Technologie des ordinateurs

SUPPORT DE FORMATION : Technologie des ordinateurs (matériel)
auteur centre formation module séq/item type doc millésime
afpa ©
JL Deluche Rochefort TSGRI M1 DS2 sup. form.
12/09 - v2.0
01-
a(ArchitectMat).D
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Technologie des ordinateurs
Partie I :
Architecture matérielle

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Table des Matières
Avant propos :................................................................................................................................................2
Description d’ensemble.................................................................................................................................3
1 Architecture Générale........................................................................................................................3
2 Unité centrale.....................................................................................................................................3
Description et rôle des composants de base ..................................................................................................4
1 Le Microprocesseur...........................................................................................................................4
2 La mémoire centrale..........................................................................................................................4
3 Les interfaces.....................................................................................................................................5
4 Le Bus................................................................................................................................................6
4.1 Schémas de principe..................................................................................................................6
5 La carte mère .....................................................................................................................................7
6 Les mémoires auxiliaires...................................................................................................................8
Echanges entre composants...........................................................................................................................9
1 Gestion des interruptions...................................................................................................................9
1.1 Principe......................................................................................................................................9
1.2 Implantation matérielle :............................................................................................................9
1.2.1 Les PIC ..............................................................................................................................9
1.2.2 L’APIC ............................................................................................................................10
1.3 Allocation des IRQ..................................................................................................................10
2 Gestion des échanges de données....................................................................................................11
2.1 Adresses d'entrée/sortie ...........................................................................................................11
2.2 Mémoire partagée....................................................................................................................12
2.3 DMA (Direct Memory Access)...............................................................................................12
Configuration des cartes d’extension...........................................................................................................13
1 Configuration manuelle...................................................................................................................13
2 Configuration automatique..............................................................................................................13

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Avant propos :
Ce support de formation présente de façon très succincte l’architecture d’un micro-ordinateur.
L’objectif est de vous permettre de vous familiariser avec les principales technologies et d’acquérir un
vocabulaire de base plutôt que de faire de vous des spécialistes systèmes.
A certains endroits de ce document vous trouverez les symboles « » ou «
!
».
Ils indiquent des documents qui permettent de compléter les informations données dans le support.
L’icône « » spécifie une prise d’information facultative, «
!
» une prise d’information
obligatoire.
Pour ces compléments vous utiliserez deux sources :
1 Le site « comment ça marche » (http://www.commentcamarche.net) vous pouvez le consulter
en ligne ou installer « l’encyclopédie » sur votre PC à partir du fichier CCMnnn.exe que vous
trouverez soit sur le DVD de ressources qui vous a été fourni, soit en téléchargement sur le
site même de comment ça marche.

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Description d’ensemble
1 Architecture Générale
L’architecture générale d’un ordinateur peut se résumer au système suivant :
Un système central chargé de traiter des informations provenant de systèmes périphériques (Dispositifs
d’entrées, Mémoires auxiliaires, réseaux de communication) et transmet le résultat de ses calculs à une
périphérie de sortie (Ecrans, Imprimantes, Mémoires auxiliaires, réseaux de communication, …)
2 Unité centrale
Il ne faut pas confondre unité centrale de traitement (CPU) et unité centrale (UC). Le premier terme fait
référence au microprocesseur, alors que le second, par abus de langage, désigne de nos jours le boîtier qui
inclut la plupart des éléments internes -processeurs, mémoire centrale, bus, interfaces- regroupés sur la
«carte mère» ainsi que l’alimentation et les supports de mémoire de masse internes (disques durs, lecteurs
de disquettes, de CD et DVD).
BUS
Microprocesseur Mémoire Centrale
Interface 1
Contrôleur video
Disque dur
Interface 2
Contrôleur disque
Interface 2
Contrôleur audio Interface n Contrôleur z
SYSTEME DISTANT
Réseau local
Réseau étendu
UNITE CENTRALE
ENTREE
Clavier, souris, scanner, lecteur
optique, ….
SORTIE
Ecran, imprimante, haut parleur, …
MEMOIRE AUXILIAIRE
Disquette, disque dur, bande, CD,
DVD, Flash EPROM, NVRAM

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Description et rôle des composants de base
1 Le Microprocesseur
Le Microprocesseur traite la majorité des opérations requises par
l’ordinateur en exécutant les instructions, en envoyant des signaux,
en vérifiant la connectivité et en s'assurant que les opérations et le
matériel fonctionnent parfaitement. Le processeur agit en tant que
messager pour les composants tels que la RAM, le moniteur et les
lecteurs de disque. Le microprocesseur est connecté au reste du
système informatique via le bus système (le FSB
1
). Les types de
bus sont présentés en détail plus loin dans ce module.
Les caractéristiques principales d’un microprocesseur sont le jeu
d’instructions qu’il peut exécuter, le nombre de bits qu’il peut
traiter en simultané (les processeurs actuels peuvent traiter des
nombres de 64 bits en une seule opération), sa vitesse d’horloge, la
taille de sa mémoire cache, son architecture (1, 2, 4 cœurs,…), etc.
 CommentCaMarche  ordinateur  processeur
2 La mémoire centrale
La mémoire centrale constitue une zone de stockage pour les programmes et les données. Elle se situe
communément sur la carte mère de l'ordinateur et elle est en réalité composée de deux types de mémoire:
La mémoire vive (RAM
2
) représente la mémoire de travail
de l’UC car elle est rapide (temps d’accès de l’ordre de 10
nanosecondes) et accessible en lecture et en écriture.
Cependant son contenu est volatile (c'est à dire qu'il est perdu dès que l’UC n’est plus alimentée).
La mémoire morte (ROM
3
) est généralement utilisée pour
stocker les programmes et les données nécessaires au démarrage
de l’ordinateur (BIOS, SETUP, …). Celle-ci n’est accessible
qu'en lecture et conserve ses données de façon permanente.
En réalité il existe plusieurs types de mémoires mortes :
 La PROM : Mémoire morte programmable. Une fois programmé son contenu ne peut plus être
modifié.
 L’EPROM : Mémoire morte programmable électriquement et effaçable par ultraviolets. On
peut la reprogrammer après un effacement complet.
 L’EEPROM : Mémoire morte programmable électriquement et effaçable électriquement. On
peut la reprogrammer après un effacement complet.
 La Flash EPROM ; Mémoire ROM programmable et effaçable électriquement, très
rapidement.
 CommentCaMarche  ordinateur  mémoire
1
FSB : Front Side Bus
2
Random Access Memory : Mémoire à accès directe
3
Read Only Memory : Mémoire en lecture seule