Informatique

Science du traitement rationnel, notamment par machines automatiques, de l'information considérée comme le support des connaissances humaines et des communications dans les domaines technique, économique et social 

 

ordinateur
Un ordinateur est une machine capable d'effectuer toute sorte d'opération et de traitement tel que des calculs, maniement de textes et d'images par exemple..
Fonctionnement interne d'un ordinateur

Nous ne détaillerons pas ici son fonctionnement électronique, mais il faut savoir que de par sa conception même (électrique), l'ordinateur fonctionne en mode binaire (numérotation à base 2). On convient que quand dans un fil le courant passe, il est représenté par un 1 et 0 quand il n'y a pas de courant (Voir le chapitre sur l'algèbre booléenne). Toute les données (textes, images, nombres, etc) devront donc être d'abord codées en binaire pour être traitées par l'ordinateur.
Concernant les données à traiter et les instructions à exécuter, d'une façon générale chaque ordinateur à sa façon de coder les informations. Ce qui explique les incompatibilités entre ordinateurs dès que l'on désire échanger des informations ou des logiciels. Comme pour deux personnes qui doivent parler la même langue pour communiquer.

Le code ASCII
Pour le codage des textes, les caractères doivent évidemment être codés sous une forme numérique qu'on appelle le code ASCII (American Standard Code for Information Interchange, code standard américain pour l'échange d'informations). Par exemple le A majuscule est codé 01000001 en binaire (65 en décimal). Il existe d'autres façon de coder les textes, mais le code ASCII est le plus répandu dans le monde.
La séquence binaire 01000001, qui représente un A sur la plupart des ordinateurs, sera interprété par une autre lettre sur un autre ordinateur. Ce qui explique qu'un texte codé en code ASCII donnerait un autre texte complètement incompréhensible si l'on en exportait les séquences binaires sur un autre ordinateur utilisant un codage autre que l'ASCII. Cet autre ordinateur interpréterait évidemment les séquences différemment.
L'exemple le plus flagrant en est pour les différents alphabets (latin, grec, russe et arabe par exemple). L'anglais ne connaissant pas les accents, en Espagne ils ont par exemple leur point d'interrogation à l'envers pour les questions ou l'accent tilde que nous ne connaissons pas en France.

Système numérique
Il existe trois façons d'exprimer les nombres en informatique :

décimal base 10	binaire base 2	hexadécimal base 16
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

Schéma général d'un ordinateur
Commençons d'abord par voir le schéma général d'un ordinateur, puis nous détaillerons ensuite chacun des éléments.

Unité centrale

 On distingue l'unité centrale (appelée aussi UC) des périphériques (ce qu'il y a autour de l'ordinateur). Les périphériques permettent de fournir à l'ordinateur les données à traiter et de les récupérer.
Élément principal d'un ordinateur, l'unité centrale se matérialise par un boîtier, qui recèle tous les composants essentiels d'un ordinateur exceptés le clavier, le moniteur et la souris: à savoir la carte mère et son processeur, le disque dur, les lecteurs et graveurs de CD/DVD et de nombreux autres composants.

Processeur

  Le processeur est un circuit électronique qui effectue les opérations arithmétiques et logiques. L'appellation microprocesseur tient du fait que les composants du processeur ne sont plus distincts mais incorporés dans un même circuit intégré. Le processeur est à voir comme le centre nerveux de l'ordinateur. Les principaux processeurs rencontrés dans le monde PC sont le Pentium d'Intel et l'Athlon d'AMD.
Termes dérivés : biprocesseur, ordinateur ayant deux processeurs centraux ; triprocesseur, ordinateur ayant trois processeurs centraux ; multiprocesseur, ordinateur ayant plusieurs processeurs centraux.
Anglais : processor. 
 La mémoire

Mémoire morte 

Il existe un type de mémoire permettant de stocker des données nécessaires au démarrage de l'ordinateur, il s'agit de la ROM (Read Only Memory, dont la traduction est mémoire en lecture seule) appelée parfois mémoire non volatile, car elle ne s'efface pas lors de la mise hors tension du système. En effet, ces informations ne peuvent être stockées sur le disque dur étant donné que les paramètres du disque (essentiels à son initialisation) font partie de ces données vitales à l'amorçage.
La ROM contient les éléments essentiels au démarrage, c'est-à-dire:
Le BIOS : un programme permettant de piloter les interfaces d'entrée-sortie principales du système, d'où le nom de BIOS ROM donné parfois à la puce de mémoire morte de la carte-mère Le chargeur d'amorce : un programme permettant de charger le système d'exploitation en mémoire (vive) et de le lancer. Celui-ci cherche généralement le système d'exploitation sur le lecteur de disquette, puis sur le disque dur, ce qui permet de pouvoir lancer le système d'exploitation à partir d'une disquette système en cas de dysfonctionnement du système installé sur le disque dur Le Setup CMOS : l'écran disponible à l'allumage de l'ordinateur permettant de modifier les paramètres du système Le Power-On Self Test (POST) : programme exécuté automatiquement à lamorçage du système permettant de faire un test du système (c'est pour cela par exemple que vous voyez le système "compter" la RAM au démarrage). Etant donné que les ROM sont beaucoup plus lentes que les mémoires de types RAM (une ROM a un temps d'accès de l'ordre de 150ms tandis qu'une mémoire de type SDRAM a un temps d'accès d'environ 10ms), les instructions contenues dans la ROM sont parfois copiées en RAM au démarrage, on parle alors de shadowing (en français cela pourrait se traduire par ombrage, mais on parle généralement de mémoire fantôme).
la mémoire vive (RAM)

La mémoire vive, généralement appelée RAM (Random Access Memory ou en Français mémoire à accès aléatoire, ce qui signifie que l'on peut accèder instantanément à n'importe quelle partie de la mémoire), est la mémoire principale du système, cela indique qu'elle permet de stocker de manière temporaire des données lors de l'exécution d'un programme. Ce stockage est temporaire, contrairement à une mémoire de masse comme le disque dur (mémoire avec laquelle les novices la confondent généralement), car elle permet de stocker des données tant qu'elle est alimentée électriquement, si l'ordinateur est éteint, toutes les données présentes en mémoire vive sont irrémédiablement effacées (seules celles enregistrées sur le disque dur sont conservées). 

 

Types de barrettes de mémoire vive

Il existe de nombreux types de mémoires vives. Celles-ci se présentent toutes sous la forme de barrettes de mémoire enfichables sur la carte-mère. Pour augmenter la mémoire vive d'un ordinateur, il faut ajouter des barettes sur les slots appropriés. Cette manipulation, simple à réaliser demande néanmoins une bonne connaissance de son ordinateur et de sa configuration. L'achat et l'ajout de barettes doit être fait en respectant certaines règles qui dépendent bien souvent du type de l'ordinateur. Certains ont par exemple besoin d'une certaine capacité de RAM sur le premier slots alors que les suivants peuvent rester innocupés et chaque machine possède aussi un maximum de RAM instalable... L'intervention d'un professionnel capable de vous conseiller sur ces différents paramètres et donc souvent indispensable. La RAM est une partie vitale de l'ordinateur et tout disfonctionnement peut provoquer un problème grave sur votre machine.

DRAM

La DRAM (Dynamic RAM, RAM dynamique) est le type de mémoire le plus répandu au début du millénaire. Il s'agit d'une mémoire dont les transistors sont rangés dans une matrice selon des lignes et des colonnes. Les mémoires DRAM possèdent jusqu'à 256 millions de transistors (c'est-à-dire que chaque barette de DRAM peut contenir jusquà 256Mo maximum). Ce sont des mémoires dont le temps d'accès est de 60ns.

Pour accélérer les accès à la DRAM, il existe une technique, appelée pagination consistant à accèder aux différentes lignes d'une colonne en modifiant uniquement l'adresse de la ligne. On parle alors de DRAM FPM (Fast Page Mode).

D'autre part, les accès mémoire se font généralement sur des données rangées consécutivement en mémoire. Ainsi le mode d'accès en rafale (burst mode) permet d'accèder aux trois données consécutives à la première sans temps de latence supplémentaire. Dans ce mode en rafales, le temps d'accès à la première donnée est égale au temps de cycle auquel il faut ajouter le temps de latence, et le temps d'accès aux trois autres données est uniquement égal aux temps de cycle, on note donc sous la forme X-Y-Y-Y les quatre temps d'accès, par exemple 5-3-3-3 pour un bus dont la fréquence est de 66Mhz.

RAM EDO

La RAM EDO (Extended Data Out, soit Sortie des données amélioré) est apparue en 1995. La technique utilisée avec ce type de mémoire consiste à adresser la colonne suivante pendant la lecture des données d'une colonne. Cela crée un chevauchement des accès permettant de gagner du temps sur chaque cycle. Ainsi, la RAM EDO, lorsqu'elle est utilisée en mode rafale permet d'obtenir des cycles de la forme 5-2-2-2, soit un gain de 4 cycles sur l'accès à 4 données.

SDRAM

La SDRAM (Synchronous DRAM, soit RAM synchrone) est un type de RAM apparu en 1997 permettant une lecture des données synchronisées avec le bus. Celle-ci permet d'obtenir un cycle en mode rafale de la forme 5-1-1-1, c'est-à-dire un gain de 3 cycles par rapport à la RAM EDO. De cette façon la SDRAM est capable de fonctionner avec une cadence de 100Mhz, lui permettant d'obtenir des temps d'accès d'environ 10ns.

RDRAM (Rambus DRAM)

La RDRAM (Rambus DRAM) est un type de mémoire permettant de transférer les données sur un bus de 16 bits de largeur à une cadence de 800Mhz. Comme la SDRAM, ce type de mémoire est synchronisé avec l'horloge du bus pour améliorer les échanges de données.