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L’ordinateur et ses composants

Présentation physique de l'ordinateur

L'ordinateur peut être divisé en deux grands groupes:

  • La partie physique encore appelé hardware: C'est la partie visible de l'ordinateur et cette partie ne peut être modifiée.
  • La partie logicielle encore appelée software: C'est la partie invisible de l'ordinateur, c'est cette partie qui rend l'ordinateur "intelligent", cette partie ne peut être ni vue ni touchée et elle se conserve dans les supports physiques appelés unités de stockage, exemple: la disquette, le CD-ROM, le DVD, les bandes magnétiques, les disques durs.

Le bloc unité centrale est constitué: d'un boîtier, de la carte mère et de différents lecteurs et du disque dur.
La carte mère est l'élément constitutif principal du bloc unité central. C'est sur elle que sont connectés ou sondés l'ensemble des éléments essentiels de l'ordinateur.


Elle contient les éléments suivants:

  • Le chipset (jeux de commande): C'est un circuit électrique chargé de coordonner les échanges de données entre les divers composants de l'ordinateur.
  • L'horloge: C'est un circuit chargé de la synchronisation des signaux du système.
  • Le BIOS (Basic Input Output System): C'est un programme de base servant d'interface entre le système et la carte mère. Il est stocké dans une mémoire ROM (Read Only Memory). On peut siter les ports d'entrée-sortie, la mémoire cache, l'Unité centrale.
  • Les unités périphériques: Sont constitués des unités d'entrée des unités de sortie et unité de stockage.

Cycle de travail d'un ordinateur

Le cycle de travail d'un ordinateur est le suivant:

  1. La collecte de l'information
  2. Stockage des informations
  3. Traitement des informations e restitution des informations.
  • Les éléments qui permettent d'effectuer le stockage sont appelés unité de stockage ou mémoire.
  • L'élément qui permet d'effectuer le traitement est appelé unité central de traitement (CPU: Central Processing Unit)
  • Les éléments qui permettent de restituer les informations sont appelés unités de sortie.
  • Le cycle de travail d'un ordinateur nous permet de ressortir l'architecture simplifiée suivante:
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Unité centrale

Encore appelée processeur, l'unité centrale est le cerveau de l'ordinateur, c'est une unité fonctionnelle capable d'interpréter et d'exécuter des programmes. Le processeur est un circuit électronique constitué:

  • De l'unité de commande qui lit les instructions du programme et les décode.
  • De l'unité arithmétique et logique encore appelée unité de calcul, qui exécute les instructions.
  • Les registres: ce sont les petites mémoires intermédiaires, rapides et de faible capacité généralement moins de 100 bits

L'unité de commande, l'unité de calcul et les registres sont reliés à l'extérieur par les bus (faisceaux de fil électrique qui transporte les signaux électriques "0" ou "1"). Les bus transportent 3 types d'information qui sont: les adresse; les données et les contrôles. C'est ainsi qu'on distingue le bus d'adresse: Il définit la taille maximale de la mémoire centrale en octet, c'est un bus unidirectionnel. T=2n octets
1Ko = 210 octets
1Mo = 220 octets
1Go = 230 octets
1To = 240 octets
Le but de données: c'est un bus bidirectionnel. On a le bus de commande: Il permet de véhiculer un certain nombre de commande comme la lecture et écriture.
Lorsque tous les éléments d'un processus sont regroupés sur une même puce, on parle de microprocesseur, exemple: Intel 8086, les Pentium, les Celeron, le AMD Duron.
A côté de l'unité centrale, on peut retrouver un coprocesseur qui aide le processeur dans l'exécution de certaines de ses fonctions, on distingue généralement 3 types de coprocesseur:

  • Le coprocesseur graphique: situé dans la carte graphique, il exécuter les commandes liées à l'affichage sur l'écran.
  • Le coprocesseur d'entrée-sortie qui s'occupe de l'échange des données avec les périphériques.
  • Le coprocesseur numérique ou mathématique qui aide le coprocesseur graphique et intervient dans le calcul de certaines fonctions, exemple les fonctions cosinus, tangentes, exponentielles.

 


Les mémoires

Les mémoires encore appelées unités de stockage, est un dispositif électronique qui permet d'enregistrer, de conserver et de restituer les informations, chaque mémoire est caractérisée par sa capacité maximale et son temps d'accès.
La capacité de la mémoire est la taille ou le volume d'information que contient cette mémoire.

La capacité s'exprime en octet et un octet est un ensemble constitué de 8 bits consécutifs; le bit étant la plus petite quantité d'information contenue dans un ordinateur. Il vaut "0" ou "1".
Le temps d'accès d'une mémoire est le temps qui sépare l'instant de la demande d'e information en mémoire de l'instant de la réception de cette information.
Le temps d'accès est le temps nécessaire pour aller chercher ou ranger une information en mémoire. T=t1-t0
On peut diviser les mémoires en deux grands groupes: les mémoires internes et les mémoires externes.

La mémoire centrale

La mémoire centrale présente dans tous les ordinateurs et est proche de l'unité centrale. La mémoire centrale comporte deux parties: la mémoire ROM et la mémoire RAM.

  1. RAM (Random Access Memory): mémoire à accès aléatoire, c'est une mémoire vive, c'est-à-dire une mémoire à lecture et écriture. La mémoire RAM est caractérisée par une faible capacité (par rapport au disque dur), c'est une mémoire volatile (mémoire qui perd l'information à l'absence du courant). On distingue deux types de RAM: les RAM statiques (SRAM) et les RAM dynamiques (DRAM) Le plus petite quantité d'information qu'on peut lire ou écrire en mémoire centrale est un octet.
  2. ROM (Read Only Memory) ou mémoire morte, est une mémoire à lecture seulement. Cette mémoire contient les données enregistrées qui ne peuvent pas être modifiées par l'utilisateur, exemple de données: les systèmes d'exploitation, les logiciels d'applications *, les information concernant la machines. Parmi les mémoires ROM on distingue:
    • Les PROM (Program Read Only Memory), les PROM autorisent l'écriture des données mais ne peuvent pas être effacées ou reprogrammées, exemple de PROM: CR-ROM.
    • EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), ce sont des ROM qui peuvent être effacées et reprogrammées, exemple de EPROM: CD-RW.

Les mémoires de masse

La mémoire centrale étant volatile, on a trouvé d’autres mémoires pour combler ce défaut.

Le disque dur

Le disque dur est un ensemble de disques rigides superposés pouvant tourner au tour d'un même axe, il est constitué également d'un moteur d'entraînement des disques, des bras mobiles portant les têtes de lecture écriture. On a généralement une tête de lecture écriture par face. On a aussi un moteur d'entraînement de bras, le tout enfermé dans un coffret qui contient une carte électronique. Le disque dur est:

  • Non volatil
  • Il est adressable
  • Il est de grande capacité
  • Réinscriptible
  • Inamovible.

La capacité du disque dur se calcule selon la formule C = CS.NPF.NSP.NF, avec:

  • CS: capacité du secteur (512 octets).
  • NPF: nombre de piste par face.
  • NSP: nombre de secteur par secteur par piste.
  • NF: nombre de face.

La disquette

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Une disquette est organisée en piste, chaque piste est divisée en secteur et les secteurs contiennent la même quantité d'information (512 octets). Une disquette est:

  • De faible capacité (1,44 Mo)
  • Les disquettes sont amovibles.
  • Les disquettes sont adressables.
  • Les disquettes sont réinscriptibles.

De façon générale les disquettes sont sensibles à l'humidité, au champ magnétique et à la chaleur. La capacité d'une disquette se calcule par la formule suivante: C=CS.NPF.NSP.NF, avec NF= 2faces et CS= 512 octets.

Exemple de calcul:

Nous pouvons calculer la capacité d'une disquette donc les caractéristiques sont les suivantes:
80 pistes par face, 18 secteurs par piste
C = 80 x 18 x 2 x 512
C = 1474560 Octets = 1440 Ko = 1,4062 Mo

Les autres mémoires de masse

  • Le CD-ROM: C'est un disque de 12Cm de diamètre avec une seule face utilisée, une seule piste en spirale. Il est de grande capacité, c'est une mémoire morte.
    Un CD peut contenir des logiciels, des bases de données, il peut contenir des vidéo (image animées), et du son.
  • DVD (Digital Versating Disc): Il se présente comme un CD-ROM et ses 2 faces peuvent être utilisées. Il a une capacité pouvant dépasser 17Go
  • Streamer (bande magnétique): c'est une bande magnétique présentée sous forme de cartouche ou de petites cassette. Les streamer sont très utilisés pour les sauvegardes des disques durs. Ils ont environ 14Go

 


Les unités périphériques

On distingue les unités d'entrée, les unités de sortie et les unités de stockage.

Les unités d'entrée

Les unités d'entrée permettent d'introduire l'information dans l'ordinateur. L'information ici peut être le son, l'image et les textes.

La souris

C'est un dispositif à 1; 2 ou 3 boutons permettant de désigner, de sélectionner et de déplacer les objets sur le plan. En dessous de la souris se trouve une petite boule. Quant on fait glisser la souris, la boule roule et fait déplacer le curseur à l'écran. Sur les ordinateurs portables, la souris est souvent remplacée par une petite surface et parfois par une souris à l'envers appelée track ball ou boule de commande.

Le crayon optique

Il joue le même rôle que la souris. De nos jours il est beaucoup plus utilisé dans les laboratoires de dessin.

Le clavier

C'est le plus ancien des unités. On distingue le clavier AZERTY (Français) et le clavier QWERTY (Anglais).
Le clavier permet d'introduire les caractéristiques dans l'ordinateur.

La table à digitaliser ou table numérique

C'est une table qui permet d'introduire une courbe, un plan dans l'ordinateur.

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Le scanner

Il permet d'introduire une image fixe dans l'ordinateur.

L'appareil photo numérique

C'est un capteur d'image

La caméra numérique

Le microphone

Permet d'introduire le son dans l'ordinateur.

L'unité de sortie

Les unités de sortie permettant de mettre sous une forme accessible par l'homme les informations se trouvant dans l'ordinateur.

L'écran ou moniteur

L'écran permet l'affichage des informations et cet affichage se fait point par point. La taille de l'écran s'exprime en pouce.
1 pouce = "1" = 2,54Cm

L'imprimante

Elle permet la sortie sur support papier d'un texte ou d'une image. On distingue:

  • L'imprimante à aiguille ou imprimante matricielle: C'est une imprimante à impact dû au fait qu'il y'a contact entre le papier et la tête d'impression.
  • L'imprimante à jet d'encre: C'est une imprimante sans impact, elle reproduit l'image point par point grâce au laser.

NB: Avec les imprimantes à impact, il est possible d'imprimer plusieurs copies à la fois. Alors que les imprimantes sans impact ne font pas de bruit et n'impriment qu'une seule copie à la fois.

Le haut parleur

Le haut parleur permet de faire sortir le son qui se trouve dans l'ordinateur.