pourquoi une pile plate figure sur la carte-mère. Page 12 QU’EST CE QU’UN MICROPROCESSEUR? Un microprocesseur est un circuit intégré complexe. Il résulte de l’intégration sur une puce de fonctions logiques combinatoires (logiques et/ou arithmétique) et séquentielles registres, compteur, etc…). Il est capable d'interpréter et d'exécuter les instructions d'un programme. Son domaine d’utilisation est donc presque illimité. Le concept de microprocesseur a été créé par la Société Intel fondé en 1968 spécialisée dans la conception et la fabrication de puces mémoire. Le premier Microprocesseur est le 4004 crée en1971, Page 13 COMMENT MARCHE UN MICROPROCESSEUR? - Les informations traitées par un microprocesseur sont de différents types mais elles sont toujours représentées sous un format binaire. - En binaire, une information élémentaire est appelé bit et ne peut prendre que deux valeurs différentes : 0 ou 1. - Une information plus complexe sera codée sur plusieurs bit. On appelle cet ensemble un mot. Un mot de 8 bits par exemple est appelé un octet. Page 14 LE PROCESSEUR Le processeur est rythmé par une horloge (quartz) cadencée plus ou moins rapidement (on parle alors de fréquence). Dans une même gamme (et donc à architecture comparable) un processeur cadencé plus rapidement est plus efficace car il peut traiter les instructions plus rapidement. le dual core consiste à mettre "deux processeurs en un" même si en pratique ce n'est pas tout à fait ça. Voici un Core, agrandit 2000x Page 15 La RAM -Random Access Memory. -Mémoire vive d’un ordinateur. -Stocke et conserve les données en attente d’exécution par le microprocesseur. -« Quantifiée » en GO (en puissance de 2). 4 GO de RAM = 4096 MO. -Limitée par les systèmes d’exploitation -Certains fabricants connus : Samsung et Kingston. Page 16 LA ROM - Read Only Memory. - Mémoire morte, non-volatile. - Ne s’efface pas lorsque le système n’est plus alimenté. - Nécessaire à la conservation de données de base ou de démarrage d’un ordinateur. LE DISQUE DUR (HDD). - Hard Drive Disk. - Mémoire de masse magnétique. - Plateaux rigides en rotation constitués de disques rigides . - Stockage des données écrites en code binaire. - Tête de lecture/écriture. - Plus performant que le disque dur, le SSD ou Solid State Drive. CARTE GRAPHIQUE OU GPU - Graphing Processing Unit - Prend en charge l’affichage des images, des animations (toute la partie graphique et l’interface). - Libére le micro-processeur. - Caractéristiques techniques assez similaires au microprocesseur. - Liée à la carte mère par un connecteur de type PCI express. - Fabriquants : NVIDIA, ATI et Intel. - Nécessaire ou pas selon les utilisations de chacun. Architecture d’un ordinateur I) Définition : L'architecture d'un système à microprocesseur représente l’organisation de ses différentes unités et de leurs interconnexions. Le choix d'une architecture est toujours le résultat d'un compromis : - entre performances et coûts entre efficacité et facilité de construction entre performances d'ensemble et facilité de programmation etc … II) Un microprocesseur est un circuit intégré complexe. Il résulte de l’intégration sur une puce de fonctions logiques combinatoires (logiques et/ou arithmétique) et séquentielles registres, compteur, etc…). Il est capable d'interpréter et d'exécuter les instructions d'un programme. Son domaine d’utilisation est donc presque illimité. Le concept de microprocesseur a été créé par la Société Intel. Cette Société, créée en 1968, était spécialisée dans la conception et la fabrication de puces mémoire. À la demande de deux de ses clients fabricants de calculatrices et de terminaux Intel étudia une unité de calcul implémentée sur une seule puce. Ceci donna naissance, en 1971, au premier microprocesseur, le 4004, qui était une unité de calcul 4 bits fonctionnant à 108 kHz. Il résultait de l’intégration d’environ 2300 transistors. Aujourd’hui on en à plus de 100 millions III) Les informations traitées par un microprocesseur sont de différents types (nombres, instructions, images, vidéo, etc…) mais elles sont toujours représentées sous un format binaire. Seul le codage changera suivant les différents types de données à traiter. Elles sont représentées physiquement par 2 niveaux de tensions différents. En binaire, une information élémentaire est appelé bit et ne peut prendre que deux valeurs différentes : 0 ou 1. Une information plus complexe sera codée sur plusieurs bit. On appelle cet ensemble un mot. Un mot de 8 bits est appelé un octet. IV) La carte mère est l'un des éléments essentiels d'un ordinateur. Elle assure la connexion physique des différents composants (processeur, mémoire, carte d'entrées/sorties, ...) par l’intermédiaire de différents bus (adresses, données et commande). Plusieurs technologies de bus peuvent se côtoyer sur une même carte mère. La qualité de la carte mère est vitale puisque la performance de l’ordinateur dépend énormément d’elle. V) On retrouve toujours sur une carte mère : 1) C’est le socket, c'est-à-dire l'emplacement destiné à accueillir le microprocesseur Il détermine le type de microprocesseur que l’on peut connecter. 2) Emplacements (slots) destinés à accueillir les barrettes de RAM (Random Access Memory). 3) Ces grandes barres blanches sont destinées à accueillir divers types de cartes (carte son, modem 56k, carte PCI/Firewire, etc…) : ce sont des ports PCI (Peripheral Component Interconnect) 4) Port AGP (Accelerated Graphic Port). 5) Cette petite puce contient ce qu'on appelle le BIOS (Basic Input/Output System) ; le BIOS est un petit programme qui permet de vérifier que tous les composants nécessaires au démarrage de l'ordinateur sont bien présents ; un ordinateur ne peut démarrer sans BIOS : en effet, c'est le premier programme qui s'exécute lorsque vous allumez votre PC. 6) Cette pile plate sert à alimenter le BIOS ; c'est grâce à elle que votre ordinateur retient l'heure même lorsque vous l'éteignez ou le débranchez. 7) Servent respectivement à brancher l'alimentation de la carte mère (eh oui, ça fonctionne avec de l'électricité) ; les deux à gauche sont les ports IDE (primaire et secondaire) : ils permettent de connecter des disques durs et des périphériques ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface) c'est-à-dire les lecteurs/graveurs de CD/DVD ; plus court que ses comparses IDE (Integrated Drive Electronics), le dernier sert à connecter le lecteur disquette. 8) On retrouve sur le côté de la carte mère les ports externes du PC. 9) le chipset : c’est une interface d’entrée/sortie. (on va voir ça juste après 10) L’horloge elle permet de cadencer le traitement des instructions par le microprocesseur ou la transmission des informations sur les différents bus. VI) En français jeux de composants. Ensemble de circuits destinés à seconder les processeur en se chargeant des communications entre les déférents composants de la carte mère [processeur, mémoire vive, Bios, connecteurs d'extension, ect...] Dans un pc, le chipset se compose de deux puces, le Pont Nord (NortBridge) et le pont Sud (SouthBridge). Le premier est situé près du processeur auquel il est relié par un bus system et s'occupe des éléments les plus rapides du PC (Mémoire vive, affichage) Le second, relié au Pont Nord, gère les autres fonctions (disque dur, entrées/sorties, ect..) L’architecture d’un ordinateur Les mémoires RAM et ROM : La RAM : (Random Access Memory en anglais) est la mémoire vive ou mémoire système d’un ordinateur. Elle a pour rôle de stocker ou de conserver les données en attente d’exécution par le microprocesseur. La mémoire RAM se « quantifie » en GO (en puissance de 2) par exemple quand on parle couramment de 4 GO de RAM = 4096 MO. Plus la mémoire RAM est importante, plus le nombre de données stockées par celle-ci est important. Cependant, elle est souvent contrainte en utilisation et taille par des limites logicielles. Par exemple, Windows 7 en version 32 bits ne supporte que jusqu’à 3 GO de RAM alors que la version 64 bits en support jusqu’à 32. Par conséquent, même s’il est possible de rajouter de la RAM à l’infini, il est souvent inutile de le faire à cause justement de ces limites système. Des fabricants connus seraient Samsung et Kingston par exemple. La ROM : (Read Only Memory en anglais) La ROM est la mémoire morte ou mémoire non-volatile d’un ordinateur qui a pour particularité, contrairement à la RAM de ne pas s’effacer lorsque le système n’est plus alimenté. Elle est nécessaire à la conservation de données de base ou de démarrage d’un ordinateur (BIOS…). Le disque dur : Une mémoire de masse que l’on qualifie de magnétique à cause de son fonctionnement. En effet, un disque dur est un ensemble de plateaux rigides en rotation. Chacun de ces plateaux est constitué d’un disque rigide de composé de différentes matières selon les générations (aluminium, verre…). Les faces de ces plateaux sont recouvertes d’une couche magnétique, sur laquelle sont stockées les données écrites en code binaire [0,1] sur le disque grâce à une tête de lecture/écriture, petite antenne très proche du matériau magnétique. Cependant, une autre technologie de mémoire de masse plus rapide et plus efficace mais bien plus chère se développe, le SSD ou Solid State Drive qui stocke les données sur de la mémoire flash. La mémoire flash étant une mémoire vive mais qui ne disparait pas lorsqu’elle n’est plus alimentée. GPU ou carte graphique : Plusieurs noms : GPU (Graphing Processing Unit en anglais), carte graphique ou encore carte vidéo. Elle est complémentaire au micro-processeur car elle a pour rôle de prendre en charge l’affichage des images, des animations (toute la partie graphique et l’interface) et d’exécuter toutes les opérations allant avec dans le but de libérer le micro-processeur de ces tâches là. Le microprocesseur peut donc se concentrer d’avantage sur les opérations élémentaires. Cela a pour effet évident d’augmenter la puissance de calculs de l’ordinateur. La carte graphique s’apparente beaucoup au microprocesseur. Elle possède une fréquence ou vitesse d’horloge, plusieurs cœurs (ou cores en anglais), une « sorte » de mémoire RAM, la mémoire vidéo qui conserve les données liées aux images avant d’être traitées par la carte graphique. Elle nécessite également la présence d’un BIOS (vidéo) qui joue le même rôle que le BIOS standard pour la carte mère soit être stocké dans la ROM pour permettre à la carte graphique de démarrer. La carte graphique est actuellement le plus souvent liée à la carte mère grâce au connecteur PCI express qui permet d’atteindre le débit bidirectionnel nécessaire au bon fonctionnement de la carte graphique. Les cartes graphiques les plus connues et commercialisées sont les NVIDIA et les ATI. Cependant, Intel en propose aussi en accompagnement de ses processeurs. On parle alors de carte graphique intégrée mais qui n’est généralement pas suffisante pour des tâches intensives comme les jeux vidéo. Toutefois, la carte graphique n’est pas indispensable au fonctionnement d’un ordinateur. En effet, on peut très bien démarrer et utiliser un ordinateur fixe ou portable qui n’en possède pas comme les anciens ordinateurs ou ordinateurs d’entrée de gamme. Cependant elle est indispensable pour faire tourner des jeux 3D et quasi indispensable pour des jeux en 2D. http://membres.multimania.fr/warshadow/tpe/index.php?file=ordinateur http://fr.scribd.com/doc/25814850/Cours-Architecture-d-Ordinateur http://www.geea.org/IMG/pdf/Cours_II.pdf http://www.vulgarisation-informatique.com/architecture-pc.php
