Environnement informatique

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1 Environnement informatique 1.L'ordinateur personnel Un ordinateur est une machine faite de matériel et de logiciel. D'un côté, le matériel (hardware) est constitué par la partie de la machine que l'on peut physiquement voir et toucher, celle qui est faite de métal, de matière plastique et de petits carrés de silicium. De l'autre côté le logiciel (software) est la partie abstraite de la machine, mais toute aussi réelle. La combinaison de l'un et de l'autre peut se comparer à un livre écrit dans une langue étrangère. Le matériel correspond à la couverture et aux pages du livre tandis que le logiciel représente le contenu de l'ouvrage. A moins de connaître le langage dans lequel il est écrit, ce contenu est impossible à comprendre. L'ouvrage physique, en luimême, n'est que le support servant à véhiculer l'information : l'histoire est représentée par le logiciel. Un ordinateur sans logiciel serait comme un livre dont toutes les pages seraient blanches, autant dire inutilisable. 2.Le matériel (hardware) On désigne par le mot provenant de l'anglais hardware tout le matériel informatique écran, clavier, souris, carte mère, carte réseau, mémoire vive, imprimante, etc.. Quelles que soient sa génération et sa classe, un ordinateur possède trois éléments essentiels : le calcul, la mémorisation et la communication. Le processeur Le (micro)processeur aussi appelé unité centrale de traitement (CPU : Central Processing Unit), est le coeur de l'ordinateur et contrôle les autres ressources de l'ordinateur comme la mémoire et les E/S (Entrées/Sorties). Il interprète et exécute les instructions d'un programme. C'est le cerveau de l'ordinateur. Le nombre d'instructions que le processeur peut exécuter à la seconde détermine la puissance de traitement de l'ordinateur, dont l'unité est le MIPS (Million d'instructions Par Seconde) ou le FLOP (FLoating-point Operations Per second, pour des super-ordinateurs, on parle de giga- voire de tera-flop). La puissance du processeur est aussi dépendante de la fréquence d'horloge, c'est-àdire du nombre d'impulsions de son horloge interne. HEVs bet/sac Octobre 2001 Page 1/7

2 Exemples : Intel Pentium II à 333 Mhz (145.8 MIPS), Intel Pentium II à 500 Mz (225.2 MIPS), PowerPC, etc.. Le processeur exécute les instructions des logiciels ou programmes selon les grandes étapes suivantes: Chargement en mémoire de l'instruction à exécuter; Décodage de l'instruction; Localisation dans la mémoire et chargement des données nécessaires à l'exécution de l'instruction; Exécution de l'instruction; Sauvegarde des résultats à leurs destinations respectives; Passage à l'instruction suivante. La mémoire La mémorisation (des programmes et des données) est confiée à différents types de mémoire. Elle se présente pourtant toujours sous la même forme, soit sous la forme d'une suite de 0 et de 1. Chaque information 0 ou 1 est un bit (binary digit). Un segment de 8 bits est appelé un octet (byte). Nous appelons mémoire tout dispositif capable de stocker des informations (instructions et données) de telle sorte que l'organe qui les utilise puisse à n'importe quel moment accéder à l'information qu'il demande. Les informations peuvent être écrites et/ou lues dans la mémoire. Il y a écriture lorsqu'on enregistre des données en mémoire, lecture lorsqu'on sort des informations précédemment enregistrées. Le temps d'accès est le temps qui s'écoule entre l'instant où a été lancée une opération de lecture en mémoire et l'instant où la première information est disponible. Une mémoire de type SDRAM a un temps d'accès d'environ 10 nanosecondes. La mémoire centrale La mémoire centrale de l'ordinateur peut être écrite ou lue, on l'appelle mémoire vive, car son contenu est perdu lorsque l'ordinateur n'est plus sous tension. On l'appelle aussi RAM (Random Access Memory, traduisez mémoire à accès aléatoire), car on peut accéder à n'importe quel endroit de celle-ci. C'est la mémoire principale du système, car on y stocke le code du programme en cours d exécution et les données dont il a besoin. La mémoire de masse La mémoire principale étant limitée et son contenu étant volatile, on a stocké les informations sur : Disquettes Disque dur CD ROM HEVs bet/sac Octobre 2001 Page 2/7

3 ZIP etc... La place disponible est plus grande mais le temps d'accès est plus important. Cette mémoire est gérée à travers un logiciel : un pilote ou driver. Un bus est un moyen de communication entre les différents éléments constituant une machine. Il s'agit en général d'un ensemble de fils électriques. Sur un bus circulent deux types d informations : adresses mémoire, données. Le bus échange les données et les ordres d'exécution entre la mémoire et le processeur d'une part, et entre l'unité centrale et les périphériques d'autre part. La taille du bus est importante, elle détermine le nombre d'informations qui peuvent y transiter. Exemples: sur un bus de 64 bits, 64 unités d'information peuvent être transitées à la fois. Les périphériques Autour d un ordinateur peuvent se trouver un grand nombre d appareils dits périphériques, de nature et de fonction très diverses. Ils ne sont pas indispensables au fonctionnement de la machine. Certains périphériques peuvent entrer des données dans l unité centrale (clavier, souris, crayon optique, joystick, etc.), d'autres sortir des données de l unité centrale (écran, imprimante) ou encore effectuer les deux actions (modem..) On appelle console l'ensemble clavier-souris-écran. Les environnements modernes mettent de plus en plus l accent sur la souris si bien qu il est aujourd hui quasiment impossible de s en passer. L unité centrale peut gérer elle-même les périphériques ou confier cette tâche à un circuit spécialisé appelé contrôleur de périphérique, déchargeant ainsi le CPU de ce travail. Chaque périphérique possède une interface qui fait le lien entre lui et l unité centrale, notamment au niveau du protocole de communication, ainsi que du brochage des connecteurs physiques. HEVs bet/sac Octobre 2001 Page 3/7

4 Organisation générale Carte mère Moniteur Mémoire centrale Imprimant e Souris Processeur Disquette Disque dur CD-rom??? Disque dur Clavier CONSOLE UNITE CENTRALE RESEAU Figure 1: Vue d'ensemble du matériel 3.Le logiciel (software) Il existe deux grandes classes de logiciel, le système d exploitation et les applications. a. Le système d'exploitation Un système d exploitation : (operating system OS) est un ensemble de programmes permettant de gérer l environnement informatique. Les principales fonctions du système d exploitation sont les suivantes : Gérer les fichiers et les répertoires (voir ci-dessous). Configurer l environnement (couleurs, tailles, modes de présentation, paramètres divers, ). On parle de pilotes pour les programmes qui gèrent les périphériques. Permettre l exécution de programmes ou d'applications. Parmi les systèmes d'exploitation, on trouve par exemple: Windows (2000, 98, NT), Unix, Linux, VMS, etc. HEVs bet/sac Octobre 2001 Page 4/7

5 Unité Centrale Processeur Système d exploitation (OS) Mémoire centrale Périphériques de la Console Périphériques Système de fichiers Figure 2: Le système d'exploitation Les données devant être enregistrées sur une mémoire de masse sont de natures diverses et très nombreuses. Pour organiser les données de manière efficace, le système d exploitation de l ordinateur organise la mémoire de masse suivant un système de fichiers. Le fichier (file) est l'élément de base qui permet de sauvegarder des informations dans un environnement informatique. C'est un ensemble organisé d informations (comme par exemple un texte, un rapport, un programme), portant un nom unique le représentant. Mais sur une mémoire de masse importante, le simple fait de nommer les fichiers ne suffit pas. Sur les disques durs modernes, on peut stocker plus de lettres! Impossible de s y retrouver uniquement avec le nom du fichier. Pour permettre de regrouper un ensemble de fichiers dans une même "boîte" les concepteurs des systèmes d exploitation ont inventé le répertoire ou dossier (folder). Un répertoire peut non seulement contenir des fichiers mais aussi d autres répertoires, appelés sousrépertoires ou sous-dossiers (subfolders), ce qui permet "d emboîter" les informations de façon hiérarchique. On peut comparer cette organisation avec l organisation d un bureau en armoires, tiroirs, dossiers, fiches... Cela permet à l'utilisateur de ranger ses fichiers de façon rationnelle et pratique selon un ordre donné. Le système d exploitation permet, entre autres, d afficher la liste des fichiers contenus dans n importe quel répertoire, de modifier le nom des fichiers, de les déplacer dans un autre répertoire, d effacer des fichiers ou des répertoires etc HEVs bet/sac Octobre 2001 Page 5/7

6 b. Les applications Unité Centrale Processeur Système d exploitation (OS) Application Mémoire centrale Périphériques de la Console Périphériques Figure 3: Les applications Par application, il est entendu toute forme de logiciel que l'on retrouve sur un ordinateur: Microsoft Word, Internet Explorer, Adobe PhotoShop, etc. y compris les programmes que vous allez écrire!. 4.Le réseau a. Qu'est-ce qu'un réseau? Sur le réseau se trouvent des personnes, des ordinateurs et des périphériques. Grâce à la carte réseau, au câblage, au système d'exploitation et à différents logiciels, il vous est possible de communiquer avec ces éléments distants. b. Pourquoi un réseau? Sans réseau, les fichiers doivent être stockés sur le disque local de l ordinateur et ne sont accessibles que depuis cet ordinateur. L utilisateur est obligé de toujours utiliser le même ordinateur. Avec le réseau, les fichiers peuvent être stockés sur un disque distant. Ces fichiers sont accessibles depuis tout ordinateur qui est dans le même réseau. L utilisateur peut utiliser n importe quel ordinateur du réseau. Mais, l accès aux fichiers est plus lent avec un réseau, car les réseaux sont plus lents que le bus interne de l ordinateur. Le réseau est utilisé par plusieurs utilisateurs en même temps. Les temps d'accès aux fichiers de l'ordinateur distant sont variables. Cet ordinateur distant est appelé serveur de fichiers parce qu'il fournit un service qui est le HEVs bet/sac Octobre 2001 Page 6/7

7 stockage de fichiers. Si le serveur stocke aussi des applications, on l appelle serveur d applications. c. Le système d'exploitation de réseau Le système d exploitation de réseau est constitué d'une famille de programmes qui apportent la possibilité de partager des fichiers, des imprimantes ou d'autres périphériques du réseau; les ordinateurs qui partagent leurs ressources sont appelés serveurs. A l'inverse, les programmes qui permettent d'utiliser les ressources partagées sont appelés clients. Il est courant de faire tourner en même temps des logiciels client et serveur sur un même ordinateur. Le système d'exploitation de réseau installé dans l'école est celui de Novell-Netware. Clients Serveur RESEAU Figure 4: Le réseau HEVs bet/sac Octobre 2001 Page 7/7