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Chap. I : Architecture de base d’un ordinateur I- INTRODUCTION Dans cette parti

Chap. I : Architecture de base d’un ordinateur I- INTRODUCTION Dans cette partie, nous décrivons rapidement l’architecture de base d’un ordinateur et les principes de son fonctionnement. Un ordinateur est une machine de traitement de l’information. Il est capable d’acquérir de l’information, de la stocker, de la transformer en effectuant des traitements quelconques, puis de la restituer sous une autre forme. Le mot “ informatique ” vient de la contraction des mots “ information ” et “ automatique ”. Nous appelons information tout ensemble de données. On distingue généralement différents types d’informations : textes, nombres, sons, images, etc., mais aussi les instructions composant un programme. Toute information est manipulée sous forme binaire (ou numérique) par l’ordinateur. Nous entamons la description de l’ordinateur. II- CARTE MERE La carte mère est le cœur de tout ordinateur. Elle est essentiellement composée de circuits imprimés et de ports de connexion, par le biais desquels elle assure la connexion de tous les composants et périphériques propres à un micro-ordinateur (disques durs, mémoire vive, microprocesseur, cartes filles, etc.) afin qu'ils puissent être reconnus et configurés par la carte lors du démarrage. La carte mère représente le plus grand circuit électronique du PC. Elle gère l'ensemble des composants électroniques en charge du transfert des données entre les différents composants. Les connecteurs fixés à la carte-mère permettent la connexion des cartes d'extension : carte son, carte graphique, etc. Le socket de la carte-mère accueille le processeur et détermine sa comptabilité avec celle-ci. Les ports d'entrée et de sortie sont également raccordés à la carte-mère. C'est la carte principale d'un micro-ordinateur qui regroupe les circuits principaux, tel que : − Le micro-processeur ; − Les bus (lent et rapide) ; − La mémoire centrale ; − Les connecteurs d'extension pour la carte graphique, le modem, etc. et les interfaces pour les périphériques ; − Les connecteurs électriques ; − Le support processeur ; − Les slots mémoire ; − Les slots d'extension ; − Les connecteurs de stockage ; − Le panneau d'entrées/sorties ; - - Composants de la carte mère - - II-1 Le CHIPSET Un chipset (de l'anglais, jeu de puces ) est un jeu de composants électroniques inclus dans un circuit intégré préprogrammé permettant de gérer les flux de données numériques entre le ou les processeur(s), la mémoire et les périphériques. Son rôle est de gérer et coordonner les flux de données numériques entre le microprocesseur et les divers composants et sous-ensembles de composants de la carte mère, bus informatique, mémoire vive (RAM), accès direct à la mémoire (DMA), Bus IDE ou Serial ATA, PCI, AGP, disque dur, réseau informatique, port série, port parallèle, USB, FireWire, clavier, souris, Entrées-Sorties, carte graphique, carte son, Hyper-Threading, Front side bus, lecteur de disquette et les entrées-sorties en général, etc. II-2 Le BIOS Le Basic Input Output System (BIOS, en français : « système élémentaire d'entrée/sortie ») est un programme stocké dans une ROM, et qui opère en utilisant les données stockés dans le CMOS. Il est illustré comme un ensemble de fonctions, contenu dans la mémoire morte (ROM) au niveau de la carte mère, lui permettant d'effectuer des opérations élémentaires lors de sa mise sous tension, notamment le démarrage du système, qui consiste à la prise en charge du transfert du système d’exploitation du disque vers la carte mère, dès lors le système d’exploitation prendra en charge la gestion de l’ordinateur et l’ensemble des composants et périphériques. Aussi le BIOS prend en charge la lecture d'un secteur sur un disque, il configure chaque périphérique connecté à la carte (mémoire vive, disques durs, cartes d'extension,...) selon les instructions contenues dans le Master Boot Record. II-3 Le CMOS Le CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) est une mémoire de type RAM non volatile ( NVRAM ) qui stocke les paramètres du BIOS et les informations de date / heure. Elle conserve l’information même quand l'ordinateur est éteint, son contenu est maintenu par un faible courant électrique fourni par une pile. Le BIOS lit les informations dans cette mémoire quand vous allumez l'ordinateur. Il y stocke également la date et l'heure et les met à jour. II-4 Le Setup du BIOS C'est un programme , dont l’accès est disponible à l'allumage de l'ordinateur permettant de modifier les paramètres du système, contenus dans le CMOS. Normalement son nom est le Setup du CMOS. II-5 Le panneau d'entrées/sorties Le panneau d'entrées/sorties (aussi appelé I/O Panel (Input/Output Panel) en anglais) est une interface qui regroupe tous les connecteurs d'entrée/sortie, permettent à l'utilisateur de connecter des périphériques externes à l'ordinateur (comme un écran, un clavier, une souris, un kit d'enceintes ou une imprimante). On retrouve plusieurs types de connecteurs : • Les ports USB (Universal Serial Bus) permettent de connecter la quasi-totalité du matériel récent (clés USB, imprimantes,...). La norme USB est apparue en 1996 et est toujours présente aujourd'hui la version la plus récente est 3.1. • Le connecteur RJ45 qui permet de connecter l'ordinateur à un réseau informatique câblé. • Le connecteur VGA (Video Graphics Array) : c'est un connecteur vidéo analogique qui permet de relier un écran à l'ordinateur. Ce connecteur est relié à l'IGP (Integrated Graphics Processor) du processeur (qui est une sorte de petite carte graphique intégrée au processeur. Tous les processeurs modernes en ont un. • Le connecteur DVI (Digital Visual Interface) : c'est un connecteur vidéo numérique qui permet de relier un écran à l'ordinateur. Il est lui aussi relié à l'IGP du processeur. • Le connecteur HDMI (High-Definition Multimedia Interface): c'est un connecteur qui gère l'audio et la vidéo en haute définition. Il permet de connecter un écran Haute Définition à l'ordinateur. • Le connecteur DisplayPort : c'est un connecteur qui gère l'audio et la vidéo en haute définition (comme l'HDMI). Il permet de connecter un écran Haute Définition à l'ordinateur. • Les connecteurs PS2 . Ils Permettent de relier le clavier et la souris à l’ordinateur. • Les connecteurs audio analogiques : ce sont les petits connecteurs jack 3.5 mm multicolores présents sur le bord du panneau. Ils permettent de relier un système audio à l'ordinateur (comme un kit d'enceintes ou un casque audio) ou un microphone. • Le connecteur Firewire (IEEE1394) : c'est un connecteur qui permet de relier certains périphériques à l'ordinateur• (disques durs externes, caméscopes...). - III- LES MEMOIRES Une mémoire est un circuit à semi-conducteur permettant d’enregistrer, de conserver et de restituer des informations. On distingue différents types de mémoires : • La mémoire centrale ou RAM ( Random Access Memory) permettant de mémoriser temporairement les données lors de l'exécution des programmes. Elle est chargée d’une partie du système d'exploitation pendant le fonctionnement de l'ordinateur et de tout ou partie de programme en exécution (ainsi que ses données). La mémoire centrale correspond à ce que l'on appelle la mémoire vive [Read Write Memory], pouvant être lue et écrite, elle est en général volatile : elle perd ses informations en cas de coupure d'alimentation. Certaines d'entre elles, ayant une faible consommation, peuvent être rendues non volatiles par l'adjonction d'une batterie comme le CMOS. • La mémoire de masse (appelée également mémoire physique ou mémoire externe) permettant de stocker des informations à long terme, y compris lors de l'arrêt de l'ordinateur. La mémoire de masse correspond aux dispositifs de stockage magnétiques et optiques, tels que le disque dur, le CD- ROM ou le DVD-ROM, la clé USB, le Blue-Ray, la carte SD, la bande magnétique, etc. • La mémoire morte Une mémoire morte (ROM ou Read-Only Memory en anglais) est une mémoire non volatile, pouvant être lue mais pas (ou peu de fois) écrite, nécessaire pour stocker les programmes pour le fonctionnement du matériel, surtout lors du démarrage. Elle est généralement programmée par le fabricant. Les variantes des ROM : - PROM [Programmable ROM]: pouvant être écrite une seule fois par l'utilisateur. - REPROM [REProgrammable ROM]: pouvant être écrite un certain nombre de fois par l'utilisateur - E-PROM [Erasable PROM] (effacement par exposition aux ultraviolets), - EA-PROM [Electrically Alterable PROM], - EE-PROM [Electrically Erasable PROM] (effacement par tension électrique) - Mémoire flash (~EE-PROM mais effacement par bloc pas octet par octet). Caractéristiques d’une mémoire 1- La capacité : nombre total de bits que contient la mémoire. Elle s’exprime aussi souvent en octet ; 2- Le format des données : nombre de bits que l’on peut mémoriser par case mémoire. On parle de la largeur du mot mémorisable ; 3- Le temps d’accès : temps qui s’écoule entre l’instant où a été lancée une opération de lecture/écriture en mémoire et l’instant où la première information est disponible sur le bus de données ; 4 Le temps de cycle : il représente l’intervalle minimum qui doit séparer deux demandes successives de lecture ou d’écriture ; 5 Le débit : nombre maximum d’informations lues ou écrites par seconde ; 6 La volatilité : elle caractérise la permanence des informations dans la mémoire. L’information stockée est volatile si elle risque d’être altérée par un défaut d’alimentation électrique et non volatile dans le cas contraire. • La mémoire cache : est uploads/Geographie/ cours-architecture-des-ordinateurs 1 .pdf