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Principe de fonctionnement d'un ordinateur 1. Structure générale d'un ordinateu

Principe de fonctionnement d'un ordinateur 1. Structure générale d'un ordinateur Pour comprendre le principe de fonctionnement d'un ordinateur, on doit tout d'abord expliquer sa structure logique. Cette structure nous permet d'expliquer, d'une manière sommaire, comment un programme est exécuté et comment ce dernier traite les données. C.P.U : Central Process Unit (Unité de Traitement Centrale) U.C. : Unite de contrôle ou de commande U.A.L. : Unité Arithmétique et Logique M.C. : Mémoire Centrale Un ordinateur, d'une manière générale, est constitué d'un CPU (Central Process Unit) et des périphérique. Le CPU est constitué d'un MicroProcesseur (ou Processeur) et d'une Mémoire Centrale. Cette dernière est constituée d'une mémoire vive (RAM : Random Access Memory) et d'une mémoire morte (ROM : Read Only Memory). Le processeur se compose de deux unités : unité de contrôle et unité arithmétique et logique. Les périphériques sont composés de périphériques d'entrée, périphériques de sortie et et périphérique de sauvegardes (Mémoires externes). La figure I.1 illustre la structure générale d'un ordinateur : 1.1. L'U.A.L (Unité Arithmétique et Logique : Circuit de Calcul) Elle consiste le circuit de calcul. Elle est chargée d'effectuer toutes les opérations arithmétique et logiques. Elle contient tous les circuits logique pour réaliser les différentes opérations arithmétique(Addition, soustraction, multiplication, division, etc.) et logiques (décalage, rotation, et logique, et binaire, ou logique, ou binaire, négation logique, complément, etc.). 1.2. L'U.C. (Unité de contrôle : Circuit de commandes) Elle contrôle toutes les opérations qui s'effectuent dans l'ordinateur. C'est elle qui permet l'exécution d'un programme présent en mémoire centrale (M.C.) 1.3. La M.C. (La mémoire centrale : circuit de mémorisation) RAM : (Random Access Mémory – Mémorie à Accès Aléatoir Mémoire vive ou mémoire volatile) Elle a pour rôle de stocker le programme à exécuter ainsi que les données résultats. Un programme ne peut s’exécuter que s'il est chargé en mémoire centrale. Elle est constituée de plusieurs barrettes (barrettes RAM) . Cette mémoire est volatile, c'est à dire qu'elle s'efface par coupure de courant. ROM : (Read Only Mémory – Mémoire en lecture seule – Mémoire morte) mémoire qui ne s'efface pas par coupure de courant. Cette dernière sert à conserver du code et des paramètres système nécessaire au fonctionnement de l'ordinateur (BIOS : Basic Input/Output System Programme de base des entrées/sorties). La mémoire centrale se mesure actuellement par milliers de mégaoctets. On a : – 1 bit : (état électronique 1 ou 0) = unité élémentaire de l'information (Binary Element) – 1 octet = 1 caractère = 8 bits = 28 bits. – 1 Kilooctets = 210 octets = 1024 octets – 1 Megaoctets = 210 Kilooctets = 220 octets – 1 Gigaoctets = 210 Megaoctets = 220 Kilooctets = 230 octets Les mémoires externes o auxiliaires (Support de stockage et de mémorisation) Elle servent à conserver des grandes quantités d'informations (fichiers de données, programmes, logiciels d'applications, système d'exploitation, etc.). Ceux sont des supports magnétiques, optique ou électroniques qui ne s'effacent pas par coupures de courant. On peut en citer les disques magnétiques, disquettes, cassettes, CDROM, flashdisque, etc. Actuellement la capacité des diques magnétiques compte de dizaines de Gigaoctets pour les ordinateurs personnels (P.C.) 1 Gigaoctets = 230 octets  ≈1 miliard d'octets 1.5. Les périphériques d'entrée (ou organes d'entrée) Ils servent à transmettre les informations à l'ordinateur. Exemples : – Clavier (on des claviers AZERTY ou QWERTY : introduire des textes et des commandes) – Microphone (introduire des sons et de la parole) – Caméra (introduire de la vidéo) – Lecteur optique (introduire des données à partir de CD ou DVD) – Scanner (numériser des photos) – Tous de type de capteurs (Capteur de chaleurs, d'humidité, etc.) Les périphériques de sortie (ou organes de sortie) Ils servent à recevoir les informations provenant de l'ordinateur vers l'extérieur. Ils permettent de traduire les informations de leurs formes codées (des 1 et 0) vers leurs formes naturelles. Exemple : – L'écran – L'imprimante – Table traçante – Synthétiseur vocal – Synthétiseur musical – Haut parleur, etc. Remarque : Les mémoires externes ou auxiliaires (Disques durs, disquettes, flashdisque, CD, DVD, etc.) sont considérées comme des périphériques d'entrée et de sortie en même temps. 2. Fonctionnement d'un Ordinateur Tous les traitements réalisé par un ordinateur se font via l'exécution d'un programme au niveau de CPU (Central Process Unit). Cette exécution se fait en suivant les étapes suivantes : ✔ Un programme, avant son exécution, sera tout d'abord chargé au niveau de la mémoire centrale ; (un programme est constitué de deux parties : données et instructions) ✔ Le microprocesseur récupère la première instruction du programme, réalise son décodage et l'exécute. Cette exécution, peut éventuellement récupérer des données de la mémoire central où écrire des données sur cette mémoire. ✔ Le microprocesseur réalise la même chose pour la deuxième instruction, et ainsi de suite, jusqu'à la dernière instruction du programme. ✔ Une fois le programme est terminé (l'exécution de la dernière instruction), l'espace de la mémoire central occupé par ce programme sera libérée. Toutes les données manipulées par un programme sont chargées au niveau de la mémoire centrale, et comme on a vu, cette mémoire est volatile. Pour cela, les programme réalise en générale des opérations d'entrées/sorties vers les disques externes (sauvegardes et chargement de fichiers). Partie Matériel d'un Ordinateur Un ordinateur est composé de deux parties : partie matérielle (Hardware) et partie logicielle (Software). La partie hardware permet de réaliser les instructions et les commandes de la partie software. Le tableau suivant illustre quelques composants matériels d'un ordinateur : Partie Système En plus de la partie matérielle, un ordinateur possède une partie logicielle (software). Cette partieest non tangible (par opposition au matériel). Elle contient des programmes, application et données, et elle est indispensable au fonctionnement d'un ordinateur que le matérielle lui même. Le software s'exécute dans la mémoire vive. On peut diviser cette partie en trois grandes catégories : – Système de base : ce sont les système d'exploitation comme Windows, Linux, Mac OS, etc. – Langages de Programmation : à fin de créer des application et des logicielle, comme exemple de langages de programmation on trouve : C/C++, Java, Pascal, Matlab, etc. – Logiciels d'application : comme suite de MSOffice (Word, Excel, PowerPoint, etc.), PhotoShop, Auto CAD, Jeux, etc. 1. Systèmes d'exploitation Actuellement, il y a plusieurs systèmes d'exploitation : Windows, Linux, Max OS, etc. – Une système d'exploitation assure la liaison entre les utilisateurs, applications et les ressources matérielles de l'ordinateur ; – il permet la gestion, la sauvegarde et l'organisation des informations au moyen d'une interface utilisateur compréhensible par l'homme (textes, icônes, images, graphes, enregistré sous forme de fichiers (contenu) que l'on range habituellement dans des dossiers (contenant) ; – le système d'exploitation est sauvegardé sur le disque dur de l'ordinateur ; etc.). Les informations manipulables sont – comme tous les programmes, le système d'exploitation s'exécute dans la mémoire vive. Parmi les termes utilisés dans les systèmes d'exploitation on a : - Le fichier : c’est l’unité de stockage des bases des données. Il existe de très nombreux types de fichiers qu’on peut différencier par leur extension. Extension : suffixe composé généralement de 3 lettres, ajouté au nom d'un fichier pour identifier son type. (ex: .mp3 .bmp .doc...) Le dossier (ou répertoire) : c’est un objet informatique pouvant contenir des fichiers et d’autres dossiers. Il sert au classement des données. Application : programme exécutable sur un ordinateur. Par exemple : Word, Firefox, messenger, winzip, les logiciels de jeu, etc... Sous windows un fichier d'application comporte l'extension .exe Document : fichier créé par une application. Elle contient en générale une extension propre. – Arborescence : Structure hiérarchisée des répertoires et des sous répertoires sur un disque dur. 2. Langages de programmation Ce sont de langages utilisés par les développeurs d'applications et de logiciels à fin d'écrire des programmes. On trouve plusieurs langage de programmation, comme C/C++, PASCAL, Java, Fortran, Matlab, etc. 3. Programmes d'application Ce sont des programmes exécutables spécialement écrits pour un système d'exploitation, et qui permettent de réaliser tout type de fonctions: traitement de texte, jeux et loisirs, retouche d'image, navigation internet, lecture de médias son, image, vidéo... Specialité : Matière : Informatique Titre de la leçon : Principe de fonctionnement d’un ordinateur Durée : 4 H Objectif de la leçon: A la fin de la leçon, les stagiaires devront être capables de décrire le fonctionnement de l’ordinateur : Plan 1- Structure génerale d’un ordinateur 1.1 unité centrale 1.2 periphériques 2- Fonctionnement d’un ordinateur 3- Partie systeme uploads/Philosophie/ principe-de-fonctionnement-dun-ordinateur.pdf