Informatique 1
Cours 1 : Architecture de l’Ordinateur
En général un ordinateur fonctionne selon le schéma suivant :
1- Schéma simplifié d’un micro-ordinateur
1. L’architecture de base de la plupart des systèmes à microprocesseur actuel est composée des éléments suivants :
1. Une unité centrale (UC)
Se trouve au centre de la machine, entourée des périphériques, c’est là ou s’effectue la mémorisation et le traitement des informations.
2. Les périphériques de stockage
Ou mémoire de masse permettent comme leur nom l’indique, de conserver les programmes de traitement et des informations, tels que les données, les résultats.
3. Les périphériques de sortie
Les périphériques de sortie permettent l’unité centrale d’envoyer des informations vers l’extérieur, ce sont ceux qui indiquent à l’utilisateur les résultats du travail de la machine.
Ces périphériques produisent ou génèrent le résultat souhaité en fonction de notre entrée, comme une imprimante, un moniteur, etc. Ces périphériques convertissent les données sous une forme lisible par l’homme à partir d’un code binaire.
4. Les périphériques d’entrée
Les périphériques d’entrée sont ceux qui vont permettre d’envoyer des informations à l’unité centrale. Les plus connu sont : le clavier, la souris.
5. Les bus
Les différents organes du système sont reliés par des voies de communication appelées bus.
Le bus d’adressage
Une bus de données
Les bus d’extension
2- Les principaux constituants d’un ordinateur
Les deux principaux constituants d’un ordinateur sont la mémoire principale et le processeur.
La mémoire principale permet de stocker de l’information (programmes et données), tandis que le processeur exécute pas à pas les instructions composant les programmes.
2.1 Un microprocesseur : sa tâche est d'effectuer des calculs et de gérer et synchroniser les transferts de données entre les différents organes du système ;
Puissance de calcul et caractéristiques
La puissance de calcul d'un processeur est exprimée en Hertz (Hz). Aujourd'hui les processeurs de PC dépassent les 3.5 GHz (Giga Hertz = Milliards de Hertz) soit plusieurs milliards de calculs par seconde. Cependant, à force de miniaturiser les composants informatiques, les processeurs semblent atteindre leur limite. Aujourd'hui les ordinateurs sont donc équipés de plusieurs processeurs qui fonctionnent en parallèle afin d'augmenter leurs puissances. Ces Processeurs contiennent plusieurs cœurs (core) : 2, 4 et même 8 cœurs pour le grand public (1 cœur: équivalent 1CPU ou deux processeurs logiques). Ainsi, le processeur i7 d’Intel comprend 4 cœurs (8 processeurs logiques).
Le choix d’un processeur : le choix d’un processeur de nos jours repose sur quelques caractéristiques clés qui sont :
a) Le nombre de cœurs : pour tirer profit du parallélisme des tâches (exécution en même temps de plusieurs tâches)
b) La mémoire cache : Les processeurs récents comptent à présent trois niveaux de cache.
- Le cache L1 est petit mais exceptionnellement rapide. Il ne contient que les données et instructions absolument nécessaires aux programmes en cours d’exécution.
- Le L2 est plus gros et un peu moins véloce et stocke des données et/ou instructions qui ont récemment servi ou risquent de servir.
- Le L3 est de capacité importante mais relativement « lent ».
c) La fréquence : Symbolise la puissance des processeurs. Les constructeurs ont « réinventé » le mode Turbo qui permet aux processeurs de dépasser, largement dans certains cas, leur fréquence annoncée quand un seul cœur est utilisé (ex. un Core i7 3960X annoncé à 3,3 GHz (quand tous les cœurs fonctionnent au maximum) peut grimper à 3,9 GHz si un seul cœur est sollicité. Afin d’économiser de l’énergie, les processeurs ont également une fréquence basse de l’ordre de 1 GHz…).
d) La puce graphique : la plupart des processeurs de nos jours embarquent une puce HD Graphics 2000 ou 3000. Ce GPU intégré suffit à toutes les tâches bureautiques et même à des jeux à condition de limiter la résolution
2.2 Une mémoire morte (ROM, EPROM, EEPROM, …) : contient des programmes essentiels au fonctionnement du matériel. Ce type de mémoire n’est pas volatile.
2.3 Une mémoire vive (RAM) : nécessaire pour l’exécution de tout programme. Ce type de mémoire est généralement volatile.
des périphériques d’interface ou d’E/S selon l’exigence de l'application.
3 - Principaux acteurs du marché
Les deux principaux constructeurs de processeurs actuellement sont AMD et Intel.
Intel a été créé en 1968 et c'est actuellement le premier constructeur mondial de processeurs.
AMD a été fondé en 1969 en Californie, c'est le deuxième constructeur mondial de processeurs
4. La carte mère
La carte mère est une carte électronique permettant d'interconnecter tous les circuits imprimés d'un ordinateur entre eux.
· Le processeur est enfichable sur la carte mère via le socket (le support LGA 1156 sur l’image).
· Les barrettes de RAM ont des emplacements appelés banques de mémoires ou SLOT.
· Les cartes graphiques, son ou réseaux externes sont enfichables sur les ports PCI ou PCI-Express
Les disques durs et les lecteurs CD/DVD sont reliés à la carte mère via les connecteurs IDE (anciens) ou SATA (récents).
· Les branchements pour le clavier et la souris (USB ou PS/2), le réseau et le multimédia qui se trouvent à l'arrière de l'unité centrale, sont directement implantés sur la carte mère.
5- Principe de fonctionnement
Voyons maintenant ce qui se passe dans votre ordinateur lorsque vous procédez à l’ouverture d’un logiciel ou programme :
1. Vous ouvrez un logiciel à l'aide de la souris
2. Le processeur demande au disque dur de lire les données du logiciel
3. Et les stocke dans la RAM, pour y avoir accès rapidement
4. Le processeur envoie les données à la carte graphique qui va les convertir en un affichage
5. Puis les transmis à votre écran.
