ETSL Curs Infrmatique Généralité 2014-2015 Cncepts généraux en infrmatique Objectifs : Acquérir des cnnaissances de base sur les principes de l infrmatique, le matériel, les réseaux, les lgiciels et la sécurité. Thèmes abrdés : Structure d un rdinateur. Les rganes externes et les périphériques curants Les rganes internes Unité centrale CPU Central Prcessing Unit Carte mère Mtherbard Micrprcesseur Micrprcessr Mémire Mémry Disque dur Hard disc Lecteurs CD/DVD carte mémire CD/DVD drive, memry card Le micrprcesseur. Caractéristiques fréquence, registre, architecture Unité Arithmétique et Lgique (UAL) Arithmetic and lgic unit (ALU) Unité de Cmmande (UC) Peripheral cntrl unit (PCU) Mémire cache Cache memry Cprcesseur Cprcessr Les mémires. Mrte (ROM) Read nly memry Vive (RAM) Randm access memry Les média de stckage Disque dur, CD, DVD, clé USB Hard disc, CD/DVD, USB key Frmatage disk frmatting Structure de fichier et arbrescence File hierarchical structure Cuches matérielles et lgicielles d un rdinateur Le BIOS (cuche matérielle) Basic Input Output System Le système d explitatin Operating System (OS) Windws Linux Mac OS La cuche «applicatins» Applicatin layer Les fichiers «utilisateur Users files Les réseaux Lcaux (LAN) Lcal Area Netwrk Cmpte et sessin utilisateur Accunt, lgin Distants (WAN) Wide Area Netwrk Métrplitain (MAN) Metrplitan Area Netwrk Internet et ses services Le WEB Wrld Wide WEB La messagerie électrnique Electrnic mail Le téléchargement Dwnlading and uplading Les messageries instantanées Chat La diffusin en flux cntinu Streaming Le «nuage infrmatique» The clud La Sécurité : un vrai défi Les virus, lgiciels espins et autres lgiciels malfaisants virus, wrm, tryan, spyware and ther malware Le hameçnnage u filutage fishing Le piratage hacking Les myens de prtectin 1 BTS Page 1/7 JL Pautre
ETSL Curs Infrmatique Généralité 2014-2015 1. STUCTURE D UN ORDINATEUR Schéma de principe. Les rganes externes et les périphériques curants Mniteur écran (mnitr) Cathdique (CRT Cathde Ray Tube) presque disparu Matrice active TFT (Twin Film Transistr) cristaux liquides avec rétr-éclairage LCD (liquid crystal display) cristaux liquides enserrés entre deux plaques de verres Plasma mélange gazeux (90% argn et 10% de xenn) émettant de la lumière sus l effet d un champ électrique. Flexible (OLED) (Organic Light-Emitting Dide) plusieurs cuches de matériaux rganiques (cristal d acridine range etc..) prduisant de la lumière sus l effet d un curant. Imprimante (printer) Aiguilles (dt matrix printer) presque disparue, ruban imprégné d encre Jet d encre (bubble jet printer) bulles d encre chauffées à travers des buses (tubes) Laser, encre en pudre (tner) fixée par électrstatique (laser) et «cuite» par chauffage à 200 Thermique, utilise un papier spécial sensible à la chaleur qui se déclre au cntact des résistances chauffantes Suris (muse) Mécanique (avec une bule + système à dide) Optique (laser infraruge) Pavé tactile (Trackpad), Dispsitif de pintage remplaçant la suris sur les prtables mdernes Numériseur (scanner) Système d acquisitin permettant de numériser des dcuments, c'est-à-dire de transfrmer un dcument papier en image numérique. Capteur CCD (Charge-cupled device) u CMOS (Cmplementary Metal Oxyd Semi-cnductr. 1 BTS Page 2/7 JL Pautre
ETSL Curs Infrmatique Généralité 2014-2015 Les mémires externes de stckage de masse Disquette (flppy disc) (bslète) frmat 3 1/2, capacité 1,44 M Cartuches ZIP, JAZZ, presque disparues Lecteur graveur de CD (Cmpact disc) u DVD ROM (Digital Versatile Disc - Read Only Memry) Réinscriptible u nn Capacité CD maxi 737 M Capacité DVD de 4,7 à 17 G pur les dubles cuches Bande magnétique pur les serveurs réseaux (capacité de 72 G à 1,6 T DLT Digital Linear Tape) Disque dur (hard disc) Principe : plateaux rigides métalliques recuverts d une cuche magnétique Vitesse entre 3500 et 15000 tr/mm Capacité de 160 M à 5 T SSD (Slid State Drive) avec de la mémire flash sans aucune pièce mécanique (256 M). Equipe ntamment les Micr-PC (Netbk, EEEPC) et de nuveau disque externe Clé USB (Universal Serial Bus) avec de la mémire flash sans aucune pièce mécanique (1G à 1T). Les rganes internes Unité centrale UC Le bîtier d'un rdinateur de bureau cntenant la carte mère, le prcesseur, la mémire vive, l'alimentatin, les périphériques de stckage, peut se nmmer unité centrale. Carte mère (Mtherbard) Cmpsée d un circuit imprimé avec des prts de cnnexin, les cmpsants (micrprcesseur, mémires, cntrôleurs ) essentiels de l rdinateur snt assemblés, sudés sur celle-ci. Micrprcesseur (Micrprcessr) Le prcesseur CPU, Central Prcessing Unit, sit Unité Centrale de Traitement est le cerveau de l'rdinateur. Il permet de manipuler des infrmatins numériques, c'est-à-dire des infrmatins cdées sus frme binaire, et d'exécuter les instructins stckées en mémire. Il cmprend tris éléments essentiels : Unité de cmmande (Peripheral cntrl unit(pcu). Elle permet de "séquencer" le dérulement des instructins. Elle effectue la recherche en mémire de l'instructin, le décdage, l'exécutin et la préparatin de l'instructin suivante. Unité arithmétique et lgique (ALU, Arithmetic Lgic Unit) C'est l'rgane qui effectue les pératins. - arithmétiques : additin, sustractin, multiplicatin,... - lgiques : et, u, nn, décalage, rtatin Des registres qui permettent au micrprcesseur de stcker temprairement des dnnées. Architecture - RISC (Reduced instructin set cmputer) rapide avec des instructins simples de taille standardisée, facile à fabriquer et dnt n peut mnter la fréquence de l'hrlge sans trp de difficultés techniques ex :PwerPC. - CISC (Reduced instructin set cmputer) chaque instructin cmplexe nécessite plus de cycles d'hrlge, mais qui a en sn cœur beaucup d'instructins précâblées. La mémire cache (cache memry) u antémémire est une mémire qui enregistre temprairement des cpies de dnnées prvenant d'une autre surce de dnnée afin de diminuer le temps d'accès (en lecture u en écriture). Les dnnées mises en cache peuvent être par exemple un prgramme, un blc d'image à traiter, etc... Le cprcesseur arithmétique (cprcessr FPU Flating Pint Unit), est un prcesseur, u une partie d'un prcesseur, spécialement cnçu pur effectuer des pératins sur des nmbres à virgule flttante. Très utilisé pur les prgrammes de graphisme, grs cnsmmateur de calculs cmplexes. 1 BTS Page 3/7 JL Pautre
ETSL Curs Infrmatique Généralité 2014-2015 La mémire MORTE (ROM Read Only Memry) est une mémire nn vlatile, c est-à-dire une mémire qui ne s efface pas lrsque l appareil qui la cntient n est plus alimenté en électricité. Elle sert à stcker les infrmatins nécessaires au démarrage de l rdinateur. Elle cntient un prgramme spécial : le BIOS (Basic Input Output System) qui permet d effectuer des pératins élémentaires lrs de la mise sus tensin (vérificatin de la mémire RAM, du disque dur etc). La taille de cette mémire est limitée, entre 256K et 512 K La mémire VIVE (RAM Randm Acces Memry) est la mémire infrmatique dans laquelle un rdinateur place les dnnées lrs de leur traitement. Les caractéristiques de cette mémire snt : * sa rapidité d'accès (cette rapidité est essentielle pur furnir rapidement les dnnées au prcesseur) ; * sa vlatilité (cette vlatilité implique que les dnnées snt perdues dès que l'rdinateur cesse d'être alimenté en électricité). La taille de la mémire vive varie à ce jur de 2G à 16G. Le disque dur (Hard disk) Un disque dur est une mémire de masse magnétique utilisée principalement dans les rdinateurs, mais également dans les camescpes, lecteur enregistreur DVD, cnsles de jeux etc Principes Caractéristiques : - Vitesse actuelle entre 3600 et 15000 tr/mn - Frmat (diamètre des plateaux) 5.25 à 1,8. - Interface (type de cnnexin) : S-ATA, SCSI - Temps accès myen : 5 à 10 milli secnde (ms) - Capacité de 120G à 2 T (tétra ctet) sit 10 3 G Le frmatage : Le frmatage physique cnsiste à ainsi rganiser la surface de chaque plateau en entités appelées pistes et secteurs, en plarisant grâce aux têtes d'écriture des znes du disque. Il s agit dnc de préparer la surface du disque pur accueillir des dnnées, installer un système de fichier lié au système d explitatin (ex : windws). Il s effectue à l aide d un prgramme spécial généralement furni avec le CD du système d explitatin. Structure de fichier Pur purvir rganiser et stcker les infrmatins, un système hiérarchique et arbrescent cmpatible avec le système d explitatin (Windws) est installé sur tut supprt cnstituant une mémire de masse (disque dur, clé USB etc ). C est un système de DOSSIERS (FOLDER) et SOUS/DOSSIERS partant de la racine du disque nmmé généralement C:\ Le chemin d un fichier (pathname) cmprend tut les niveaux de sus-dssiers à franchir en partant de la racine (rt) jusqu au dernier dssier cntenant le fichier cnsidéré. Le caractère «\» matérialise le changement de niveau de dssiers. 1 BTS Page 4/7 JL Pautre
ETSL Curs Infrmatique Généralité 2014-2015 Ex : C:\bts\dupnd\tp1\Mn-cv.dc signifie graphiquement ceci C:\ (racine du disque C niveau 0) \bts (dssier «bts» niveau 1) \tp1 (dssier «tp1» niveau 2) \Mn_CV.dc (fichier wrd «Mn_cv») Ntin de fichier : n entend par fichier (file) une suite d infrmatins structurées rassemblées dans un dcument infrmatique identifié par un nm et stcké sur un supprt mémire. Le nm du fichier est suivi d un suffixe (sus système windws) appelée extensin cmpsé de 3 u 4 caractères précédé d un pint. C est ce qui permet de repérer la nature du fichier (ex : l extensin.dcx indique qu il s agit d un fichier de type Wrd 2007). Cuches matérielles et lgicielles O r d r e de c h a r g e m e n t Architecture générale BIOS Système d explitatin Applicatins Fichiers/dcuments utilisateur BIOS (Basic Input Output System). Prgramme stcké dans la ROM. Effectue les pératins élémentaires lrs du démarrage Taille de 256 K à 512 K Appelé aussi OS (perating system) C est un ensemble de prgramme qui sert d intermédiaire entre les éléments matériels et les prgrammes d applicatins. Il est chargé entre de tâches imprtantes cmme les répartitin de temps machine, les cnnexins réseau, la gestin de la mémire, les impressins etc ( Ex Windws) Une applicatin est un lgiciel, (sfware) un prgramme qui autmatise des tâches dans un dmaine particulier. Ex : tableur, traitement de texte, éditeur d image. Elles snt adaptés au système d explitatin qui permet de les «faire fnctinner». Le panel des applicatins est très varié et les dmaines d applicatins multiples. C est la justificatin même d un système infrmatique. Ces dcuments snt issus des applicatins. Ils cnstituent les dnnées (data) des utilisateurs. C est par exemple une lettre prduite par Wrd, un tableur par Excel, un diaprama par Pwerpint. CES FICHIERS UTILISATEURS SONT IRREMPLACABLES ET PRECIEUX ILS DOIVENT ETRE SAUVEGRDE Quelques systèmes d explitatin La famille Micrsft (classement chrnlgique) MS-DOS (Micrsft Disk Operating System). Système d explitatin antérieur à Windws, dépassé, sans interface graphique, plus guère utilisé. Windws 3.0 et 3.1 Premier OS Micrsft avec une interface graphique. Obslète de ns jur. Windws 95/98 OS Micrsft 16 bits avec une interface graphique. En vie de disparitin Windws 2000/ Millénium OS Micrsft 32 bits s appuyant sur Windws NT 4 en perte de vitesse, supplanté par les versinx plus mdernes (XP, Vista, W7) Windws XP Successeur de W2000, assez largement utilisé de ns jurs malgré ses successeurs. Windws Vista (2007) supprte le32 et 64 bit Répandu chez les particuliers mais n a pas cnvaincu les entreprises qui snt sit resté sur XP, sit passé sur Windws 7 1 BTS Page 5/7 JL Pautre
ETSL Curs Infrmatique Généralité 2014-2015 Windws 7 (2009) supprte le 32 et 64 bit Semble être la référence dans le dmaine des entreprises, digne successeur de Vista. Windws 8 (2012) supprte le 32 et 64 bit Dernier système en date de Micrsft. Peine encre à s intégrer dans les système d entreprise MAC OS 9 (remplacé aujurd hui par MAC OS X) La famille UNIX Famille de systèmes d'explitatins multitâches et multi-utilisateurs créé en 1969 et cnstamment amélirés depuis Les UNIX prpriétaires (payant) AIX (IBM) HP-UX 5Hewlett-Packard) Slaris (machines SUN) SCO UNIX (cmpaq HP) Les UNIX gratuits (LINUX) 1991 Principe du lgiciel Libre Diverses distributins Red Hat Debian SUSE Ubuntu Mac OS X Basé sur un nyau BSD UNIX Dernière versin 10.6 (Snw Lepard) 10.7 (Lin) annncé pur mi-2011 Les réseaux Réseau lcaux LAN (Lcal Area Netwrk) est un réseau infrmatique lcal qui partage des ressurces cmmunes (rdinateur, serveurs, imprimantes). C'est généralement un réseau à une échelle gégraphique relativement restreinte, par exemple une salle infrmatique, une habitatin particulière, un bâtiment u un site d'entreprise Réseau étendu WAN (Wide Area Netwrk) est un réseau infrmatique cuvre une grande zne gégraphique (pays, cntinent, planète entière avec INTERNET). 1 BTS Page 6/7 JL Pautre
ETSL Curs Infrmatique Généralité 2014-2015 Réseau métrplitain MAN (Metrplitan Area Netwrk) est un réseau infrmatique cuvrant une ville u un campus. Les liaisns snt généralement très rapides (fibres ptiques). Internet : c est le réseau infrmatique mndial qui rend accessibles au public des services variés cmme le currier électrnique, la messagerie instantanée et le WEB, en utilisant le prtcle de cmmunicatin IP (Internet prtcl). Sn architecture technique qui repse sur une hiérarchie de réseaux, ce qui implique de fact une nn-centralisatin, lui vaut le surnm de réseau des réseaux. Le WEB (Wrld Wide Web) est un ensemble de technlgie qui permet ntamnent de cnsulter des pages hypertextes de sites hébergés sur des serveurs à l aide d un navigateur accessible via le réseau Internet. Le currier électrnique est un service de transmissin de messages envyés électrniquement via un réseau infrmatique (principalement l'internet) dans la bîte aux lettres électrnique d un destinataire chisi par l émetteur. La messagerie instantanée (IRC, CHAT) permet l échange instantané de messages textuels entre plusieurs rdinateurs cnnectés au même réseau infrmatique, et plus cmmunément celui d Internet. Cet échange peut s effectuer en temps réel u quasi-temps-réel. Les réseaux sciaux permettent à tute persnne pssédant un cmpte de publier des infrmatins, dnt elle peut cntrôler (thériquement!) la visibilité par les autres persnnes, pssédant u nn un cmpte. Les plus cnnus snt actuellement Facebk, Twitter, Trmbi.cm, Viade, LinkedIn? Leur dévelppement est fulgurant et pse de vrais prblèmes d étique et de sciété. Le téléchargement (uplad) de média audi et vidé, au cœur du débat actuel. Le clud cmputing (nuage) désigne un ensemble de prcessus qui cnsiste à utiliser la puissance de calcul et/u de stckage de serveurs infrmatiques distants à travers un réseau, généralement Internet. Le Streaming désigne un principe utilisé principalement pur l'envi de cntenu en «direct» (u en léger différé). La sécurité infrmatique les virus snt des lgiciels malveillants cnçus pur se prpager à d'autres rdinateurs en s'insérant dans des prgrammes légitimes. Il peut perturber plus u mins gravement le fnctinnement de l'rdinateur infecté. Il peut se répandre à travers tut myen d'échange de dnnées numériques cmme les réseaux infrmatiques et les disques durs, les clefs USB, etc. Le spyware (lgiciel espin) est un lgiciel malveillant qui s'installe dans un rdinateur dans le but de cllecter et transférer des infrmatins sur l'envirnnement dans lequel il s'est installé, très suvent sans que l'utilisateur en ait cnnaissance (cdes secrets, mts de passe). Le hameçnnage u filutage (fishing) est une technique utilisée par des fraudeurs u des escrcs pur btenir des renseignements persnnels dans le but de perpétrer une usurpatin d'identité. La technique cnsiste à faire crire à la victime qu'elle s'adresse à un tiers de cnfiance banque, site marchand (ebay), etc. afin de lui sutirer des renseignements persnnels : mt de passe, numér de carte de crédit,, etc. L'hameçnnage peut se faire par currier électrnique, par des sites Web falsifiés u autres myens électrniques. Le piratage (hacking) regrupe un ensemble de techniques relevant des failles et vulnérabilités d'un élément u d'un grupe d'éléments visant à s intrduire dans un système d infrmatin pur en viler les systèmes de sécurité et récupérer au passage tutes infrmatins intéressantes et suvent cnfidentielles. Les myens de prtectin Les anti-virus à mettre à jur régulièremert Le lgiciel anti malwayre (Spybt, MalwareByte etc ) Les parefeux (cntre le hacking) Les transactins sécurisés (lrs des achats en ligne) La prudence envers certains sites! 1 BTS Page 7/7 JL Pautre