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INFORMATIQUE
ARCHITECTURE DES ORDINATEURS COURS
Edition 2 - 10/09/2018
ARCHITECTURE DES
ORDINATEURS
Lycée Jules Ferry - 06400 Cannes ats.julesferry.cannes@gmail.com 1/7
INFORMATIQUE
ARCHITECTURE DES ORDINATEURS COURS
Sommaire Edition 2 - 10/09/2018
Sommaire
A.Présentation globale de l’ordinateur!___________________________________________3
A.1.Ports de communication 3
A.1.1. Généralités
A.1.2. Ports de communication
A.2.Structure interne d’un ordinateur 4
A.2.1. Unité centrale
A.2.2. Chipset
A.2.3. Bus
A.2.4. Périphériques de stockage
A.2.5. Autres périphériques
B.Architecture logicielle! ______________________________________________________7
B.1.Système d’exploitation 7
B.2.Fichiers 7
B.3.Logiciels 7
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INFORMATIQUE
ARCHITECTURE DES ORDINATEURS COURS
Présentation globale de l’ordinateur Edition 2 - 10/09/2018
A. Présentation globale de l’ordinateur
A.1. Ports de communication
A.1.1. Généralités
Un ordinateur est un système capable de traiter des informations de façon flexible (les programmes qui traitent
les informations peuvent être modifiées indéfiniment contrairement à un boitier électronique dont les possibilités de
modifications sont limitées).
Les informations entrantes et sortantes sont transmises grâce à différents moyens de communications appelés
les ports.
la caractéristique essentielle d’un port de communication est son débit d'information (et éventuellement par la
distance admissible).
L’unité d’un débit est le bit/s. On trouve également l’octet par seconde (o/s), un octet étant un nombre
constitué de 8 bits.
A.1.2. Ports de communication
Les ports de communication les plus courants sont :
• le port série : les informations sont acheminées les
unes après les autres.
• le port USB (Universal Serial Bus) est un port série,
dont le débit peut atteindre 600 Mo/s pour l’USB3
• le port parallèle : transmet les données en
parallèle. Utilisé essentiellement pour les imprimantes, il
a quasiment disparu
• le port vidéo :
✓ numérique :
๏ HDMI (High definition Media Interface), avec un
débit de presque 1Go/s. Il véhicule les signaux vidéo
mais également les signaux audio
๏ DVI (Digital Video Interface), premier port vidéo numérique standardisé
✓ analogique : VGA (Video Graphic Array), qui ne véhicule que les signaux vidéo
• le port réseau RJ45 : mise en réseau de plusieurs ordinateurs, dont le débit peut atteindre 1 Go/s
• les ports non filaires : Wifi (200 Mo/s) ou Bluetooth (0,2 Mo/s)
Notes
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ARCHITECTURE DES ORDINATEURS COURS
Présentation globale de l’ordinateur Edition 2 - 10/09/2018
A.2. Structure interne d’un ordinateur
De façon générique, un ordinateur est constitué :
• d’une unité centrale qui réalise les opérations
• d’une mémoire de travail qui stocke les données temporaires
• d’un disque dur qui stocke les données traités
• d’un bus par lequel transitent les informations
A.2.1. Unité centrale
L’unité centrale (également appelée CPU pour Central Processing Unit) est constituée :
• d’un registre de commande
• de registres internes utilisés pour stocker des données
• d’une Unité Arithmétique et Logique (UAL) qui effectue les opérations
Pour réaliser une opération d’addition A+B,
il faut ainsi :
1.Identifier l’opération
2.Lire les données A et B stockées dans les
registres internes, et les transférer dans les
registres d’entrée de l’UAL
3.Réaliser l’addition
4.Copier le résultat dans le registre de sortie
de l’UAL
La performance d’une processeur dépend de :
•la taille des nombres traités (264 pour un ordinateur 64 bits)
•la fréquence des opérations (un ordinateur cadencé à 3Ghz effectuera 3
milliards d’opérations à la seconde)
•la taille du registre
La fréquence de commutation des composants provoque des échauffements
qui peuvent limiter la fréquence des opérations.
Notes
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ARCHITECTURE DES ORDINATEURS COURS
Présentation globale de l’ordinateur Edition 2 - 10/09/2018
A.2.2. Chipset
Le chipset a pour rôle le contrôle de la transmission des données.
Ses performances doivent être équivalentes à celles du processeur, afin de ne pas ralentir la
fréquence des opérations de l’unité centrale.
A.2.3. Bus
Les données transitent au sein des compostants par l'intermédiaire de fils qui sont appelés bus.
Le bus parallèle achemine plusieurs informations en parallèle. Il nécessite une synchronisation entre chaque fil,
et un fil d'horloge est nécessaire. Sensibles aux interférences à haute fréquence, ces bus sont limités aux distances
courtes.
Le bus série fait transiter les informations les unes à la suite des autres. Les données éloignées de l’unité
centrale utiliseront préférentiellement ce type de bus. Les bus Serial ATA ont un débit avoisinant les 750 Mo/s
A.2.4. Périphériques de stockage
Les périphériques de stockage sont caractérisés par :
• la taille de la mémoire
• le temps d’accès aux informations
A.2.4.1. Mémoire vive (RAM : Random Access Memory)
Il s’agit d’un stockage temporaire, les données ne sont pas conservées en cas de
rupture d’alimentation électrique.
Son temps d’accès est très court (quelques nano secondes)
Leur débit maximal est de l’ordre du Go/s
Notes
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ARCHITECTURE DES ORDINATEURS COURS
Présentation globale de l’ordinateur Edition 2 - 10/09/2018
A.2.4.2. Mémoire morte ROM (Read Only Memory)
A l’origine, ce type de mémoire étaient en effet «mortes» dans le sens où aucune
écriture n’était possible. Par extension, on appelle maintenant mémoire morte toute
mémoire qui conserve ses informations en cas de rupture d’alimentation.
On utilise des EEPROM (Electricaly Erasable Program ROM)
Une mémoire ROM est utilisée pour stocker les programmes de démarrage d’un
ordinateur (BIOS, ...) ou pour stocker des informations (clé USB)
Leur temps d’accès est également de l’ordre de la dizaine de nano secondes
A.2.4.3. Disque dur
Les disques durs sont caractérisés par leur grande capacité de stockage. On distingue les disques durs
mécaniques et les disques durs SSD (Solid State Drive) construits sur la base d’EEPROM.
Disque dur mécanique Disque dur SSD
Un disque dur mécanique possède des capacités de stockage encore supérieures aux disques SSD et sont
moins onéreux, mais ils sont bruyant, consommateurs d’énergie, et plus lents (60 Mo/s).
Le SSD est pour l’instant encore plus cher (rapport de 1 à 10), mais le débit est 10 fois supérieur (environ 500
Mo/s)
A.2.4.4. Cartes externes
Les cartes externes, telles que les cartes SD, permettent un stockage de quelques Go, avec des débits
équivalents aux disques SSD
A.2.4.5. Cloud
Le cloud est une solution décentralisée sur un serveur réseau. La capacité peut être extrêmement importante,
mais les temps d’accès sont limités à ceux du réseau.
A.2.5. Autres périphériques
D’autres périphériques, tels des capteurs, des appareils photo, des tablettes tactiles, utilisent majoritairement
les ports USB ou le Bluetoooth.
Notes
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INFORMATIQUE
TITRE DU COURS COURS
Architecture logicielle Edition 2 - 10/09/2018
B. Architecture logicielle
B.1. Système d’exploitation
On appelle système d’exploitation l’ensemble des programmes qui permettent la gestion du fonctionnement
global de l’ordinateur.
Il a pour fonction de :
• répartir le temps de calcul entre les tâches et la mémoire vice pour les programmes qui s’éxécutent
de façon simultanée
• piloter les différents composants : disque dur, imprimante, carte graphique, ...
• organiser les données en répertoires et fichiers
Il existe plusieurs systèmes d’exploitation :
• Windows : payant, installé par défaut sur la majorité des ordinateurs. Existence de failles de
sécurité. Complexe à paramétrer
• Linux : système gratuit. Fiable, mais paramétrage complexe
• Mac OS : spécifique aux ordinateurs Apple. Dérivé de Linux, il est également fiable, avec une
interface graphique très soignée.
• Android, iOS : dérivés de Linux, ils sont adaptés aux appareils mobiles (téléphone, tablette)
B.2. Fichiers
L’organisation retenue pour les fichiers est une arborescence, avec des répertoires et des sous-répertoires.
Cette organisation est indépendante de l’organisation physique à l’intérieur du disque dur.
On distingue les fichiers système, utilisés par le système d’exploitation et que l’utilisateur ne doit pas
manipuler, et les fichiers de données appartenant aux utilisateurs.
A chaque fichier sont associées des droits de lecture, écriture, exécution.
B.3. Logiciels
Le système d’exploitation permet à l’ordinateur de gérer son fonctionnement, mais ne permet pas de réaliser
toutes les fonctions désirées par l’utilisateur : traitement de texte, navigateur internet, traitement d’images, lecture
vidéo...
il est donc nécessaire d’ajouter des logiciels qui vont s’installer dans l’environnement du logiciel d’exploitation,
parfois en le modifiant (sauf si le logiciel est portable).
Les logiciels peuvent être :
• gratuits (freeware), prêtés (shareware), payants
• propriétaires (livrés sans accès au code source, non modifiables) ou open-source
• mono plateformes ou multi plateformes
Notes
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