Informatique

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Semestre 2
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1ère partie : Description de la machine
Les composants d’un ordinateur
L’unité centrale, c’est l’organe principal de l’ordinateur, elle renferme plusieurs composants destinés
au traitement et à la circulation de l’information.
Dans l’unité centrale, on trouve :
- L’alimentation
- Le ventilateur
- La carte mère (microprocesseur, la mémoire centrale, la mémoire morte,…)
- Les mémoires de masses (disque dur, lecteurs de CD-ROM…)
- Et des cartes additionnelles (carte réseau, carte son, carte vidéo, etc.)
I. Bloc d’alimentation
Le bloc d'alimentation électrique est chargé de fournir un courant électrique stable et continu à
l'ensemble des éléments de l'ordinateur.
II. La carte mère
La carte mère est le principal constituant de l’ordinateur. C’est sur cette carte que sont connectés les
autres éléments :
• Le microprocesseur (cerveau de l’ordinateur);
• La mémoire (RAM : Random Access Memory, la mémoire cache);
• Le disque dur, le lecteur de CD-ROM, le lecteur de disquettes;
• Les périphériques internes : carte de son, carte vidéo.
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a. Microprocesseur :
Le microprocesseur est le cerveau de l'ordinateur. Il permet de manipuler, de circuler les
informations et d'exécuter les instructions stockées en mémoire. Toute l'activité de l'ordinateur est
cadencée par une horloge unique.
Le microprocesseur est caractérisé par la cadence maximale à laquelle il est capable de travailler,
par la taille et le nombre de données qu'il peut manipuler. Plus la circulation des données est rapide,
plus l'ordinateur sera jugé performant.
Un microprocesseur est un composant électronique minuscule, fabriqué le plus souvent en silicium, qui regroupe
un certain nombre de transistors élémentaires interconnectés. Le microprocesseur exécute les fonctions d’unité centrale
d’ordinateur (CPU), c’est à dire d’exécuter des instructions envoyées par un programme.
 Architecture minimum d’un microprocesseur :
Un microprocesseur peut être divisé en quatre grandes parties :
Les registres : Les registres sont des petites mémoires linéaires, à accès parallèle, dont la capacité peut varier
d’un à plusieurs octets .On trouve trois styles de registres : les registres qui stockent le résultat de l’instruction
traitée ; les registres qui permet de retrouver l’adresse de l’information dans la mémoire ; Les registres qui
enregistrent le code de l’instruction qui vient d’être lue dans la mémoire et ramenée dans le microprocesseur.
Le décodeur : Le décodeur sert à animer les circuits électriques nécessaires à l’exécution de l’instruction lue.
En faite, il gère la mise en place des portes logiques pour le bon déroulement de l’opération demandée.
UAL- L'unité arithmétique et logique : (ou bien ALU, Arithmetic Logic Unit en anglais), est l'organe de
l'ordinateur chargé d'effectuer les calculs. Le plus souvent, l'UAL est incluse dans l'unité centrale ou le
microprocesseur. Elle est chargée d’exécuter les opérations arithmétiques et logiques du programme ; On peut
également trouver des circuits d’une horloge à quartz intégré au microprocesseur.
UC- Unité de contrôle : Dans un système logique, en particulier dans un processeur, l’unité de contrôle (de
commande) ou séquenceur commande et contrôle le fonctionnement du système, notamment du chemin de
données. Une unité de contrôle est un circuit logique séquentiel qui réalise un automate fini, plus précisément
une machine de Moore ou de Mealy, qui génère des signaux de contrôle pour piloter les éléments du chemin de
données.
Exemple : Le tableau suivant décrit les principales caractéristiques des microprocesseurs
fabriqués par Intel
Date
Nom
1974
1982
1985
1989
1993
8080
80286
80386
80486
Pentium
Fréquence
MIPS
de l'horloge
2 MHz
0,64
6 MHz
1
16 MHz
5
25 MHz
20
60 MHz
100
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1997
1999
2000
2004
Pentium II
Pentium III
Pentium 4
Pentium 4
« Prescott »
233 MHz
450 MHz
1,5 GHz
300
510
1 700
3,6 GHz
9 000
Date : l’année de commercialisation du microprocesseur
Nom : le nom du microprocesseur
Fréquence de l’horloge : la fréquence de l’horloge de la carte mère qui cadence le microprocesseur.
MIPS : le nombre de millions d’instructions complétées par le microprocesseur en une seconde.
Exemple de microprocesseur :
Architecture schématique d'un ordinateur
b. L’horloge système
L’horloge synchronise le microprocesseur et les autres composants. La fréquence de cette horloge
s'exprime en MHz (millions de battements par seconde). Plus elle sera élevée, plus la machine sera
rapide.
c. Mémoire
La mémoire est un composant de base de l’ordinateur, son rôle est de stocker les données avant
et pendant leur traitement par le processeur. Ces données sont d’apparence binaire et mémorisées
sous forme d’impulsions électriques (une impulsion est égale à 1, aucune impulsion est égale à 0).
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La mémoire vive :
La mémoire vive, généralement appelée RAM (Random Access Memory, traduisez mémoire à accès
aléatoire) ce qui signifie que l’on peut accéder instantanément à n’importe quelle partie de la mémoire, permet
de stocker des informations pendant tout le temps de fonctionnement de l’ordinateur. Par contre, cette
mémoire est détruite lors de la mise hors-tension de l’ordinateur, contrairement à une mémoire de masse
comme le disque dur qui garde les informations même lorsqu’il est hors tension. La mémoire vive contient les
données et les instructions des applications en cours.
Les caractéristiques de cette mémoire sont :

sa rapidité d'accès (cette rapidité est essentielle pour fournir rapidement les données au processeur) ;

sa volatilité (cette volatilité implique que les données sont perdues dès que l'ordinateur cesse d'être
alimenté en électricité).
La mémoire morte :
Une mémoire morte (ROM ou Read-Only Memory en anglais) est une mémoire non volatile, c’est-àdire une mémoire qui ne s’efface pas lorsque l’appareil qui la contient n’est plus alimenté en électricité.
Le terme anglais ROM prête à confusion car il désigne à la fois

tous les types de mémoires non volatiles ;

et un de ces types, le type de mémoire qui ne peut être ni programmé ni effacé par l’utilisateur.
La mémoire cache
La mémoire cache est une petite mémoire à accès rapide qui sert de tampon entre la mémoire vive
et le processeur. Elle stocke les informations les plus souvent utilisées, permettant ainsi de réduire les
états d'attente du microprocesseur.
Lorsque le microprocesseur veut traiter des données, il accède d’abord à la cache interne, s’il ne
trouve pas les données, il accède à la cache externe, puis à la RAM.
 Cache interne : c’est une mémoire ultra rapide intégrée au microprocesseur. Elle stocke les données
les plus utilisées.
 Cache externe : si le microprocesseur ne trouve pas les données dans la cache interne, il les
cherche dan la cache externe. La cache externe est mois rapide que la cache interne mais plus rapide que
la RAM.
III- Les mémoires de masses :
Le disque dur : Support de mémoire de masse d’accès rapide qui est composé d’un ou de plusieurs disques
magnétiques généralement solidaires d’une mécanique, et ayant une très grande capacité de stockage.
Les disques durs sont généralement inamovibles, comme le disque fixe qui est monté en
permanence sur l’unité de disque (celle-ci étant souvent appelée disque dur). Toutefois, il existe certains
modèles amovibles qui peuvent être déplacés d’un ordinateur à l’autre et des cartes disques durs qui
s’installent dans un connecteur d’extension de l’ordinateur. Le disque dur est habituellement constitué d’un
support rigide et il s’oppose au disque souple (disquette). Certains supports de mémoire de masse, comme
le disque Bernoulli, sont flexibles. On les appelle également disques durs par extension de sens, car ils se
comportent comme un disque dur.
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Lecteur CD : Appareil permettant la lecture, à l’aide d’un rayon laser, des informations enregistrées sur un
CD-R OM ou un DVD-Rom. Les lecteurs de CD-ROM et DVD-Rom peuvent être internes (c’est-à-dire
intégrés dans l’ordinateur) ou externes (se présentant sous la forme d’un boîtier autonome).
Graveur CD : Appareil permettant l’enregistrement de disques compacts, à l’unité ou en petite série, par
gravure au laser sur un CD ou DVD réinscriptible. Le CD-RW et le DVD-RW sont des disques optiques
compacts sur lesquels on peut effacer et réinscrire jusqu’à 1000 fois des données. Contrairement aux
disques gravés, ils peuvent être réécrits, de la même manière qu’une disquette.
IV- Les cartes additionnelles :
La carte graphique : Carte d’extension servant à stocker et à interpréter les images reçues par l’ordinateur
et à mettre à jour continuellement l’écran du moniteur. Elle n’est pas obligatoire sur certains ordinateurs qui
en possèdent une incorporée dans la carte mère. Mais pour de meilleures performances il est conseillé d’en
installer une.
Carte réseau : Carte qui permet le transfert des données, entre un ordinateur personnel et un réseau ou
entre un serveur et un réseau. Permet également un accès à internet dans un réseau domestique ou
d’entreprise.
Carte son : Carte d’extension permettant à l’ordinateur de numériser, de reproduire ou même d’enregistrer
des sons. Aujourd’hui toutes les cartes mère possèdent une carte son intégrée, elle ne sert plus que pour un
usage professionnel du son.
Des schémas descriptifs
Disque Dur
Écrire
ROM
Lire
Microprocesseur
Lire
Mém. Cache
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Écrire
Lire
RAM
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Description du PC :
Organe d’entrée
Traitement
Clavier
Organe de sortie
Boitier
Ecran
Boitier :
ROM
-
Mémoire à lecture seule.
BIOS.
-
Mémoire à lecture seule.
BIOS.
-
RAM
-
Temps d’accès en Ns.
Taille en Gb.
Volatile.
Microprocesseur
-
Architecture.
Vitesse d’exécution en GHz.
-
Disque Dur
-
Temps d’accès en Ms.
Taille en Téraoctet.
Non volatile.
Microprocesseur :
UC
UAL
Unité de Commande
Unité Arithmétique et Logique
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Mémoire Cache
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2ème partie : Le système binaire
Le système binaire est un système de numération utilisant la base 2. On nomme couramment bit (de
l'anglais binary digit, soit « chiffre binaire ») les chiffres de la numération binaire positionnelle. Ceux-ci ne
peuvent prendre que deux valeurs, notées par convention 0 et 1.
C'est un concept essentiel de l'informatique. En effet, les processeurs des ordinateurs sont composés de
transistors ne gérant chacun que deux états.
Un calcul informatique n'est donc qu'une suite d'opérations sur des paquets de 0 et de 1, appelés octets
lorsqu'ils sont regroupés par huit.
0+0=0
0+1=1
1+0=1
0-0=0
0-1=1 avec 1 retenue
1+1=0 avec 1 retenue
1-0=1
1-1=0
1 + 1 = 10
=> on pose 0, et retient 1
1 + 1(retenue) = 10 => on pose 0, et retient 1
0 + 1(retenue) = 1 => 1
Le tableau ci-dessous montre la représentation des nombres de 0 à 15 dans les bases 10, 2 et 16:
Décimal
Binaire
Hexadécimal
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
Allons maintenant écrire le nombre 77 en base binaire. Il s'agit de faire une suite de divisions
euclidiennes par 2. Le résultat sera la juxtaposition des restes. Le schéma ci-dessous explique la méthode:
77 s'écrit donc en base binaire: 1001101
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F
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3ème partie : Le système d’exploitation :
Un système d'exploitation (Operating System ou OS) est un ensemble de programmes spécialisés qui
permet l'utilisation des ressources matérielles d'un ou plusieurs ordinateurs. Il assure le démarrage (Boot) de
l'ordinateur et l'exécution des logiciels applicatifs. Il remplit deux fonctions majeures : d'une part, la gestion
des ressources matérielles (la mémoire, le processeur et les périphériques), en répartissant leur utilisation entre
les différents logiciels ; d'autre part, la fourniture de services aux applications, en offrant une interface de plus
haut niveau que celle de la machine physique. Cette interface présente la vision d'une « machine virtuelle »,
fournissant un ensemble de fonctions de base (appels système) pour l'écriture des applications.
Intermédiaire entre les logiciels applicatifs et le matériel, le système d'exploitation sert trois intentions
distinctes : le système d'exploitation permet l'exploitation des périphériques matériels dont il coordonne et
optimise l'utilisation; Il propose aux logiciels applicatifs des interfaces de programmation standardisées qui
simplifient l'utilisation des matériels et réalise enfin différentes fonctions visant à assurer la fiabilité (tolérance
aux pannes, isolation des fautes) et la sécurité informatique ( traçabilité, confidentialité, intégrité et
disponibilité).
Les premiers systèmes d'exploitation ont été créés dans les années 1960. En 2010 les deux familles de
systèmes d'exploitation les plus populaires sont Unix (dont Mac OS X et Linux) et Windows, la famille
Windows détient le quasi-monopole sur les ordinateurs personnels, avec plus de 90 % de part de marché depuis
15 ans, tandis que les parts de marché des systèmes d'exploitation Unix sont de presque 50% sur les serveurs.
Les systèmes d’exploitation existants :
 L'O.S. :
Le système d'exploitation appelé : "OS" (Operating System) qui permet le
fonctionnement de l'ensemble des programmes
 Windows :
Cette OS créée par la firme Microsoft est la plus utilisée actuellement.
 Linux :
Est une OS gratuite qui peut se substituer aux Systèmes d'Exploitation payant.
 Macintosh :
C'est la plateforme des ordinateurs Apple.
 Ubuntu :
Créée par des Africains, cette OS connaît une forte croissance, avec une excellente
suite bureautique en Open Source.
 Open Source :
Application dont a le droit de modifier le code source.
 Logiciels :
Sont des programmes et applications diverses.
 Machine Virtuelle:
C'est un environnement de travail installé sur votre PC physique avec VirtualBox
par exemple.
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Exemple : Windows 95/98/XP
-MS DOS : C’est une interface logique entre l’utilisateur et la machine avec lequel la machine se démarre.
-Windows : C’est une interface graphique.
-Boot Secteur : C’est le secteur qui protège les 3 fichiers de démarrage. Ses 3 fichiers sont :
IO.SYS
MSDOS.SYS
COMMAND.COM
Si un de ses 3 fichiers est introuvable, la machine ne peut être démarrée, ils sont exécutés par le
Microprocesseur.
Med Benayad
S4 Dt Fr
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