Constitution de l'ordinateur

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1 Constitution de l'ordinateur L'ordinateur complet - Au premier abord, lorsque vous regardez un micro-ordinateur de bureau, vous voyez : l'unité centrale, l'écran encore appelé le moniteur le clavier, la souris, généralement une imprimante, parfois une paire d'enceintes acoustiques, souvent un modem, parfois un scanner. La liste ci-dessus montre bien qu'il peut y avoir une multitude de configurations possibles, rien que pour la famille des ordinateurs de bureau. Il ne faut pas oublier toute la famille des ordinateurs portables qui intègrent l'unité centrale, l'écran, le clavier, la souris et souvent le modem en un seul ensemble. L'unité centrale - La première chose que vous distinguez est sans doute l'écran : il est là pour être vu. Et tout de suite après vous apercevez le boîtier que l'on appelle "unité centrale". Sa forme peut être une tour ou un boîtier de table. C'est cependant la caractéristique qui a le moins d'importance, du moins en ce qui concerne les performances de l'ordinateur. Ce que vous ne voyez pas, c'est ce qui est à l'intérieur. Et pourtant c'est ce qui fait toute la différence entre deux ordinateurs. Ce sont les composants de l'unité centrale qui déterminent la puissance de l'ordinateur. La carte mère - Une bonne partie des composants de l'unité centrale se trouve sur la carte mère. C'est le circuit principal de l'ordinateur. La carte mère comprend une bonne partie des composants de base de l'ordinateur. Elle permet la connexion des périphériques et également celle de cartes supplémentaires. Il existe une très grande palette de cartes mères différentes. Le processeur - C'est le centre de contrôle des informations. Il analyse les instructions à exécuter et traite les informations stockées en mémoire. Il est caractérisé par son type, sa fréquence de travail (interne), la fréquence avec laquelle il communique avec les autres composants. La fréquence s'exprime en gigahertz (GHz). Le chipset - On peut dire que c'est le compagnon indispensable du processeur. Il permet notamment les échanges entre le processeur et le restant de l'ordinateur. Il est souvent composé de deux puces, mais peut également être intégré en une seule puce, suivant les fabricants et les modèles.

2 La mémoire vive - Elle contient d'une part les suites d'instructions à exécuter, d'autre part les données à traiter. Elle est effacée dès que le système n'est plus sous tension. Sa taille doit être suffisante pour ne pas ralentir le fonctionnement de l'ordinateur. Elle s'exprime en Megaoctets (Mo). Elle peut souvent être étendue à l'aide de barrettes additionnelles. Dans ce cas, il faut veiller à bien noter le type de barrettes déjà installées. La mémoire morte. Le BIOS - Contrairement à la mémoire vive, les données stockées dans la mémoire morte ne sont pas volatiles. Elles restent figées une fois pour toutes. Dans les faits, actuellement ce n'est plus vraiment une mémoire morte qui est utilisée, mais une mémoire reprogrammable. Ceci permet, le cas échéant, de faire une mise à jour des données contenues dans la mémoire. Les données stockées dans cette mémoire sont : un programme de base permettant le démarrage de l'ordinateur. les routines élémentaires telles que celle permettant la saisie et l'affichage d'un caractère, la lecture ou l'écriture d'un secteur sur le disque... des séquences de contrôle (Power On Self Test) La mémoire de masse - (lecteurs de disquettes, disque dur, lecteur/graveur CD-ROM/DVD-ROM) Vous avez vu que la mémoire vive, c'est à dire celle dans laquelle on peut écrire des informations, perd tout son contenu lorsque le courant est coupé. Afin de conserver les documents que vous avez créés, l'ordinateur utilise également ce qu'on appelle des mémoires de masse. Cela peut être un disque dur, des disquettes, des CD-ROM ou DVD inscriptibles, une clé USB... La capacité de stockage et la vitesse d'accès sont les deux paramètres à prendre en compte. La capacité s'exprime en octets (et surtout ses multiples megaoctet et gigaoctet). Un octet correspond à la capacité de stocker un caractère (lettre, ponctuation ou chiffre). Les données à préserver (par exemple le travail que vous avez fait) sont enregistrées dans ce qu'on appelle des fichiers. Afin que vous puissiez écrire, retrouver, lire ces données, les supports de stockage sont organisés selon un système de fichier. Le système de fichiers dépend type du support, mais également, du système d'exploitation qui équipe l'ordinateur. Juste un petit aperçu du binaire - Pour acquérir, traiter ou stocker des informations, un ordinateur utilise la logique binaire. C'est comme un interrupteur qui est ouvert ou fermé. Il ne connaît que deux états. Pour l'ordinateur, une information vaut 0 ou 1. Tout le reste, textes, nombres... tout est transformé (on dit qu'il est codé) en une suite de 0 et de 1. Alors, un fichier est simplement une très longue suite de 0 et de 1 qui sont stockés quelque part, sur une disquette, un disque dur, un CD-ROM... Le lecteur de disquettes - Autrefois très utilisée, la disquette a pratiquement disparu du paysage. Elle permet de transporter des données d'un ordinateur vers un autre. Cependant sa capacité n'est plus du tout adaptée aux besoins actuels. La capacité de stockage est de 1,44 Mo et son temps d'accès est long. Une disquette est constituée d'un support souple en matière synthétique. Ses deux faces sont recouvertes d'un matériau magnétique qui permet de stocker les informations. On pourrait imaginer qu'une disquette est constituée de différentes pistes concentriques et que chaque piste est une succession de minuscules aimants. Ces aimants ont deux orientations possibles : nord-sud ou sud-nord. Ce sont donc des éléments binaires et l'on pourrait admettre que l'orientation N-S correspond à la valeur 0 alors que l'orientation S-N correspond à 1. Écrire une information sur une disquette, consiste donc à orienter ces micro-aimants de telle sorte qu'ils représentent la succession de 0 et de 1 de l'information à stocker. Lire une information consiste alors à repérer la position de ces micro-aimants.

3 Les disques durs - Le principe physique mis en oeuvre est le même que celui des disquettes : magnétique. La différence est que la disquette souple est, ici, remplacée par plusieurs plateaux rigides, non amovibles. Ceci permet d'atteindre des capacités beaucoup plus importantes, de 1 à plusieurs centaines de gigaoctets. Le temps d'accès est également beaucoup plus réduit et les vitesses de transfert sont augmentées. Lecteur/graveur de CD-ROM ou de DVD - Les ordinateurs actuels ont habituellement un lecteur de CD-ROM et souvent un graveur. Un CD-ROM permet de stocker 650 ou 700 Mo de données. Ici, le principe de stockage est optique. On peut dire que le CD-ROM comporte un sillon en forme de spirale. On pourrait imaginer toute une succession de micro-miroirs le long de cette spirale. Ces miroirs ont deux formes possibles. L'une réfléchit la lumière qui arrive dessus, l'autre ne la réfléchit pas. Ainsi, on peut à nouveau reproduire les informations binaires correspondant à des 0 et 1. Concernant le support lui-même, on distingue : CD-ROM classique. Il est pressé dans un moule et son contenu ne peut pas être modifié. Il est donc en lecture seule. CD-ROM inscriptible : il est vierge au départ. Il est possible d'y inscrire des données avec un graveur. On ne peut plus modifier le contenu par la suite. CD-ROM ré-inscriptible : il est vierge au départ. On peut y graver des données, effacer ces données, regraver de nouvelles données... Le DVD est assez semblable au CD. Retenez simplement que sa capacité de stockage est beaucoup plus importante (4,7 Go en simple face, simple densité, à 17 Go en double face, double densité) La liaison réseau - Elle permet de relier plusieurs ordinateurs entre eux, afin de former un réseau. Même deux ordinateurs peuvent déjà former un réseau (mini). Souvent cette fonction réseau est directement intégrée à la carte mère. Actuellement, les cartes les plus utilisées sont : carte ethernet ou liaison ethernet de la carte mère Elle permet une liaison à l'aide d'un câble appelé RJ45. Lorsqu'il n'y a que deux ordinateurs reliés, il faut un câble "RJ45 croisé" entre les deux ordinateurs. Lorsqu'il y a plusieurs ordinateurs, c'est un câble normal qui est utilisé. Mais il faut alors un concentrateur qui réunit tous les câbles. Cela peut être un hub (réseau partagé, un peu obsolète) ou un switch (réseau commuté) ou même un routeur (qui permet, en plus, de relier plusieurs réseaux entre eux, par exemple un réseau local relié à internet). Un modem du type xbox (le boîtier de Free, Orange...) assure souvent cette fonction de routeur dans les installations domestiques. port USB Avec les modems du type xbox, une liaison USB peut être utilisée à la place de la liaison ethernet. Dans ce cas, la liaison est cependant traitée par l'ordinateur comme s'il s'agissait d'une liaison ethernet. Dans la mesure du possible vous préférerez la liaison ethernet, car elle est plus fiable. carte wifi Elle permet une liaison sans fil, par ondes électromagnétiques (comme les téléphones mobiles, mais à une fréquence plus élevée). Il est possible de relier des ordinateurs wifi entre eux sans aucun autre appareil supplémentaire. C'est un réseau 'ad-hoc'. Il convient bien lorsque les ordinateurs à relier ne sont pas très éloignés (la portée des cartes wifi).

4 Par contre, si cette portée n'est pas suffisante, il faut disposer de point d'accès, disposés de telle sorte que tous les ordinateurs puissent s'y connecter. C'est un réseau 'infrastructure'. Bien sûr, le réseau infrastructure peut aussi être utilisé si les ordinateurs sont proches. C'est, par exemple, le cas avec une xbox wifi (modem/routeur de free, orange...) utilisée pour plusieurs ordinateurs. Chez moi, c'est la FreeBox qui constitue le point d'accès. technique CPL C'est la technique du courant porteur en ligne. Elle est récente (pour les ordinateurs) et est encore peu utilisée. En d'autres mots, c'est la distribution électrique (familièrement le 220V) qui véhicule les signaux entre les ordinateurs. Un petit boîtier est placé sur une prise de courant et est relié à l'ordinateur par un câble (soit ethernet, soit USB). La carte son - Les ordinateurs sont maintenant tous multimédia. Ils gèrent donc également le son. Pour ceci, une carte son est nécessaire. Elle est d'ailleurs le plus souvent directement intégrée à la carte mère. Elle possède notamment : le processeur du signal digital (DSP). Il traite les signaux digitalisés fournis par les entrées et renvoie le signal traité vers les sorties Aujourd'hui, ces processeurs sont capables d'appliquer des effets spéciaux (réverbération, chorus, écho...). les convertisseurs "Analogique/Numérique". Ils transforment le signal analogique reçu par les entrées en un signal digital, car seul celui-ci peut être traité par le DSP. De même, le signal émis par le DSP est transformé par un convertisseur "Numérique/Analogique". les entrées/sorties : aujourd'hui, une carte son standard possède une sortie stéréo au format mini jack, une entrée ligne stéréo ainsi qu'une prise micro. Ce type de carte sera suffisant pour une utilisation bureautique, ou bien encore pour surfer sur Internet et écouter un peu de musique occasionnellement. La carte graphique et l'écran - L'écran est le témoin des échanges entre vous et votre ordinateur. Il peut être avec tube cathodique (CRT), mais le plus souvent c'est, maintenant, un écran plat à cristaux liquides (LCD). La taille de l'écran est donnée par sa diagonale, exprimée en pouces (unité anglaise = 25,4 mm). Actuellement, vous trouvez surtout des écrans 15" et 17", et même des 19". Pour des besoins spécifiques, on utilise aussi des tailles plus grandes. Si vous regardez votre écran avec une loupe, vous verrez que l'image consiste en réalité en une juxtaposition de points. Nous en reparlerons cidessous, avec la carte graphique. La carte graphique (ou carte vidéo) constitue l'interface entre le processeur et l'écran. Parfois, elle est intégrée à la carte mère. Ses performances sont alors généralement assez modestes. La carte graphique comprend principalement : le processeur graphique qui prend en charge les calculs relatifs à l'affichage. Son rôle est presque aussi important que celui du processeur général. C'est lui qui réalise la plupart des calculs relatifs à la 3D, ce qui n'est pas une mince affaire. la mémoire vidéo. Elle conserve les données à afficher

5 le RAMDAC qui convertit les données numériques en un signal utilisable par l'écran. En fonction de la mémoire vidéo installée sur la carte, la carte graphique permettra un choix plus ou moins important de modes vidéo. Comme déjà indiqué ci-dessus, l'image est constituée d'une multitude de points, les uns à côté des autres. Les points placés horizontalement les uns à côté des autres forment une ligne avec 640, 800, 1024 ou plus de points. Plusieurs de ces lignes, placées les unes sous les autres, forment l'image complète avec 480, 600, 768 ou plus de lignes. Pour une image en couleurs, il y a en réalité chaque fois 3 points, les trois couleurs primaires : rouge, vert et bleu (RVB). La palette entière des couleurs est fournie par la juxtaposition de ces trois points élémentaires, chacun pouvant avoir une intensité lumineuse différente. On parle de la profondeur des couleurs. Elle est définie par le nombre de niveaux lumineux possibles pour chaque couleur primaire (16, 256, 32768, 65536, niveaux) On appelle mode vidéo la combinaison de la définition de l'image ( nombre de points sur une ligne X le nombre de lignes) et les niveaux de couleurs. Les définitions courantes, pour un écran 4/3 (rapport entre la largeur et la hauteur) sont : x 480, 800 x 600, 1024 x 768, 1280 x 1024, 1600 x 1200 Pour un écran de 15", la définition de 800 x 600 est bien appropriée. Le clavier - Passons maintenant aux parties externes à l'unité centrale (sauf pour les ordinateurs portables qui ont pratiquement tout intégré). Les claviers se différencient par : le nombre de touches : clavier classique 102 ou 105 touches, clavier multimédia : 10 à 15 touches supplémentaires la disposition des touches : clavier AZERTY, clavier QWERTY, clavier QWERTZ et clavier DVORAK. Pour une même disposition de base, il existe encore des variantes selon les pays (AZERTY : France, Belgique, Suisse; QWERTZ : Allemagne, Suisse...) L'imprimante - Il existe différents types d'imprimantes. Ils se distinguent essentiellement par le mode d'impression. - Imprimante matricielle - Elle est au musée, maintenant. C'était l'imprimante la plus courante, il y a quelques vingt années. Elle comprenait une tête d'impression à aiguilles (9 à 24) dont une ou plusieurs sont actionnées de façon à dessiner le caractère à imprimer. Elle permettait l'impression de texte, de graphiques et de dessins. Certains modèles avaient des rubans de couleur, mais bien sûr, pas question de doser le niveau des couleurs. C'était du tout ou rien : soit tout noir, soit tout rouge, par exemple. Rapide, de faible coût, c'est la seule qui permet d'imprimer des liasses. - Imprimante à jet d'encre - La tête d'écriture comprend des petites buses qui projettent de l'encre sur le papier. La tête se déplace de façon à couvrir toute la largeur de la feuille. C'est le modèle actuellement le plus utilisé car l'imprimante est peu chère à l'achat. Je ne dirais pas la même chose des cartouches de rechange. Les têtes d'impression couleur ont trois cartouches d'encre couleur en plus de la cartouche noire (ou une cartouche avec 3 encres, mais gare au gaspillage). - Imprimante laser - Elle fonctionne un peu comme une photocopieuse, avec de l'encre sèche qui est déposée sur le papier et qui est cuite. Elles sont relativement rapides, mais nettement plus chères à l'achat. Par contre, le

6 coût à la page est nettement moindre. Elle est intéressante lorsque les besoins d'impression sont importants. Elle existe également en imprimante couleur. Le modem - Le modem (contraction de modulateur/démodulateur) permet d'échanger entre des ordinateurs distants, en utilisant une ligne téléphonique classique également appelée ligne RTC (réseau téléphonique commuté). - Modem RTC - Les lignes téléphoniques sont prévues pour transmettre la voix, sous la forme d'un signal électrique analogique. Le signal numérique émis par l'ordinateur doit donc être transformé en signal analogique pour pouvoir être véhiculé par la ligne téléphonique. Il est modulé. De même, le signal analogique qui vient de la ligne doit être transformé en numérique pour aller sur l'ordinateur. Il est démodulé. - Modem ADSL - Actuellement, avec l'adsl, la ligne de téléphone permet de transmettre simultanément deux signaux la voix, qui est de la basse fréquence les données, sous la forme d'un signal haute fréquence. Il faut cependant que la distance à parcourir ne soit pas trop importante, sinon le signal haute fréquence s'écroule et les performances en font de même. Sur la prise de téléphone, un filtre permet de séparer les deux signaux : la voix et les données pour l'ordinateur. Ces données sont ensuite traitées par ce qu'on appelle un modem ADSL. Mais en fait il ne module et démodule plus comme le modem RTC. En prime, ce modem permet de raccorder un poste de téléphone supplémentaire en transformant la voix et en l'intégrant dans le signal numérique. Ce modem ADSL assure souvent des fonctions réseau supplémentaires (routeur, pare-feu, serveur...) Le scanneur - Le scanner sert à numériser les images. En quelques mots, le principe d'un scanner couleurs : il découpe la surface de la page à numériser en une multitude de points. il analyse chacun de ces points et évalue l'intensité de chacune des couleurs primaires (rouge, vert, bleu). il traduit ces intensités en une valeur numérique qui est transmise à l'ordinateur. Il existe différents types de scanners : le scanner à main. On ne le rencontre pratiquement plus. C'était une sorte de rouleau que l'on passait sur le document à numériser. Il fallait faire plusieurs passages bien parallèles pour numériser une feuille. le scanner à plat. La feuille à numériser est posée sur une vitre, comme pour un photocopieur. Toute la feuille est numérisée en une fois. le scanner multi-fonction. C est un appareil qui assure simultanément les fonctions d'imprimante, de scanner et de photocopieur. Son coût diminue et on en trouve de plus en plus, et en couleurs. Là également, préférez les appareils avec cartouches couleur séparées. La webcam - La webcam est une caméra numérique qui se raccorde à l'ordinateur. Sa fonction n'est pas de produire une image de haute qualité, mais plutôt une image de faible encombrement (en octets). Sa définition est de 640*480 pixels. La webcam est surtout utilisée pour la visiophonie, c'est-à-dire pour les communications personnelles entre internautes via des chats, blogs, ou encore via des sites spécifiques.

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