Généralités sur les systèmes informatiques A. DOURHRI

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1 ELBILIASUP 1 année ECT Généralités sur les systèmes informatiques A. DOURHRI 0

2 Informatique Définition Deux mots : Information ET Automatique Science du traitement automatique des informations L'information : Formes : nombre, texte, son, image, vidéo. Codage (représentation machine) : système binaire 1

3 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Informatique de gestion Traitement des informations utiles à la gestion de l entreprise (gestion des stocks, des paies, des banques de données) Informatique industrielle Gestion de la production assistée par ordinateur, l automatisation, la conception assistée par ordinateur. C est l informatique des chaînes d usines et des bureaux d études ; Informatique scientifique Il s'agit de l informatique au service des chercheurs et des scientifiques 2

4 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Informatique communicante : Domaine en plein développement depuis quelques années surtout avec l'avènement de l'internet. Micro-informatique Traitement de petits fichiers comme les textes, les tableaux, les petites bases de données. 3

5 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Codage des informations Système binaire Un ordinateur est construit sur la base de composants électroniques "transistors". ces derniers possède l'un des deux états : le courant passe (cet état est noté 1) ou le courant ne passe pas (noté 0) Les ordinateurs représentent les données (quelque soit leurs formes) uniquement en se basant sur les chiffres 0 et 1 : Ce système est appelé "Système binaire". Chaque chiffre (0 ou 1) est appelé un bit (binary digit) Dans ce cours, on se limitera à la représentation des informations numériques et textuelles. 4

6 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Codage des informations Nombres entiers naturels Pour convertir un nombre entier non signé à partir du système décimal (notre système de numération basé sur les 10 chiffres 0,1,2,...,9) vers le système binaire, on procèdera par des divisions successives par "2" jusqu'à l'obtention d'un quotient nul. Pour passer du système binaire au système décimal, on multiplie chaque élément bit par le nombre 2 i où "i" est le rang du bit dans le code binaire. 5

7 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Codage des informations Nombres entiers naturels Exercice 1) Convertir en binaire les nombres : ) Convertir en décimal les chaines binaires : (10100) (001010) (100000) 3) Quelles sont les valeurs qu'on puisse représenter sur 8 bits? 4) Quelles sont les valeurs qu'on puisse représenter sur n bits? 5) Convertir en binaire le nombre : -65 6

8 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Codage des informations Nombres entiers relatifs La solution la plus immédiate pour représenter un nombre signé consiste à positionner son bit de poids fort à la valeur 0 s'il est positif et à la valeur 1 s'il est négatif les autres bits représentent la valeur absolue du nombre en binaire Exemple : "14 " et "-14" 7

9 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Codage des informations Nombres fractionnaires Pour traduire un nombre fractionnaire de la base décimale vers la base binaire, on procède de cette manière: Convertir la partie entière comme pour les nombres entiers Multiplier la partie décimale du nombre par 2, garder la partie entière du résultat (0 ou 1) et refaire ces deux dernières opérations jusqu'à : ol'obtention d'un résultat nul oou l'atteinte de la précision souhaitée 8

10 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Codage des informations Nombres fractionnaires Exemple1: "12,875" en binaire? (12) 10 = (1100) 2 (0,875) 10 = (????) x 2 = 1,75 0,75 x 2 = 1,5 0,5 x 2 = 1,0 (0,875) 10 = (0,111) (12,875) 10 = (1100,111) 2 9

11 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Codage des informations Nombres fractionnaires Exemple2: "19,77" avec la précision 6 (19) 10 = (10011) 2 (0,77) 10 = (????) x 2 = 1,54 0,54 x 2 = 1,08 0,08 x 2 = 0,16 0,16 x 2 = 0,32 0,32 x 2 = 0,64 0,64 x 2 = 1,28 (0,77) 10 = (0,110001) (19,77) 10 = (10011,110001) 2 (Pour une précision de 6bits) 10

12 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Codage des informations Nombres fractionnaires Pour traduire un nombre fractionnaire de la base binaire vers la base décimale, on procède de cette manière: 1) Multiplier les bits de la partie entière par 2 i où i est la position du bit 2) Multiplier les bits de la partie décimale du nombre par 2 -i Exemple (11001,011) 2 = (25,375) 10 (11001) 2 = (1x x x x x2 0 ) 10 (0,011) 2 = (0x x x2-3 ) 10 = (0,375) 11

13 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Codage des informations Nombres fractionnaires Exercice 1) Convertir en binaire les nombres suivants : 8,25 65,4 2) Convertir en décimal les chaines binaires suivantes : , , ) Convertir en binaire le nombre : -18,75 12

14 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Codage des informations Texte Plusieurs systèmes de codage : ASCII sur 7 bits ASCII étendu sur 8 bits Unicode sur 8bits, 16 bits ou 32 bits Chaque système de codage consiste en l'association d'une chaine binaire à chaque caractère Les caractères : alphabétiques, numériques, signes de ponctuation, commandes (CTRL, F1, F2...) 13

15 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Texte ASCII Codage des informations 14

16 L'informatique Définition Domaines de l'informatique Codage des informations Système informatique l ensemble des moyens matériels (hardware) et des moyens logiciels (software) utilisés pour traiter des informations automatiquement. Moyens matériels : ordinateur, smartphone, guichet bancaire Moyens logiciels : précisent à l ordinateur comment opérer. d'un SI : 15

17 Structure d'un ordinateur Connu sous le nom "Architecture de Von Neumann" Modèle pour la quasi-totalité des ordinateurs actuels. Décrit par le mathématicien américain "John von Neumann" en 1946 Quatre blocs s : Entrée, traitement, sortie, stockage 16

18 Architecture d'un ordinateur 1) Une unité arithmétique et logique (UAL) : un organe de calcul pour exécuter les opérations arithmétiques (+ - * /) et logiques (ET,OU,NON) Après l'exécution d'une opération, l'ual rend compte l'uc avant de renvoyer le résultat à la mémoire. 2) Une unité de commande (UC) : Gère et planifie les instructions (opérations) à effectuer Commande la lecture et/ou l'écriture dans la mémoire centrale 17

19 Architecture d'un ordinateur 3) Registres : Zones de mémorisation interne au microprocesseur Ils sont d'une faible capacité (centaines de bits) et d'un temps d'accès trop réduit -Un bit (binary digit) est la plus petite quantité d informations Les informations provenant de la mémoire sont initialement rangés dans les registres Les 3 éléments(uc, UAL et registres) constituent le microprocesseur. 18

20 Architecture d'un ordinateur Microprocesseur Un microprocesseur est caractérisé principalement par sa fréquence d'horloge (vitesse) Cette fréquence mesure le nombre d'opérations élémentaires effectuées par seconde Exprimée souvent en GHZ(giga-Hertz) avec 1GHZ=10 3 MHZ / 1MHZ=10 3 KHZ 1KHZ=10 3 HZ / 1HZ=1opération elem. / sec Autre critère : le nombre de cœurs (monocoeur, 2 coeurs, 4 cœurs,...) 19

21 Architecture d'un ordinateur Microprocesseur (quelques modèles de la société Intel) 20

22 Architecture d'un ordinateur 4) Mémoire centrale Stocke des informations pouvant être manipulées par le microprocesseur (données+instructions) Deux composants : >RAM >ROM 21

23 Architecture d'un ordinateur Les mémoires vives (RAM : Random Access Memory) ont besoin d une alimentation électrique : «Mémoires volatiles» Pour survivre à une coupure de courant ou à l extinction de la machine : Mémoire morte (ROM Read Only Memory) Initialisée lors de la fabrication Informations nécessaires au démarrage d'un ordinateur Accès en lecture seule Mémoire(s) de masse: Sauvegarde les données et les programmes (y compris le SE) Accès en lecture/écriture Accès lent % mémoire vive Exemples : disque dur, mémoire flash 22

24 Architecture d'un ordinateur Mémoire vive La mémoire vive code les informations sur la base d'un alphabet binaire (une suite de 0 et 1) 23

25 Architecture d'un ordinateur Mémoire vive La mémoire vive (les mémoires généralement) est caractérisée par sa capacité de stockage Cette capacité est mesurée en Giga-octet (Go) Unités de mesure de la quantité d'informations 1octet = 8bits / 1ko(kilo-octet)=2 10 octets 1Mo(méga-octet)=2 10 Ko/ 1Go(giga-octet)=2 10 Mo 1To(Téra-octet)=2 10 Go / 1Po(Péta-octet)=2 10 To Exemples Un texte de 1000 caractères Une photo de qualité moyenne Un fichier MP3 de 3 minutes Un film de deux heures (qualité moyenne) Taille moy. 1Ko 2Mo 3Mo 2Go 24

26 Architecture d'un ordinateur 5) Périphériques servant d'organes de communication avec l'unité centrale (trois types) : entrée, sortie et stockage 25

27 Architecture d'un ordinateur Carte mère Architecture d'un ordinateur Carte mère : une carte maitresse de l'ordinateur permettant L'interconnexion des différents composants et périphériques d'un ordinateur Cette carte est protégée dans un boitier 26

28 Architecture d'un ordinateur Carte mère Architecture d'un ordinateur Les cartes mères actuelles se décomposent en 2 parties : le pont nord (encore appelé northbridge) le pont sud (appelé southbridge) 27

29 Architecture d'un ordinateur Architecture d'un ordinateur Carte mère le pont nord Il est chargé de gérer les composants qui ont besoin d'une bande passante importante : microprocesseur mémoire vive (RAM) carte graphique le pont sud :Il est chargé de gérer les périphériques qui ont besoin d'une faible bande passante (vitesse de transfert des info): clavier, souris, audio port parallèle, port série périphériques USB, FireWire réseau disques durs, CD/DVD Rom 28

30 Vue schématique d'une carte mère de type Intel (2006) Architecture d'un ordinateur Architecture d'un ordinateur Carte mère 29

31 Architecture d'un ordinateur Carte graphique Architecture d'un ordinateur Un ordinateur dans l'ordinateur. Un assemblage de composants électroniques Comportant un processeur dédié et une mémoire vive propre, indépendante de celle de l ordinateur. chargé de : convertir les données numériques en données graphiques puis d'envoyer des données contenues dans sa mémoire à l'écran d'un ordinateur 30

32 Architecture d'un ordinateur Carte graphique Architecture d'un ordinateur Le processeur de la carte graphique effectue les calculs géométriques nécessaires: Pour le rendu d une scène en trois dimensions (accélération 3D) Pour décoder des flux vidéo Deux modèles : Intégrée dans la carte mère Séparée 31

33 Architecture d'un ordinateur Architecture d'un ordinateur Ports Emplacements sur la carte mère permettant la liaison des périphériques avec l'unité centrale. Port Périphériques compatibles PS2 (Personnal System) Clavier, souris VGA (Video Graphics Array Moniteur (écran), vidéo-projecteur Parallèle Imprimante 32

34 Architecture d'un ordinateur Architecture d'un ordinateur Ports Emplacements sur la carte mère permettant la liaison des périphériques avec l'unité centrale. Port Périphériques compatibles Audio Jack : entrée(in) et sortie(out) RJ45 (Registered Jack) Hauts parleurs, écouteurs, casque audio Routeur, commutateur(switch) via des câbles RJ45 USB (Universal Serial Bus) Imprimantes, scanners, souris, claviers,... 33

35 Architecture d'un ordinateur Architecture d'un ordinateur Ports Emplacements sur la carte mère permettant la liaison des périphériques avec l'unité centrale. Port Périphériques compatibles High Definition Multimedia Interface Téléviseurs HD, vidéo-projecteur FireWire Disques durs, caméscopes numériques PCMCIA ou PC Card (3 types) Cartes mémoire (Type I) Carte réseau, carte son (Type II) Disque dur (Type III) 34

36 Architecture d'un ordinateur Architecture d'un ordinateur Critères de choix d'un ordinateur En fonction des besoins et de la capacité financière, les critères principaux lors du choix d'un ordinateur : 1) RAM : capacité 2) Processeur : fréquence d'horloge & nombre de cœurs 3) Disque dur : capacité & vitesse de rotation (nombre de tours / minutes) 4) Carte graphique : vitesse de son processeur & capacité de sa mémoire vive dédiée Autres critères : ports disponibles et leurs nombres, autonomie de batterie, lecteurs optiques disponibles (CD, DVD,...), résolution de la caméra,... 35