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Université Cadi AyyadUniversité Cadi AyyadFaculté des Sciences Semlalia
Informatique Semestre II2010-2011
₪ Introduction
₪ Boitier
₪ La carte mère
₪ Le microprocesseur₪ Le microprocesseur
₪ Les Chipsets
₪ Les mémoires
₪ Les connecteurs des cartes d’extension
₪ Les connecteurs IDE et SCSI
₪ Les ports de connexions externes
IntroductionLe mot architecture désigne comment est fait unordinateur, quels sont les éléments le constituant, sonmode de fonctionnement et surtout comment circule etcomment est traité l’information par les différentsconstituants de l’ordinateur.
On distingue deux types d’architectures :
• L’architecture matérielle est relative aux différents composants (Hardware)
• l’architecture logicielle (Software) concerne surtout les fonctionnalités des systèmes d’exploitation (logiciels ou programmes) permettant le fonctionnement de l’ordinateur.
On trouve différentes sortes d’ordinateurs :• PC ( Personal Computer), • MAC ( Macintosh),• Station Alpha,• Station Alpha,• Station Sun,• Atari, • Amiga;• …
PRESENTATION D’ UN ORDINATEURPC (Personal Computer)
Unité centrale (UC) qu’ on appelle communément BoîtierMoniteur (écran)
Les éléments de bases indispensables au fonctionnem ent d’un PC sont :
•Clavier
PRESENTATION D’ UN ORDINATEURPC (Personal Computer)
Moniteur (écran)Unité centrale (UC) qu’ on appelle communément Boîtier
Les éléments de bases indispensables au fonctionnem ent d’un PC sont :
•Clavier
Sourie indispensable avec l’utilisation de Windows
LE BOITIER est une partie de L’ UNITE CENTRALE
Écran Moniteur
L’écran est une partie du Moniteur
LE BOITIER
Boîtier horizontal ( desk top) Boîtier vertical ou tour
Presque disparus, ces boîtiers desk topfont aujourd'hui une sorte de come-back avec la généralisation des PC "de salon".
La tour reste la meilleure façon d'assembler, de modifier et d'installer les PC modernes.
Face avant de l’unité centrale
Bouton marche Arrêt
Bouton reset
Voyant lumineux Power
Voyant lumineux Activité Disque Dur
Face arrière de l’unité centrale : Ports entrée-sortie
Face arrière de l’unité centrale : Ports entrée-sortie
Emplacement des lecteursBloc d’alimentation
LE BOITIER
Fond du boîtier
Emplacement des lecteurs
Bloc d’alimentation
Le bloc d’alimentation qui se trouve à l’arrière du boîtier contient un transformateur qui convertit les 220 Volts du secteur en courant de tension 3,3 ; 5 et 12 volts pour alimenter les éléments internes du Pc.
LE BOITIER
Le bloc d’alimentation contient :un transformateur qui convertit les 220 Volts du secteur en courant de tension 3,3 ; 5 et 12 volts pour alimenter les éléments internes du Pc.
Prise courant
un ventilateur qui permet le refroidissement des pièces internes de l’ordinateur
Bouton alimentation
Bloc d’alimentation
Alimentation disque dur, CD,…
Alimentation de la carte mère
LE BOITIER
Fond du boîtier
Carte mèreCarte mère
Pile
LaLa cartecarte mèremère estest lala basebase dede l’ordinateurl’ordinateur.. TousTous lesles
élémentséléments quiqui composentcomposent l’ordinateurl’ordinateur sontsont
connectésconnectés dessusdessus.. ElleElle estest chargée,chargée, entreentre autres,autres,
dede gérergérer toustous lesles échangeséchanges dede donnéesdonnées entreentre cescesdede gérergérer toustous lesles échangeséchanges dede donnéesdonnées entreentre cesces
différentsdifférents élémentséléments..
Le domaine des cartes mères est très vaste.
la carte mère peut être caractérisée par :
₪ Son facteur d’encombrement,
₪ Son type de support de Processeur,
₪ Son chipset.
On entend généralement par facteur d’encombrement On entend généralement par facteur d’encombrement la géométrie et les dimensions de la carte mère. Afin la géométrie et les dimensions de la carte mère. Afin de fournir des cartes mères pouvant s’adapter à de fournir des cartes mères pouvant s’adapter à divers types de boîtiers, des standards ont été mis au divers types de boîtiers, des standards ont été mis au point:point:
Le facteur d’encombrementLe facteur d’encombrement
point:point:AT : AT : format utilisé sur les premiers ordinateurs format utilisé sur les premiers ordinateurs PCPC
dimension dimension 33 33 cm x cm x 22 22 cm cm ATX: ATX: possédant une forme plus propice à la possédant une forme plus propice à la
circulation de l'air et rendant l'accès aux circulation de l'air et rendant l'accès aux composants plus pratiquecomposants plus pratique(dimension (dimension 3030,,5 5 mm x mm x 2424,,4 4 mm)mm)
BTX dimensions BTX dimensions 3232,,55xx2626,,66
Le facteur d’encombrementLe facteur d’encombrement
Quelques exemples
Définition : Unité fonctionnelle d’un micro -
ordinateur, capable d’interpréter et
C.P.U. (Central Processing Unit)
d’exécuter des instructions. Il contient
L’unité de commande, l’unité arithmétique et
logique et des registres.
₪ L’unité de commande recherche les
instructions de la RAM et les interprète.
₪ L’unité arithmétique et logique permet
Les principales composantes
₪ L’unité arithmétique et logique permet
d’exécuter les opérations résultant de ces
instructions.
₪ Les registres permettent de stocker les
données lors de leur traitement.
La carte mère possède un emplacement La carte mère possède un emplacement
(parfois plusieurs dans le cas de cartes (parfois plusieurs dans le cas de cartes
Support sur la carte mère
(parfois plusieurs dans le cas de cartes (parfois plusieurs dans le cas de cartes
mères multiprocesseurs) pour accueillir mères multiprocesseurs) pour accueillir
le processeur. On distingue deux le processeur. On distingue deux
catégories de supports.catégories de supports.
₪ Slot : il s'agit d'un connecteur
rectangulaire dans lequel on enfiche le
processeur verticalement
Support sur la carte mère
processeur verticalement
₪ Socket : il s'agit d'un connecteur carré
possédant un grand nombre de petits
connecteurs sur lequel le processeur vient
directement s'enficher .
Supports Socket et Slot Supports Socket et Slot
Le chipset est un Le chipset est un composant électronique composant électronique chargé de seconder le chargé de seconder le chargé de seconder le chargé de seconder le processeur dans toutes processeur dans toutes ses fonctions de dialogue ses fonctions de dialogue avec les périphériquesavec les périphériques
Il y a divers types de mémoires :
₪ Mémoire vive : On peut lire et écrire dessus. Quand
l’ordinateur est hors tension, elle est effacée.
Définition : Lieu de stockage de l’information.
Capacité de stockage ? ���� Unité de mesure de l’espace mémoire.
₪ Mémoire morte : On peut seulement lire dessus.
₪ Disque (Disquette, Disque dur, CD ….) : On peut y
stocker beaucoup d’informations. Ces dernières ne
sont effacées qu’à la demande de l’utilisateur.
₪ Le bit (contraction de binary digit) est la plus pe tite
unité d'information manipulable par un ordinateur. Il
ne peut prendre que deux états physiques et donc, n e
peut stocker que deux informations : 0 ou 1.
Unité de mesure de la mémoire
peut stocker que deux informations : 0 ou 1.
₪ Un Octet est composé de 8 bits
Notations :
₪ 1 KO (Kilo Octet) = 1000 Octets
₪ 1 MO (Méga Octet) = 1000 KO = 1 000 000 Octets
₪ 1 GO (Géga Octet) = 1000 MO = 1 000 000 KO
0 1 2 3 4 5 6 7
La mémoire vive permet de stocker des informations
pendant tout le temps de fonctionnement de pendant tout le temps de fonctionnement de
l'ordinateur, son contenu est par contre détruit dè s
lors que l'ordinateur est éteint ou redémarré,
contrairement à une mémoire de masse comme le
disque dur qui garde les informations même
lorsqu'il est hors tension.
C’ est une mémoire possédant un temps d’accès proch e
du cycle de base du processeur. Une information
La mémoire cache
contenue dans le cache est de ce fait plus
rapidement utilisable par le processeur qu’une
information située en mémoire principale RAM. Un
cache contient la copie d’une portion de RAM pour
éviter les accès répétés vers la RAM.
CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
La mémoire CMOS
Mémoire vive qui contient des informations sur le
matériel et l’horloge du système. Elle est alimenté e
de façon continue (ordinateur éteint) par une pile
branchée sur la carte mère. Les informations dessus
sont accessibles par le setup du bios.
ROM, Read Only Memory
Mémoire lisible seulement, programmée en usine ( le
La mémoire ROM
BIOS est mis dedans).
PROM, Programmable ROM
EPROM, Erasable PROM
EEPROM, Electrically Erasable PROM
Les connecteurs d'extension (en anglais slots) sont
des réceptacles dans lesquels il est possible
d'insérer des cartes d'extension, c'est-à-dire des
cartes offrant de nouvelles fonctionnalités ou de
meilleures performances à l'ordinateur. Il existe
plusieurs sortes de connecteurs, les plus connus
sont les connecteurs ISA, PCI et AGP.
ISALe connecteur ISA (de largeur 8 ou 16 bits) est l’un des premiers bus de données qui ait été introduit, et qui permettait de compléter un ordinateur par l’adjonction de cartes. Ces cartes s’enfichaient dans des connecteurs de la carte mère( reconnaissable à leur couleur noire carte mère( reconnaissable à leur couleur noire et à leur grande taille), et permettait d’obtenir des fonctions complémentaires, comme la gestion du son ou la connexion au réseau par exemple. Le bus ISA est de moins en moins présent sur les cartes mères modernes.
PCIPeripheral Component Interconnect. Ces connecteurs d’extension permettent de monter des cartes son, des cartes réseau, des cartes d’acquisition vidéo et d’autres cartes. Ils sont donc très importants, certaines cartes mères en proposent jusqu’à 6. La fréquence de ces connecteurs est plus élevée que celle des connecteurs ISA.
(Accelrated Graphic Port), Bus 32 bits sur
lequel les données transitent à la fréquence
AGP
lequel les données transitent à la fréquence
de 66 MHz. Les connecteurs AGP sont voués
uniquement à la connexion de cartes
graphiques, et principalement aux cartes
pourvues des fonctions 3D.
PCI
AGP
La carte mère intègre généralement deux ports IDE (et un port Floppy).
Les ports IDE sont utilisés pour connecter des disques durs, des lecteurs et graveurs
IDE
des disques durs, des lecteurs et graveurs CD et DVD, par le biais d'un câble spécial appelé Nappe IDE (2 disques Max/ nappe). Le port Floppy est nécessaire au raccordement à la carte du lecteur de disquette.
La pileTous les PC sont munis
d’une pile. Lorsque votre ordinateur est éteint, c’est elle qui maintient la date et l’heure. Elle mémorise l’heure. Elle mémorise également des informations sur la configuration matériel de l’ordinateur.Si vous constatez un retard de votre horloge alors changez la pile.
Les bus
Microprocesseur
Unité de commande
Unité arithmétique et logique
Les registres
RAMMémoire cache
Mémoires internes
ROM
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Clavier
Souris
Scanner
Moniteur
Imprimante
Haut parleur
Périphériques
de sortie
Disquette Disque dur
CD
Bande magnétique
Interface d’entrée/sortie
Mémoires externes
Périphériques
d’entrée
��Les bus.Les bus.
��Les cartes d’extension.Les cartes d’extension.
��Les bus.Les bus.
��Les cartes d’extension.Les cartes d’extension.
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��Le BIOS.Le BIOS.��Le BIOS.Le BIOS.
ensemble de conducteurs électriques montés en parallèle, permettant l'échange d'informations entre les composantes matérielles d'un
0909//0505//20112011 56
composantes matérielles d'un ordinateur : microprocesseur, mémoires, contrôleur de périphériques.
Un bus est défini par plusieurs caractéristiques, dont les principales sont les suivantes :
• Largeur en bits (16, 32 ou 64 bits en général), c’est le nombre de bits que le bus peut transmettre simultanément ;
09/05/201109/05/2011 57
simultanément ; • Fréquence en mégahertz (MHz), elle indique le nombre de millions d’informations échangées par seconde via le bus ; • son débit, la longueur de ses connexions, sa tension, le format de ses connecteurs, sont d'autres caractéristiques utilisées pour décrire un bus.
LesLes busbus lesles plusplus couramment installés sur les couramment installés sur les machines actuelles sont : machines actuelles sont :
��le busle bus PCI (PCI (PeripheralPeripheral Components Components
LesLes busbus lesles plusplus couramment installés sur les couramment installés sur les machines actuelles sont : machines actuelles sont :
��le busle bus PCI (PCI (PeripheralPeripheral Components Components
0909//0505//20112011 58
InterconnectInterconnect))
��le busle bus USB (USB (UniversalUniversal Serial Bus), qui Serial Bus), qui permet le chaînage d'un nombre important permet le chaînage d'un nombre important de périphériques.de périphériques.
InterconnectInterconnect))
��le busle bus USB (USB (UniversalUniversal Serial Bus), qui Serial Bus), qui permet le chaînage d'un nombre important permet le chaînage d'un nombre important de périphériques.de périphériques.
��le bus IDE : Integrated Drive Electronicsle bus IDE : Integrated Drive Electronics
connexion de la carte mère au connexion de la carte mère au
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connexion de la carte mère au connexion de la carte mère au
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connexion de la carte mère au connexion de la carte mère au contrôleur disque (2 disques max)contrôleur disque (2 disques max)
��le bus SCSI : Small Computer System le bus SCSI : Small Computer System Interface. Il permet de connecter plus de Interface. Il permet de connecter plus de 2 disques 2 disques
connexion de la carte mère au connexion de la carte mère au contrôleur disque (2 disques max)contrôleur disque (2 disques max)
��le bus SCSI : Small Computer System le bus SCSI : Small Computer System Interface. Il permet de connecter plus de Interface. Il permet de connecter plus de 2 disques 2 disques
��Carte son :Carte son :
��Carte graphiqueCarte graphique
��Carte son :Carte son :
��Carte graphiqueCarte graphique
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��Carte fax modemCarte fax modem
��Carte satellite pour acquisition vidéo.Carte satellite pour acquisition vidéo.
��Carte pour contrôler un appareil Carte pour contrôler un appareil
��Carte fax modemCarte fax modem
��Carte satellite pour acquisition vidéo.Carte satellite pour acquisition vidéo.
��Carte pour contrôler un appareil Carte pour contrôler un appareil
��LeLe BIOSBIOS (Basic(Basic Input/OutputInput/Output SystemSystem=Système=Système d'entrées/sortiesd'entrées/sorties dede base)base) estest ununprogrammeprogramme quiqui permetpermet lele contrôlecontrôle dudu matérielmatérielavantavant lele démarragedémarrage dede l’ordinateurl’ordinateur.. UneUne partiepartie
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avantavant lele démarragedémarrage dede l’ordinateurl’ordinateur.. UneUne partiepartie(non(non modifiable)modifiable) dede cece programmeprogramme estest dansdans lala(ROM)(ROM) etet uneune autreautre partiepartie estest dansdans uneuneEPROMEPROM (flasher(flasher lele biosbios pourpour lele mettremettre àà jour)jour)..
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�� On allume l’ordinateur, un signal On allume l’ordinateur, un signal électrique arrive au CPU qui déclenche le électrique arrive au CPU qui déclenche le démarrage du BIOS. démarrage du BIOS.
�� On allume l’ordinateur, un signal On allume l’ordinateur, un signal électrique arrive au CPU qui déclenche le électrique arrive au CPU qui déclenche le démarrage du BIOS. démarrage du BIOS.
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démarrage du BIOS. démarrage du BIOS.
��Le BIOS provoque une série de tests Le BIOS provoque une série de tests (l’auto(l’auto--test de démarrage ( POST ; Powertest de démarrage ( POST ; Power--On SelfOn Self--Test))Test))
démarrage du BIOS. démarrage du BIOS.
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�� SiSi uneune anomalieanomalie estest détectéedétectée sursur unundesdes composantscomposants dudu systèmesystème (carte(cartegraphiquegraphique -- mémoiremémoire -- portsports
�� SiSi uneune anomalieanomalie estest détectéedétectée sursur unundesdes composantscomposants dudu systèmesystème (carte(cartegraphiquegraphique -- mémoiremémoire -- portsports
09/05/201109/05/2011 63
graphiquegraphique -- mémoiremémoire -- portsportsd’entrée/sortied’entrée/sortie -- clavierclavier –– lecteurslecteurs…… ))l’utilisateurl’utilisateur enen estest avertiaverti parpar ununmessagemessage visuelvisuel ouou sonoresonore..
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��Les résultats de ces tests sont comparés à Les résultats de ces tests sont comparés à l’enregistrement des caractéristiques de la l’enregistrement des caractéristiques de la machine contenu dans la mémoire CMOS . Ces machine contenu dans la mémoire CMOS . Ces renseignements y ont été inscrits lors du SETUP renseignements y ont été inscrits lors du SETUP
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renseignements y ont été inscrits lors du SETUP renseignements y ont été inscrits lors du SETUP du BIOS. du BIOS.
��Le BIOS recherche Le BIOS recherche le systèmele système d’exploitationd’exploitation, pour , pour le charger en mémoire centrale et lui donner la le charger en mémoire centrale et lui donner la main. main.
renseignements y ont été inscrits lors du SETUP renseignements y ont été inscrits lors du SETUP du BIOS. du BIOS.
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