La structure de base d'un ordinateur

Les ordinateurs sont des machines programmables capables d’effectuer un nombre important d’opérations avec précision en un temps très court.

I.      STRUCTURE D’UN ORDINATEUR :

1)    Constituants d’un ordinateur :

La structure de base d’un ordinateur comprend les éléments fondamentaux suivants :

û  Une unité centrale de traitement (unité centrale).

û  Une unité de mémoire, appelée mémoire centrale.

û  Des unités de stockage.

û  Des unités d’entrée/sortie.

û  Un système de bus permettant de véhiculer l’information entre l’unité centrale et les autres unités.

Architecture d’un système informatique (ordinateur)

1)    Codage de l’information :

Les différents constituants de l’ordinateur sont composés de circuits électroniques ou d’éléments magnétiques. Ils fonctionnent donc avec des impulsions électriques ou font intervenir un champ magnétique, et donnent lieu à deux états (ouvert ou fermé) ou bien (nord ou sud). 

L’information élémentaire est le ‘Bit’ un bit ne peut prendre que deux valeurs notées : 0 et 1.

Le passage d’une représentation naturelle de l’information a une représentation binaire seule accessible aux organes de l’ordinateur.

Le passage d’une représentation naturelle à une représentation binaire appelée ‘codage’.

Généralement, l’ordinateur manipule l’information sous forme de groupement de bits, un groupement de huit bits est nommé ‘octet’.

û  Avec 1 bit, on peut représenter 2=21 informations possibles : 0 ou 1.

û  Avec 2 bits, on peut représenter 4=22 informations possibles : 00, 01, 10, 11.

û  Avec 3 bits, on peut représenter 8=23 informations possibles : 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.

û  On déduit qu’avec n bits, on peut représenter 2n  informations possibles.

La base décimale (10) est la base que nous utilisons quotidiennement. Cette base est constituée de 10 éléments : 0123456789.

La base (2) est la base utilisée par la machine, du fait de l’organisation en bit de la mémoire. Cette base comporte deux éléments : 0 et 1.

Unité

Notation

Equivalent en octet

Kilo-octet

Ko

210 =1024 octets

Méga-octet

Mo

220 octets

Giga-octet

Go

230 octets

Tera-octet

To

240 octets

II.      UNITE CENTRALE DE TRAITEMENT :

L’unité centrale de traitement ou CPU (Central Processing Unit) est le centre de calcul et de contrôle d’un ordinateur, elle constitue le « cerveau » de l’ordinateur.

L’unité centrale qui réalise toutes les opérations demandées, elle est matérialisée physiquement par un circuit électronique appelé « microprocesseur »

Un microprocesseur est caractérisé par :

û  Sa marque (Intel ou cyrix).

û  Sa fréquence d’horloge : le nombre d’opération que le microprocesseur peut effectuer en seconde (la fréquence atteint actuellement quelques Gigahertz).

1 KHz = 210 Hz

1 MHz = 220  Hz

1 GHz = 230 Hz

L’unité centrale comporte les éléments suivants :

a)    Unité arithmétique et logique :

L’UAL est l’organe qui permet d’effectuer des opérations arithmétiques (addition, soustraction, multiplication, division), des opérations logiques (par exemple des comparaisons).

a)    Unité de commande :

L’unité de commande gère le déroulement des instructions. Elle décode et exécute les instructions demandées.

III.      MEMOIRE CENTRALE :

La mémoire centrale est un organe de l’ordinateur permettant d’enregistrer, de stocker et de restituer les informations.

La mémoire centrale se présente sous la forme de petites barrettes que l’on peut enficher dans des supports, appelés Slots.

La mémoire centrale d’un ordinateur est séparée en deux sections : la mémoire vive et la mémoire morte.

1.     La mémoire vive (RAM Random Access Memory) :

 Est une mémoire où on peut lire et écrire à volonté. Cette mémoire est dite « volatile

 » c'est-à-dire qu’elle perd son contenu dés qu’elle est hors tension.

La mémoire vive contient en plus des programmes servant à la gestion de l’ordinateur, le programme relatif à un traitement spécifique ainsi que les données qu’il requiert et les résultats qu’il génère.

1.     La mémoire morte (ROM Read Only Memory) :

Est destinée uniquement à être lue ; en revanche, son contenu n’est pas altéré par une coupure de courant, c'est une mémoire « rémanente »

La mémoire morte, programmée par le constructeur, est essentiellement utilisée pour contenir les logiciels de base servant au démarrage de l’ordinateur.

Toutefois, il est possible d’écrire sur certains types de mémoire morte, désignés par les sigles PROM (Programmable Read Only Memory), EPROM (Erase Programmable Read Only Memory) et EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) :

Une PROM est programmée une seule fois, et elle est dédiée à des fonctions spécifiques, comme par exemple des jeux.

Une EPROM est une EEPROM peuvent être effacées (respectivement par un rayonnement ultraviolet et par un courant électrique) puis reprogrammées pour autre usage.

IV.      LES PERIPHERIQUES :

Les périphériques sont les organes de l’ordinateur qui permettent de communiquer avec l’unité centrale et de stocker les informations d’une façon permanente.

 

1.     Les périphériques d’entrée :

û  Le clavier : permet la saisie des informations textuelles et numériques.

û  La souris : est un périphérique de pointage servant à déplacer un curseur sur l’écran, elle permet de transmettre des ordres grâce à ses boutons.

û  Scanner :

û  Microphone :

û 

 

2.     Les périphériques de sortie :

û  L’écran : permet de visualiser les informations.

û  L’imprimante : permet d’imprimer des documents sur papiers.

û  Enceintes :

û 

 

3.     Les périphériques de stockage :

3.1-   Les disques magnétiques :

û  Disque dur : est un support de stockage de forme cylindrique, composé d’un regroupement de disques magnétiques rigide protégé par un boîtier, le disque dur est le principal outil de stockage de données d’un ordinateur. Il contient le système d’exploitation. La capacité d’un disque dur est exprimée en giga-octets (actuellement 80, 120, 200, 240 Go).

û  Disquette : est composé d’un plateau circulaire en matière plastique qui tourne à l’intérieur d’un étui de protection carré. La capacité d’une disquette est 1.44 Mo soit 1444 octets. 

3.2-   Les disques optiques compacts :

Un disque optique compact (CD-ROM en anglais) offre une capacité de stockage exceptionnelle et une très grande sécurité (capacité entre 650 et 700 Mo)

L’écriture sur les disques optique se fait par un graveur, la lecture se fait par un lecteur de CD-ROM.

V.      SCHEMA FONCTIONNEL D’UN ORDINATEUR :

Après avoir détaillé les composants de l’unité centrale, de la mémoire centrale, ainsi que des périphériques d’entrée/sortie et de stockage, le schéma fonctionnel de l’ordinateur devient comme suit : 


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