L’ordinateur

1. NEC PowerMate VL360 Sempron 3200+ 1.8 GHz : Spécification principale L’ordinateur

2. Historique rapide de l’informatique (évolution) Les machines à calculer 1623 : machine à calculer de SCHICKARD 1642 : machine à calculer de Pascal : addition et soustraction 1673 : Leibnitz : multiplication et division Problème : pas de résultats (traitements) intermédiaires Données a et b Traitement ADDITION Résultat c = a + b

3. La mémoire L’ordinateur est une machine à « calculer » à mémoire Problème : un seul traitement à la fois

4. Le programmateur L’ordinateur est une machine à « calculer » à mémoire, et doté d’un programmateur Programme : suite d’actions élémentaires consécutives Programmateur : orchestre la suite des opérations Problème : Le programme ne tient pas compte des résultats intermédiaires (ex : si a est vrai alors faire b)

5. L’architecture de VON NEUMAN

6. La carte mère Sur la carte mère sont connectés tous les composants dont : • Le processeur • La mémoire (disque dur et mémoire vive) • Les connecteurs de type : entrées/sorties • Les cartes d’extension (graphique, son …) Généralement la carte mère possède déjà les composants de type : vidéo, son, réseau … Ils font partie du jeux de composants (chipset) Caractéristiques principales : • La fréquence de l’horloge • Le nombre et le type de connecteurs d’extension • Le jeu de composant (Chipset)

7. La carte mère : le Chipset Le chipset est chargé de faire fonctionner les divers éléments de la carte mère entre eux. Il est différent selon les constructeurs et conditionne les performances de la machine. Northbridge : Contrôleur mémoire. Le plus près du processeur. Southbridge : Contrôleur entrées/sorties ou contrôleur d’extensions : Disque dur, cartes PCI, carte réseau, carte son …

8. La carte mère : le Chipset Le type de chipset est indiqué lors de l'achat de la carte mère par la référence des puces (on indique surtout le Northbridge, deux références si Northbridge et Southbridge). Ex : chipset (NorthBridge) ASUSTeK M2N-X (NVIDIA nForce 520) MSI 945P Neo5-F (Intel 945P Express) MSI K9V GM- V (VIA K8M890) Remarque : Le chipset décide des compatibilités techniques de la carte mère (type de mémoire, type de disque dur ...) : c'est un choix lourd

9. La carte mère : le bus Un bus relie plusieurs composants matériel et leur permet de communiquer entre eux => autoroute des données Chiffres caractéristiques : « Largeur » du bus = N = Nb de bits transmis en parallèle Fréquence = f = Nb de paquets de N bits transmis par seconde Taux de transfert = N x f

10. La mémoire Les différents types de mémoires

11. La mémoire : principe Elle est constituée de cellules élémentaires (transistors) permettant de retenir ou de restituer une information binaire (0 ou 1). • Le bus d’adresses permet d’accéder aux cellules élémentaires. • Le bus de données permet d’accéder au contenu de la cellule élémentaire. • Le bus de contrôle permet d’indiquer s’il s’agit d’une lecture ou d’une écriture.

12. La mémoire : les différents types • RAM Dynamique (Random Access Memory) => Mémoire vive • RAM Statique (Random Access Memory) => Disque SSD, Clé USB (Flash) • ROM (Read Only Memory) => CD et DVD non réinscriptibles • EEPROM (Electricaly Erasable Programmable Read Only Memory) => Microcontrôleurs Transistor à effet de champ (MOS)

13. La mémoire : évolution

14. La mémoire : technologie

15. Le processeur Caractéristiques principales: • Nombre de transistors (ex : 1.170.000.000) • Nombre de cœurs (ex : 1,2,4,8) • Taille de la gravure (ex : 32 nm) • Fréquence de l’horloge (ex : 3.330.000.000 Hz) • Bus d’adresses et de données (ex : 64 bits / 64 bits) • La mémoire cache (antémémoire) : (ex : L1 = 64 Ko, L2 = 256 Ko, L3 = 8 Mo) • CPI (Cycles Par Instruction) nombre de cycles nécessaires en moyenne à l‘exécution d'une instruction • MIPS (Million Instruction Per Seconds) (ex : 147.600)

16. Le processeur : la mémoire cache C’est une mémoire de petite capacité à accès rapide servant à accélérer les traitements (ex : transferts entre le processeur et la RAM). Cache de niveau L1 : intégré au processeur. Le plus rapide. Cache de niveau L2 : souvent situé hors du processeur. Plus lent, plus gros. Cache de niveau L3 : situé sur la carte mère (machines haut de gamme).

17. Le processeur : exemple d’opérations Illustration de l'architecture de Von Neumann : L’exécution d’une tâche, aussi simple soit-elle, implique une série d’opérations, réalisées séquentiellement dans l’unité de traitement et coordonnées par l’unité de contrôle, avec des transferts de données entre la mémoire et le processeur. L’addition de 5+2 par exemple, peut se faire en 5 pas : 1/ Chercher le premier nombre (5) dans la mémoire et le placer dans un registre du processeur. 2/ Chercher le deuxième nombre (2) dans la mémoire et le placer dans un autre registre 3/ Activer l’additionneur avec les deux registres précédents comme sources 4/ Stocker le résultat (7) dans un registre 5/ Sauver le résultat dans la mémoire Arrêter

18. Le processeur : évolution

19. Ajout de cartes « internes »

20. Ajout de cartes « interne »

21. Ajout de cartes « interne »

22. Connexion disque dur, CD, DVD …(ancienne norme) IDE / EIDE : (Enhanced) Integrated Drive Electronics

23. Connexion disque dur, CD, DVD …(nouvelle norme)

24. Communication Ports Série ou Parallèle

25. Communication avec « l’extérieur » • Souris et clavier : Port Série nomme Ps/2 (0,29 Mo/s) • USB (Universal Serial Bus) : USB 2.0 (60 Mo/s), USB 3.0 (600 Mo/s) • USB sans fil = « bluetooth » • Port Série (RS-232): branchement des appareils de mesure par exemple (0,01 Mo/s) • Port Parallèle (DB 25) : plus vraiment utilisé ! • Sortie VGA (Video Graphics Array) : connexion à un écran analogique • LAN (Local Area Network) : prise réseau informatique

26. Carte graphique

27. Le BIOS : Basic Input/Output System