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INSTALLATION D'UN POSTE

INFORMATIQUE

SOMMAIRE Analyser l’architecture interne de l’ordinateur; Rechercher et analyser les différents produits disponibles; Analyser le processus de traitement des données du système

d’exploitation; Installer des éléments physiques; Installation de Windows XP Professionnel; Les opérations de base concernant la manipulation d’un système

d’exploitation; Les fonctions avancées du système d’exploitation; Installer des applications; Optimiser l’installation à l’aide d’utilitaires; Protéger les données et le poste informatique; Installer des éléments physiques.

INSTALLATION D'UN POSTE INFORMATIQUE

Analyser l’architecture interne de l’ordinateur


SOMMAIRE

1. Definitions ;2. Types d'ordinateurs;3. Constitution de l'ordinateur;4. Représentation des informations.


Définitions

Un ordinateur est capable d‘acquérir et de conserver des informations, d‘effectuer des traitements et de restituer les informations stockées.

L’informatiqueL'informatique est la science du traitement de l‘information..

Ordinateur


L'information est la matière manipulée et traitée par les ordinateurs. Il existe plusieurs types d‘informations : valeurs numériques, textes,

images, sons… Celles-ci sont converties sous formes numériques par l‘ordinateur.

Information

Définitions

Un système d‘information (SI) représente l‘ensemble des informations circulant dans l‘entreprise ainsi que les moyens mis en Œuvre pour les gérer. Un système d'information doit pouvoir recevoir, traiter et stocker des données, les transférer en tous points, et produire des rapports ou des sorties graphiques sur demande.

Système informatiqueUn système informatique se compose d‘une part de matériels informatiques (hardware) et d'autre part de programmes (software) indispensables au fonctionnement des matériels.

Système d’information (SI)


Types d'ordinateurs

Les ordinateurs (ou mainframe) : plusieurs milliers d’utilisateurs ou supercalculateur (jusqu’à 64000 processeurs...) : machine CRAY, mainframe IBM,...

Les mini-ordinateurs : plusieurs dizaine d’utilisateurs (2 à 8 processeurs) :

AS400, HP9000,... Les micro-ordinateurs : 1 utilisateur (1 ou 2 processeur) :

PC, Mac, station de travail Sun ou Silicon Graphics...

Les différents types d’ordinateur


Constitution de l'ordinateur


Constitution de l'ordinateur La carte mère

L'élément constitutif principal de l'ordinateur est la carte mère (en anglais « mainboard » ou « motherboard ». La carte mère est le socle permettant la connexion de l'ensemble des éléments essentiels de l'ordinateur (est un circuit imprimé qui supporte divers composants)


Constitution de l'ordinateur Le PROCESSEUR

DEFINITION :


Le processeur ou microprocesseur est le composant qui se trouve au centre de votre ordinateur. Véritable cerveau, il effectue la plupart des opérations de calcul de l'ordinateur.

LES TYPES :Il existe sur le marché grand public, différents types de processeurs. Le tableau qui suit, vous donne la liste des plus courants.

TYPE DE CONNECTEUR : Voir document PDF

Constitution de l'ordinateur Le PROCESSEUR


CHOIX:

Les choix sont : o La marque : AMD ou INTEL o Simple double ou quatre cœuro La fréquence qui oscille aujourd'hui autour des 3Ghz. En fonction de ces choix, cela détermine la puissance de votre machine. Synthétiquement, plus la fréquence et le nombre de cœur est important et plus la puissance de la machine est importante. Néanmoins il ne faut pas perdre de vue que le prix augmente fortement également. De plus pour faire de la bureautique une machine simple cœur peut amplement suffire.

Constitution de l'ordinateur MEMOIRE

DEFINITION :


On appelle « mémoire » tout composant électronique capable de stocker temporairement des données. On distingue ainsi deux grandes catégories de mémoires :

La mémoire centrale (appelée également mémoire interne) permettant de mémoriser temporairement les données lors de l'exécution des programmes. La mémoire centrale est réalisée à l'aide de micro-conducteurs, c'est-à-dire des circuits électroniques spécialisés rapides. La mémoire centrale correspond à ce que l'on appelle la mémoire vive

Constitution de l'ordinateur MEMOIRE


La mémoire de masse (appelée également mémoire physique ou mémoire externe) permettant de stocker des informations à long terme, y compris lors de l'arrêt de l'ordinateur. La mémoire de masse correspond aux dispositifs de stockage magnétiques, tels que le disque dur, aux dispositifs de stockage optique, correspondant par exemple aux CD-ROM ou aux DVD-ROM.

Constitution de l'ordinateur Les bus

Le bus est un ensemble de conducteurs électriques capable de transférer des informations binaires d’un élément à l’autre (il y a plusieurs bus, spécialisés en fonction des types de périphériques concernés et de la nature des informations transportées: adresses, commandes ou données).

La performance d’un bus est conditionnée par sa capacité de transport simultané (16, 32, 64 bits …) et par l’électronique qui le pilote (le « chipset »).

Les bus sont prévus pour connecter des cartes d'extension afin d'étendre (ou de compléter) les possibilités de l'ordinateur.


Constitution de l'ordinateur Les bus


Bus PCI Peripheral Component Interconnect Ils sont symbolisés par des connecteurs blancs. Ils ont tendance à disparaître au profit du PCI Express

AGP Accelerated Graphic port Spécifiquement conçu pour connecter une carte graphique Aujourd'hui remplacé par le bus PCI-Express.

Bus PCI-Express version série Existe en 1x, 4x, 8x et 16x. Les connecteurs sont différents en fonction du modèle La version 16x est dédié pour les cartes graphiques Attention, PCI express et PCI sont incompatibles

Les bus possibles sur une carte mère récente sont :

Constitution de l'ordinateur Le chipset

Le chipset (traduisez jeu de composants) est un circuit électronique chargé de coordonner les échanges de données entre les divers composants de l'ordinateur (processeur, mémoire; ...).

Dans la mesure où le chipset est intégré à la carte mère, il est important de choisir une carte mère embarquant un chipset récent afin de garantir à votre PC un maximum de chance de pouvoir évoluer.

Certains chipsets intègrent parfois une puce graphique ou une puce audio (généralement sur les PC bas de gamme), ce qui signifie qu'il n'est pas nécessaire d'installer une carte graphique ou une carte son. Toutefois, étant donné la piètre qualité de ces composants intégrés, il est généralement conseillé de les désactiver (lorsque cela est possible) dans le setup du BIOS et d'installer des cartes d'extension dans les emplacements prévus à cet effet


Constitution de l'ordinateur Le chipset


Constitution de l'ordinateur Le CMOS

CMOS (Complementary Metal-Oxyde Semiconductor, parfois appelé BIOS CMOS) un circuit électronique qui conserve certaines informations sur le système, y compris l'heure et la date système.

Le CMOS est continuellement alimenté par une pile (au format pile bouton) située également sur la carte mère. Ainsi, les informations sur le matériel installé dans l'ordinateur (comme par exemple le nombre de pistes, de secteurs de chaque disque dur) sont conservées dans le CMOS.

Dans la mesure où le CMOS est une mémoire lente, certains systèmes recopient parfois le contenu du CMOS dans la RAM (mémoire rapide), le terme de memory shadow est utilisé pour décrire ce processus de copie en mémoire vive.


Constitution de l'ordinateur Le BIOS

Le BIOS (Basic Input/Output System) est le programme basique servant d'interface entrele système d'exploitation et la carte mère. Le BIOS est stocké dans une ROM (mémoiremorte, c'est-à-dire une mémoire en lecture seule), ainsi il utilise les données contenues dans le CMOS pour connaître la configuration matérielle du système.

Le BIOS est le premier programme chargé en mémoire dès que vous allumez votreordinateur. Il assure plusieurs fonctions: le POST (Pre-Operating System Tests ou Power-On Self-Tests selon les écoles) : c'est

l'ensemble des tests qu'effectue le BIOS avant de démarrer le système d'exploitation: • vérifier que la carte mère fonctionne bien (barettes de mémoire vive (RAM),

contrôleurs de ports série, parallèle, IDE, etc.) • vérifier que les périphériques simples ("Basic") connectés à la carte mère

fonctionnent bien (clavier, carte graphique, disques dur, lecteur de disquette, lecteur de CD-Rom...)

• paramétrer la carte mère (à partir des informations stockées dans les CMOS (voir ci-dessous)).

Chercher un disque sur lequel il y a un système d'exploitation prêt à démarrer.


Constitution de l'ordinateur Le BIOS

Le BIOS peut également rendre des services au système d'exploitation en assurant la communication entre les logiciels et les périphériques, mais seulement pour les périphérique simples (clavier, écran, etc.).Par exemple, le BIOS ne s'occupera pas de la communication entre le système d'exploitation et un scanner.

Beaucoup de systèmes d'exploitation se passent des services du BIOS et s'adressent directement à certains périphériques.

Il est possible de configurer le BIOS grâce à une interface (nommée BIOS setup, traduisez configuration du BIOS) accessible au démarrage de l'ordinateur par simple pression d'une touche (généralement la touche Echap, F2, F10, Espace ou Suppr).

En réalité le setup du BIOS sert uniquement d'interface pour la configuration, les données sont stockées dans le CMOS.




Mémoire vive (RAM) La mémoire vive, généralement appelée RAM (Random Access

Memory, traduisez mémoire à accès direct), est la mémoire principale du système, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un espace permettant de stocker de manière temporaire des données lors de l'exécution d'un programme.

La mémoire vive qui est une mémoire volatile (elle perd ses données en cas de coupure secteur. Elle sert à stocker les données ainsi que les programmes en cours d'exécution qui sont transférés du disque dur.

La mémoire vive se présente sous forme de barrettes. Les caractéristiques d'une barrette mémoire sont : Son type (DDR, DDR2, DDR3…) Sa capacité 256, 512, 1000 Ko (Attention, la capacité est

toujours donnée en octets). Sa vitesse qui dépend du processeur et du chipset. La vitesse est

exprimée soit en fréquence, soit en bande passante

Constitution de l'ordinateur Types de mémoire vive


LES MEMOIRES SDRAMLa SDRAM (synchronous dynamic random access memory) est apparue en 1997. Elle permet une lecture des données synchronisée avec le bus de la carte-mère.

La famille des SDRAM comprend les séries suivantes :

• PC 66 (prévue pour fonctionner à 66 MHz maximum) • PC-100 : fonctionnement à une fréquence de 100MHz.• PC-133 : fonctionnement à une fréquence de 133MHz.

Constitution de l'ordinateur Types de mémoires


LES MEMOIRES DDRAMDDRAM est en fait de la DDR SDRAM et DDR signifie de l'anglais: "Double Data Rate". Ce qui veut dire que le transfert de données est doublé. La mémoire DDR est donc 2 fois plus rapide que la SDRAM. La famille des DDRAM comprend les séries suivantes :

PC-2100 : fonctionnement à une fréquence de 266MHz.PC-2700 : fonctionnement à une fréquence de 333MHz.PC-3200 : fonctionnement à une fréquence de 400MHz.EXTREME SPEED : fonctionnement à une fréquence de 434MHz et plus.

Les types de mémoires DDRAM sont les plus utilisées en ce moment. Il est possible de s'en procurer d'une capacité mémoire de plus de 1024Mo.

Les barrettes de DDRAM possèdent un seul détrompeur central.

Constitution de l'ordinateur Types de mémoires


LES MEMOIRES RDRAMMémoire moins populaire, appelée aussi RAMBUS. Elles offrent une vitesse cependant très élevées de plus de 1066MHz grâce à leur bus de 16 bits.

La famille des RDRAM comprend les séries suivantes :

PC-800 : fonctionnement à une fréquence de 800MHz.PC-1066 : fonctionnement à une fréquence de 1066MHz.

Les mémoires RDRAM fonctionnent toujours par deux . Les barrettes de RDRAM possèdent deux détrompeurs centraux.

Constitution de l'ordinateur Types de mémoire de masse


La mémoire de masse (appelée également mémoire physique ou mémoire externe) permettant de stocker des informations à long terme, y compris lors de l'arrêt de l'ordinateur.

La mémoire de masse correspond aux dispositifs de stockage magnétiques, tels que le disque dur, aux dispositifs de stockage optique, correspondant par exemple aux CD-ROM ou aux DVD-ROM, ainsi qu'aux mémoires mortes.



LE DISQUE DUR

Le disque dur est l'organe servant à conserver les données de manière permanente, contrairement à la mémoire vive, qui s'efface à chaque redémarrage de l'ordinateur.

Le disque dur est relié à la carte-mère par l'intermédiaire d'un contrôleur de disque dur faisant l'interface entre le processeur et le disque dur. Le contrôleur de disque dur gère les disques qui lui sont reliés, interprète les commandes envoyées par le processeur et les achemine au disque concerné. On distingue généralement les interfaces suivantes :

IDE SCSI Serial ATA

Types de mémoire de masse



LE DISQUE DUR

Types de mémoire de masse



LE DISQUE DUR

Un disque dur est constitué non pas d'un seul disque, mais de plusieurs disques rigides (en anglais hard disk signifie disque dur) en métal, en verre ou en céramique, empilés à une très faible distance les uns des autres et appelés plateaux (en anglais platters).

Chaque plateau tourne autour d’un axe, à une vitesse constante (vitesse angulaire) dans le sens inverse des aiguilles d’une montre et caractérisé par la vitesse de rotation.

La plupart des disques durs 3 pouces ½ disposent d’une vitesse de rotation de 7200 tours par minute, contre 4200 et 5400 trs/min pour la plupart des disques durs au format 2 pouces ½ et 10000 trs/min et plus pour les disques durs SCSI

La lecture et l'écriture se fait grâce à des têtes de lecture (en anglais heads) situées de part et d'autre de chacun des plateaux

Structure



LE DISQUE DUR

Les têtes sont liées entre elles et seulement une seule tête peut lire ou écrire à un moment donné. On parle donc de cylindre pour désigner l'ensemble des données stockées verticalement sur la totalité des disques

Structure



LE DISQUE DUR

Chaque plateau est divisé en pistes de taille variable suivant son emplacement sur le disque, plus petits vers le centre par le formatage de bas niveau à la fabrication.

Les têtes commencent à inscrire des données à la périphérie du disque (piste 0), puis avancent vers le centre. Les données sont organisées en cercles concentriques appelés « pistes », créées par le formatage de bas niveau.

Les pistes sont séparées en quartiers (entre deux rayons) que l'on appelle secteurs, contenant les données (au minimum 512 octets par secteur en général).

On appelle cylindre l'ensemble des données situées sur une même piste sur des plateaux différents (c'est-à-dire à la verticale les unes des autres) car cela forme dans l'espace un "cylindre" de données.

Note Le formatage de bas niveau (physique) consiste à diviser le disque en éléments de base : ( Pistes, Secteurs, Cylindres )

Structure



LE DISQUE DURStructure



LE DISQUE DURCaractéristiques techniques Capacité : volume de données pouvant être stockées sur le disque .

Taux de transfert (ou débit) : quantité de données pouvant être lues ou écrites sur le disque par unité de temps. Il s'exprime en bits par seconde.

Vitesse de rotation : vitesse à laquelle les plateaux tournent, exprimée en tours par minutes (notés rpm pour rotations par minute). La vitesse des disques durs est de l'ordre de 7200 à 15000 rpm. Plus la vitesse de rotation d'un disque est élevée meilleur est le débit du disque. En revanche, un disque possédant une vitesse de rotation élevée est généralement plus bruyante et chauffe plus facilement.

Temps de latence (aussi appelé délai rotationnel) : temps écoulé entre le moment où le disque trouve la piste et le moment où il trouve les données.

Temps d'accès moyen : temps moyen que met la tête pour se positionner sur la bonne piste et accéder à la donnée. Il représente donc le temps moyen que met le disque entre le moment où il a reçu l'ordre de fournir des données et le moment où il les fournit réellement. Il doit ainsi être le plus court possible.

Mémoire cache (ou mémoire tampon) : quantité de mémoire embarquée sur le disque dur. La mémoire cache permet de conserver les données auxquelles le disque accède le plus souvent afin d'améliorer les performances globales



LE CD-ROM

Un CD-ROM (abréviation de Compact Disc - Read Only Memory) est un disque optique utilisé pour stocker des données sous forme numérique destinées à être lues par un ordinateur.

La vitesse de lecture du lecteur de CD-ROM correspondait à l'origine à la vitesse de lecture d'un CD audio, c'est-à-dire un débit de 150 ko/s. Cette vitesse a par la suite été prise comme référence et notée 1x. Les générations suivantes de lecteurs de CD-ROM ont été caractérisées par des multiples de cette valeur. Le tableau suivant donne les équivalences entre les multiples de 1x et le débit :

Débit Temps de réponse8x 1200 ko/s 120 à 180 ms

10x 1500 ko/s 100 à 160 ms

12x 1800 ko/s 90 à 150 ms

16x 2400 ko/s 80 à 120 ms

20x 3000 ko/s 75 à 100 ms

24x 3600 ko/s 70 à 90 ms

32x 4500 ko/s 70 à 90 ms

40x 6000 ko/s 60 à 80 ms

52x 7800 ko/s 60 à 80 ms



LE CD-ROM

Caractéristiques techniquesUn lecteur CD-ROM est caractérisé par les éléments suivants :

Vitesse: la vitesse est calculée par rapport à la vitesse d'un lecteur de CD-Audio (150 Ko/s). Un lecteur allant à 3000Ko/s sera qualifié de 20X (20 fois plus rapide qu'un lecteur 1X).

Temps d'accès : il représente le temps moyen pour aller d'une partie du CD à une autre.

Interface : ATAPI (IDE) ou SCSI ;



La disquette Le lecteur de disquettes permet de sauvegarder et de lire des disquettes. Seulement, il est en voie de disparition car la capacité n'est que de 1.44 Mo, voire pire : 720 Ko ! De plus il est très lent. C'est pour cette raison qu'on lui préfère le CD.

Une disquette est composée d'un disque que l'on pourrait comparer à un plateau du disque dur.

Constitution de l'ordinateur Les mémoires de la carte mère et des interfaces


En plus des RAM et ROM déjà citées, des mémoires spécialisées sont implantées sur les cartes mères, dans les cartes d’interfaces ou dans les micro-processeurs. Ces mémoires ont pour but d’accélérer le fonctionnement de l’ordinateur ou de permettre la communication entre ses composants :

La mémoire vidéo : chargée de conserver les images traitées par le processeur graphique avant l'affichage. Plus la quantité de mémoire vidéo est importante, plus la carte graphique pourra gérer de textures lors de l'affichage de scènes en 3D

La mémoire cache : (également appelée antémémoire ou mémoire tampon) est une mémoire rapide permettant de réduire les délais d'attente des informations stockées en mémoire vive. En effet, la mémoire centrale de l'ordinateur possède une vitesse bien moins importante que le processeur. Il existe néanmoins des mémoires beaucoup plus rapides, mais dont le coût est très élevé. La solution consiste donc à inclure ce type de mémoire rapide à proximité du processeur et d'y stocker temporairement les principales données devant être traitées par le processeur

Les registres : Lorsque le processeur exécute des instructions, les données sont temporairement stockées dans de petites mémoires rapides de 8, 16, 32 ou 64 bits que l'on appelle registres. Suivant le type de processeur le nombre global de registres peut varier d'une dizaine à plusieurs centaines

Constitution de l'ordinateur Les connecteurs internes


Le socket est l'emplacement de la carte mère dans lequel vient se loger le processeur central de votre ordinateur.Il existe plusieurs modèles de sockets, chacun compatible avec un type bien particulier de processeur. Aussi, une carte mère ne peut pas héberger n'importe quel processeur.Les sockets les plus utilisés à l'heure actuelle sont le socket A dédiés aux processeurs Duron et Athlon XP du constructeur AMD et le socket 478 pour les processeurs Célérons et Pentium 4 de la firme Intel.Sur le côté du socket se trouve le ZIF (Zero Force Insertion), petit levier en métal permettant de fixer le processeur au socket.

LE SOCKET



La mémoire vive est souvent comparée aux poumons de l'ordinateur, puisque c'est de cette mémoire que sont puisées les ressources nécessaires au lancement de vos applications. Plus vous en avez, plus votre ordinateur sera endurant. La mémoire vive se présente sous forme d'une ou plusieurs barrettes qui viennent se clipser dans des slots intégrés à la carte mère.Deux types de format existent pour les barètes de mémoire vive, ce qui explique la présence sur de nombreuses cartes mère des deux formats de slots (nombre différent de connecteurs). Les barrettes au format SDRAM (plus anciennes) s'enfichent dans les slots noirs ayant deux détrompeurs, tandis que les barètes de DDRAM (plus rapides que les barètes SDRAM dans les anciennes versions) s'enfichent dans les slots généralement bleus avec un détrompeur.

Les connecteurs internes LES SLOTS DE LA MEMOIRE VIVE (RAM)



La carte mère intègre par défaut deux ports IDE et un port Floppy.

Les connecteurs internes LES PORTS IDE ET LE PORT FLOPPY

Les ports IDE, sont utilisés pour connecter à votre carte mère vos disques durs, maisaussi votre lecteur de CD, de DVD et votre graveur par le biais d'un câble spécial appelé NappeIDE. Un seul port IDE peut supporter deux périphériques (vous pouvez donc utiliser vos deux ports IDE pour au maximum deux disques durs, un lecteur DVD et un graveur par exemple). Un des ports IDE est de couleur bleu, il s'agit du port le plus rapide à utiliser pour relier votre carte mère et le disque dur contenant le système d'exploitation.Le port Floppy, plus petit est nécessaire au raccordement à la carte du lecteur de disquette, devient de moins en moins sollicité



Les ports PCI sont des slots d'extension situés sur la carte mère dans lesquels s'enfichent les périphériques internes sous forme de carte (carte modem, carte d'acquisition vidéo, etc...). Ils sont toujours de couleur blanche. Une carte mère en intègre entre 3 à7

Les connecteurs internes LES PORTS PCI



Il peut ne pas être présent sur les cartes mères avec vidéo intégrée, puisque le port AGP est destiné à recevoir la carte vidéo de votre ordinateur sur laquelle est relié l'écran. Il s'agit d'un slot de couleur marron, situé juste au dessus des ports PCI. Le port AGP existe en différentes normes de débit AGPx2, AGP x4 et AGPx8, avec pour chacune de ces normes un débit des données plus rapide que la norme précédente. Le connecteur AGP n'est utilisable que par des cartes graphiques alors que les PCI peuvent recevoir d'autres types de cartes, contrôleur SCSI, carte son, carte réseau ...

Les connecteurs internes LE PORT AGP



Les connecteurs internes LE PORT PCI express



Les ports AMR/CNR (Audio and Modem Riser / Communication and Networking Riser) sont des ports internes. Le premier, le port AMR, permet de connecter soit une carte audio soit un modem tout les deux au format AMR. Bien que très peu utilisé, une évolution vient de sortir le port CNR qui doit permettre de connecter toutes sortes de périphériques.

Les connecteurs internes LE PORT AMR/CNR



Les connecteurs externesLa plupart des cartes mères proposent les connecteurs suivants :

Port série, permettant de connecter de vieux périphériques ; Port parallèle, permettant notamment de connecter de vieilles imprimantes ; Ports USB (1.1, bas débit, ou 2.0, haut débit), permettant de connecter des périphériques plus récents ; Connecteur RJ45 (appelés LAN ou port ethernet) permettant de connecter l'ordinateur à un réseau. Il correspond à une carte réseau intégrée à la carte mère ; Connecteur VGA (appelé SUB-D15), permettant de connecter un écran. Ce connecteur correspond à la carte graphique intégrée ; Prises audio (entrée Line-In, sortie Line-Out et microphone), permettant de connecter des chaînes hi fi, ainsi qu'un microphone. Ce connecteur correspond à la carte son intégrée.



Les périphériquesUn périphérique est un élément matériel extérieur à l’unité centrale (de fait extérieur à la carte mère).

Chaque périphérique a un fonctionnement particulier et doit être raccordé au bus par une interface matérielle adaptée (souvent une « carte » d’interface, ou contrôleur, ou carte d’extension). Il est géré par un programme spécial appelé pilote (ou driver).On distingue les périphériques :

de sortie (écran, imprimante, son, MIDI, …) d’entrée (clavier, souris, micro, lecteur optique, scanner, …) de stockage (disque dur, disquette, lecteur CD-ROM, DVD, graveur de CD,

bande magnétique, …) de communication (carte réseau, MODEM)



Les périphériques

On appelle écran (ou moniteur) le périphérique d'affichage de l'ordinateur. On distingue habituellement deux familles d'écrans :

Les écrans à tube cathodique (notés CRT pour Cathod Ray Tube), équipant la majorité des ordinateurs de bureau. Il s'agit de moniteurs volumineux et lourds, possédant une consommation électrique élevée.

Les écrans plats équipant la totalité des ordinateurs portables, les assistants personnels (PDA), les appareils photo numérique, ainsi qu'un nombre de plus en plus grand d'ordinateurs de bureau. Il s'agit d'écrans peu encombrants en profondeur (d'où leur nom), légers et possédant une faible consommation électrique.

L’Écran (périphérique de sortie)



Les périphériques

Les moniteurs sont souvent caractérisés par les données suivantes .

La résolution : elle détermine le nombre de pixels (points) par unité de surface (pixels par pouce carré (en anglais DPI : Dots Per Inch). Ce nombre de points est actuellement compris entre 640x480 (640 points en longueur, 480 points en largeur) et 1600x1200.

La dimension : elle se mesure en "pouces" (1pouce = 2,55cm) et correspond à la mesure de la diagonale de l'écran. On trouve les dimensions suivantes : 15", 17", 19", 20", etc. La dimension de l'écran d'un micro-ordinateur standard varie entre 14" et 17". Par exemple, un écran de 17 pouces a une diagonale de 43,35 cm.

Le pas de masque : C'est la distance qui sépare deux points ; plus celle-ci est petite plus l'image est précise

La fréquence de balayage : C'est le nombre d'images qui sont affichées par seconde, on l'appelle aussi rafraîchissement, elle est exprimée en Hertz. Plus cette valeur est élevée meilleur est le confort visuel (on ne voit pas l'image scintiller), il faut donc qu'elle soit supérieure à 67 Hz (limite inférieure à partir de laquelle l'oeil remarque véritablement l'image "clignoter".

L’Écran (périphérique de sortie)



Les périphériques

Le clavier (en anglais keyboard) permet, à la manière des machines à écrire, de saisirdes caractères (lettres, chiffres, symboles ...), il s'agit donc d'un périphérique d'entréeessentiel pour l'ordinateur, car c'est grâce à lui qu'il nous est possible d'envoyer des commandes.

Il peut être AZERTY ou QWERTY. On désigne par ces noms les claviers français ouanglais dont les premières touches sont A,Z,E,R,T,Y et Q,W,E,R,T,Y.

Les types de claviersIl existe 4 types de claviers pour PC, les trois premiers ont été inventés par IBM, le dernier est la conséquence d'une modification due à la sortie de Microsoft Windows 95.Voici les quatre types de clavier :

Le clavier à 83 touches, de type PC/XT Le clavier à 84 touches, de type PC/AT Le clavier à 102 touches, appelé aussi clavier étendu Le clavier à 105 touches compatible Microsoft Windows 95

Le clavier (périphérique d'entrée)



Les périphériques

La souris (en anglais «mouse» ou «mice») est un périphérique de pointage (en anglais pointing device) servant à déplacer un curseur sur l'écran et permettant de sélectionner, déplacer, manipuler des objets grâce à des boutons. On appelle ainsi «clic» l'action consistant à appuyer (cliquer) sur un bouton afin d'effectuer une action

Types de sourisIl existe plusieurs types de souris, classifiés selon la technologie de positionnement d'une part, selon la transmission des données à l'unité centrale d'autre part.

On distingue ainsi plusieurs grandes familles de souris :

Les souris mécaniques, dont le fonctionnement est basé sur une boule (en plastique ou en caoutchouc) encastrée dans un châssis (en plastique) transmettant le mouvement à deux rouleaux;

Les souris opto-mécaniques, dont le fonctionnement est similaire à celui des souris mécaniques, si ce n'est que le mouvement de la boule est détecté par des capteurs optiques ;

Les souris optiques, capables de déterminer le mouvement par analyse visuelle de la surface sur laquelle elles glissent.

La souris (périphérique d'entrée)



Les périphériques

L'imprimante (en anglais printer) est un périphérique permettant de faire une sortieimprimée (sur papier) des données de l'ordinateur.

Il existe plusieurs technologies d'imprimantes dont les plus courantes sont :

L’imprimante matricielle (également appelée imprimante à aiguilles) ; L’imprimante à jet d'encre; L’imprimante laser.

L’imprimante (périphérique de sortie)



Les périphériques L’imprimante (matricielle)



Les périphériques L’imprimante (à jet d'encre )



Les périphériques L’imprimante (laser )

Représentation des informations


Introduction Types d’information traitées par l’ordinateur :

Nombres, instructions, images, séquences d’images animées,sons, etc., toujoursreprésentées sous forme binaire.

Une information élémentaire correspond donc à un chiffre binaire 0 ou 1 appelé bit.

Avantages du binaire :

facile à réaliser techniquement à l’aide de bistables (systèmes à deux états d’équilibre).

opérations fondamentales simples à effectuer, sous forme de circuits logiques.



Introduction Les principaux formats de numération sont :

le binaire l'octal le décimal l'hexadécimal



Le codage binaire

La base 2

Pour coder un nombre en base 2, il faut le décomposer en une suite de multiples de 2. C’est à dire que l’on va l’écrire sous la forme :

X = an*2n + an-1*2n-1 + .... + a2*22 + a1*21 + a0*20

Chaque valeur an, an-1, … , a2, a1, a0 est égale à 0 ou 1.



Le bit Le terme bit (b avec une minuscule dans les notations) signifie « binary digit », c'est-à-dire 0 ou 1 en numérotation binaire. Il s'agit de la plus petite unité d'information manipulable par une machine numérique

Avec un bit il est ainsi possible d'obtenir deux états : soit 1, soit 0. Grâce à 2 bits, il est possible d'obtenir quatre états différents (2*2).Avec 3 bits, il est possible d'obtenir huit états différents (2*2*2).Pour un groupe de n bits, il est possible de représenter 2n valeurs.

Poids des bitsDans un nombre binaire, la valeur d'un bit, appelée poids, dépend de la position du bit en partant de la droite. A la manière des dizaines, des centaines et des milliers pour un nombre décimal, le poids d'un bit croît d'une puissance de deux en allant de la droite vers la gauche comme le montre le tableau suivant :

Nombre binaire

1 1 1 1 1 1 1 1

Poids 27 = 128 26 = 64 25 = 32 24 = 16 23 = 8 22 = 4 21 = 2 20 = 1

Le codage binaire



L’octetL'octet (en anglais byte ou B avec une majuscule dans les notations) est une unité d'information composée de 8 bits. Il permet par exemple de stocker un caractère, tel qu'une lettre ou un chiffre.

Pour un octet, le plus petit nombre est 0 (représenté par huit zéros 00000000), et le plus grand est 255 (représenté par huit chiffres « un » 11111111), ce qui représente 256 possibilités de valeurs différentes

KiloOctets, MégaOctets… 1 kilooctet valait 1024 octets. Or, depuis décembre 1998, l'organisme international IEC a statuésur la question. Voici donc les unités standardisées :

Un kilooctet (ko ou kB) = 1000 octets Un Mégaoctet (Mo ou MB) = 1000 ko = 1 000 000 octets Un Gigaoctet (Go ou GB) = 1000 Mo = 1 000 000 000 octets Un Téraoctet (To) = 1000 Go = 1 000 000 000 000 octets

Le codage binaire

Attention ! De nombreux logiciels (parfois même certains systèmes d'exploitation) utilisent toujoursla notation antérieure à 1998 pour laquelle : Un kilooctet (ko ou kB) = 1024 octets



Conversions Pour convertir un mot binaire en nombre décimal, il suffit de multiplier la valeur de chaque bit par son poids, puis d'additionner chaque résultat. Ainsi, le mot binaire 0101 vaut en décimal :

23*0 + 22*1 + 21*0 + 20*1= 8*0 + 4*1 + 2*0 + 1*1= 5

Exemples :soit à convertir (44)10 vers la base 2.

44 = 22 x 2 + 0 => a0 = 022 = 11 x 2 + 0 => a1 = 011 = 2 x 5 + 1 => a2 = 15 = 2 x 2 + 1 => a3 = 12 = 1 x 2 + 0 => a4 = 01 = 0 x 2 + 1 => a5 = 1

Donc (44)10 = (101100)2.

Le codage binaire



L’Octal L’octal est le codage en base 8. Suivant le même principe on utilise les chiffres entre 0 et 7 pour coder les nombres en octal:

X = an*8n + an-1*8n-1 + .... + a2*82 + a1*81 + a0*80


Exemples :12 = 8 + 4 = 1*81 + 4*80 = (1 4)8

121 = 64 + 56 + 1 = 1*82 + 7*81 + 1*80 = (1 7 1)8

(3 0)8 = 3*81 + 0*80 = 24

NOTEDe sorte que la conversion binaire/octal et octal/binaire est très simple.

Binaire : 10 101 011 001Octal : 2 5 3 1

Il suffit de grouper les bits par 3 en partant de la droite et de traduire.



L’Hexadécimal L’hexadécimal est le codage en base 16. On utilise cette fois les chiffres entre 0 et 9 puis les lettres A(10) B(11) C(12) D(13) E(14) F(15).

X = an*16n + an-1*16n-1 + .... + a2*162 + a1*161 + a0*160


Exemples :18 = 16 + 2 = 1*161 + 2*160 = (1 2)16

125 = 112 + 13 = 7*161 + 13*160 = (7 D)16

(A B)16 = 10*161 + 11*160 = 160 + 11 = 171

NOTEDe sorte que, la conversion binaire/hexadécimal et hexadécimal/binaire est très simple.

Binaire : 10 1001 0101 0001 1110Hexadécimal : 2 9 5 1 E

Il suffit de grouper les bits par 4 en partant de la droite et de traduire.



Opérations arithmétiques en binaireLes deux opérations binaires de base sont

– l'addition– la multiplication

– la soustraction– la division

Exemples : 1 0 1 1

+ 0 1 0 0 ------------- 1 1 1 1

1 1 0 0 1 0+ 0 1 1 1 ------------- 1 0 0 1

1 1 1 0 0 1 1+ 0 1 1 1 ------------- 1 0 1 0

L'addition en binaire de deux nombres consiste à effectuer l'addition binaire sur les bits de même poids de chaque nombre reportant de droite à gauche les retenues successives.

L’addition :



Opérations arithmétiques en binaire

La multiplication se fait en formant un produit partiel pour chaque digit du multiplicateur (seuls les bits non nuls donneront un résultat non nul). Lorsque le bit du multiplicateur est nul, le produit partiel est nul, lorsqu'il vaut un, le produit partiel est constitué du multiplicande décalé du nombre de positions égal au poids du bit du multiplicateur.

Exemples : 0 1 0 1 multiplicande x 0 0 1 0 multiplicateur -------------------

0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 ------------------------ 0 0 0 1 0 1 0

La multiplication :




Vous devez connaître et apprendre les quatre opérations principales dédiées à la soustraction binaire à savoir :

0 - 0 = 0. 1 - 1 = 0. 1 - 0 = 1 0 - 1 = 1 (retenue = 1).

Exemples :

11011001110001001011-------------------1100011100

La soustraction :




Pour effectuer une division en binaire nous procédons de la même façon que pour une division en décimal mais en utilisant le fait que si le diviseur est plus petit que le dividende, le chiffre du quotient est 1 et que si le diviseur est plus grand que le dividende, le chiffre du quotient est 0

Exemples :

11001 | 101101 101------------------

101 101

La division :



Représentation des entiers relatifs Il existe différentes techniques pour représenter les nombres négatifs :

1. Représentation par signe et valeur absolueLe nombre est codé de la manière suivante :

• Le bit de poids fort est à 1• Les autres bits contiennent la valeur absolue du nombre

La convention suivante est utilisée pour le codage du signe : 0 pour positif, 1 pour négatif

Exemple

sur 8 bits +8 00001000 -8 10001000

Ce codage présente au moins deux inconvénients sérieux : • le zéro possède deux représentations ; ainsi, sur 4 bits, on a 0000 et 1000 ;• l'addition telle que nous l'avons définie n'est plus valide pour ce codage ;

par exemple, sur 4 bits, 0010 + 1001 (c'est-à-dire 2-1) donne 1011 (autrement dit, le résultat de 2-1 vaut -3).



Représentation des entiers relatifs

2. Représentation par le complément à 1

Le complément à 1 (noté C1) est également appelé complément logique, il consiste à inverser chaque bit (0 -> 1 et 1 -> 0).

• L’entier positif est représenté sous sa forme naturelle• L’entier négatif est représenté par le complément à 1

Exemple

sur 8 bits +12 00001100 -12 11110011

Cette méthode a un défaut puisqu'il y a 2 représentations de la valeur 0: 0000 ou 1111.



Représentation des entiers relatifs

3. Représentation par le complément à 2 Le complément à 2 (noté C2) est également appelé complément vrai, il consiste à ajouter 1

en binaire au complément à 1.

• L’entier positif est représenté en binaire naturel• L’entier négatif est représenté par le complément à 2 de son opposé.

Exemple

sur 8 bits +12 00001100 C1 11110011 +1 1 -12 11110100

Avec n bits, ce système permet de représenter les nombres entre -2n-1 et 2n-1-1



Représentation des entiers relatifs 3. Représentation par le complément à 2

Exemple : 17-12

Décimal Binaire

17 0 0 0 1 0 0 0 1

-12 1 1 1 1 0 1 0 0

0 0 0 0 0 1 0 1

Exemple : 5-12

Décimal Binaire

5 0 0 0 0 0 1 0 1

-12 1 1 1 1 0 1 0 0

1 1 1 1 1 0 0 1

Ici le résultat est négatif. Pour en connaître la valeur absolue, il suffit de faire le complément à 2 du résultat 00000111



Exercices 1 - Écrire en base 2 les nombres suivants : 56; 115; 152; 524; 615; 1020.

2 - Écrire en base 16 les nombres suivants : 56; 115; 152; puis, 524; 615; 1020.

3 - Écrire les nombres hexadécimaux en décimal, puis en binaire : A6F; 128; 3AD; FFF; FAB; EC7; 100; DDD.

4 - Classer dans l'ordre croissant les nombres suivants : 11111001(2) ; 1101(10) ; 1101(16) ; 1000(16) ; 1000(2) ; 10000 (10)

5 - Coder les entiers 61 et −61 sur un octet en utilisant la représentation par le signe et la valeur absolue. Montrer que l’addition binaire de ces entiers ainsi codés produit un résultat incorrect. Montrer qu’en revanche le résultat est correct si ces entiers sont codés en utilisant la représentation par le complément à 2.

Le codage binaire



Exercices 6 - Coder sur 4 bits les entiers 7, 2, 0, −2, −7 et avec les représentations suivantes : – signe et valeur absolue ; – complément à 1 ; – complément à 2.

7 - Codez, dans un système avec complément à deux, les nombres suivants : -122, -15, 15 et 122

8 - Calculez l’addition des deux nombres suivants -122 et 15 dans un système avec complément à deux et convertissez le résultat en base 10

9 - Effectuer en binaire l'opération 9 - 6 = 3.

10 - Effectuer en binaire l'opération 6 - 9 = -3.

11 - Quel est l'intervalle des valeurs que l'on peut écrire en complément à 2 au moyen de "n bits".

Le codage binaire



Exercices 1- Réaliser les additions suivantes :• 11010111 + 10101011• 11000010 + 11101111• Coder en binaire les entiers 105 et 21 puis effectuer l'addition binaire des entiers

ainsi codés

2- Réaliser les multiplications suivantes :• 1011 x 110• 0101 x 011• Coder en binaire les entiers 79 et 52 puis effectuer la multiplication binaire des

entiers ainsi codés

Le codage binaire



Exercices 3- Réaliser les soustractions suivantes :• 1011011 - 101111• 11000010 – 1101111• 1010101 – 10110

4- Effectuez les divisions suivantes en base 2 et passez les résultats en base 10 :• 125/14• 275/22• 84/9

Le codage binaire



Représentation des nombres fractionnaires (réels)

à "virgule fixe"Les nombres fractionnaires sont ceux qui comportent des chiffres après la virgule. Pour convertir en binaire on multiplie la partie fractionnaire par la base en

répétant l’opération sur la partie fractionnaire du produit jusqu’a ce qu’elle soit nulle ou que la précision voulue soit atteinte.

Pour la partie entière, on procède par divisions comme pour un entier

Exemples :1. conversion de (54,25)10 en base 2

Partie entière : (54)10 = (110110)2 par divisions. Partie fractionnaire : 0,25 x 2 = 0,50 => a-1 = 0 0,50 x 2 = 1,00 => a-2 = 1 0,00 x 2 = 0,00 => a-3 = 0

Donc (54,25)10=(110110,010)2

2. (34,625)10=(100010,101)2



Représentation des nombres fractionnaires (réels) à "virgule fixe"

Exemples :3. conversion de (78,347)10 en base 2

Partie entière : (78)10 = (1001110)2 par divisions. Partie fractionnaire : 0,347 x 2 = 0,694 => a-1 = 0 0,694 x 2 = 1,388 => a-2 = 1 0,388 x 2 = 0,776 => a-3 = 0 0,776 x 2 = 1,552 => a-4 = 1 0,552 x 2 = 1,104 => a-5 = 1 0,104 x 2 = 0,208 => a-6 = 0

Donc (78,347)10=(1001110,010110)2



Représentation des nombres fractionnaires (réels) à "virgule flottante"La représentation en format fixe présente l'inconvénient majeur de sa taille, à

savoir le nombre est limité. Pour passer cette limitation, Une représentation existe à savoir la représentation en virgule flottante. Cette représentation des nombres est basée sur la décomposition en

Une partie fixe représentant les chiffres : La mantisse Une partie variable représentant la puissance de 10 de la partie fixe :

l'exposant

Ainsi lorsqu‘on écrit 123,45 103 123,45 est la mantisse et 3 est l‘exposant.

Une représentation en virgule flottante n‘est pas unique, on pourrait aussi écrire : • 1234,5 102 • 123450 ici l'exposant est 0 • 0,12345 106

Il faut donc les représenter sous une forme normalisée afin que la représentation ne varie pas d‘un logiciel à un autre



Représentation des nombres fractionnaires (à virgule flottante)

Un nombre normalisé en virgule flottante est un nombre dans lequel le chiffre qui précède la virgule est un 0 et le chiffre qui suit la virgule n‘est pas un 0

Donc : si on veut représenter 123,45 103 : • 0,012345 107 n‘est pas normalisé • 0,12345 106 est normalisé et est stocké comme:

o 123456 Comme mantisse o 6 comme exposant

La forme normalisée

Cette notation s'applique tout aussi bien aux nombres binaires. Ainsi : 3,25(10) = 11,01(2) ( en virgule fixe)

= 1,101 . 21(2)

= 110,1 . 2-1(2)

Pb : différentes manières de représenter E et M Normalisation




x = ± M . 2 E

ou M est la mantisse (virgule fixe) et E l’exposant (signe).

La représentation exacte est spécifiée par une norme de l'IEEE, la normeIEEE-754 (créée en 1985). Celle-ci prévoit deux représentations, une représentation en simple précision (sur 32 bits) et une représentation en double précision (sur 64 bits).

La norme IEEE définit la façon de coder un nombre réel. Cette norme se propose de coder le nombre sur 32 bits/64bits et définit trois composantes :

x = ± 1,M . 2Eb


le signe est codé sur un seul bit, le bit de poids fort (celui le plus à gauche) Exposant biaisé : codé sur p bits et biaise pour être positif

(ajout de 2p-1-1 Exposant = Eb-2p-1-1 ) la mantisse :

Normalisé : virgule est placé après le bit a 1 ayant le poids fort M est code sur q bits

http://www.ieee.org/



Représentation des nombres fractionnaires (à virgule flottante) La forme normalisée : Standard IEEE 754 (1985)




Ainsi le codage se fait sous la forme suivante :

seeeeeeeemmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm le s représente le bit relatif au signe les e représentent les bits relatifs à l'exposant les m représentent les bits relatifs à la mantisse


Certaines conditions sont toutefois à respecter pour les exposants :

l'exposant 00000000 est interdit l'exposant 11111111 est interdit. On s'en sert toutefois pour signaler des

erreurs, on appelle alors cette configuration du nombre NaN, ce qui signifie Not a number

Il faut rajouter 127 (01111111) à l'exposant pour une conversion de décimal vers un nombre réel binaire. Les exposants peuvent ainsi aller de -254 à 255



Représentation des nombres fractionnaires (à virgule flottante)Exemples : Conversion decimale - IEEE754

(Codage d’un réel)1- Soit à coder la valeur 525,5

1. 525,5 est positif donc le 1er bit sera 0. 2. Sa représentation en base 2 est la suivante : 1000001101,1 3. En normalisant, on trouve : 1,0000011011*29 4. On ajoute 127 à l'exposant qui vaut 9 ce qui donne 136, soit en base 2 :

10001000 5. La mantisse est composée de la partie décimale de 525,5 en base 2

normalisée, c'est-à-dire 0000011011. 6. Comme la mantisse doit occuper 23 bits, il est nécessaire d'ajouter des zéros

pour la compléter : 00000110110000000000000 7. La représentation du nombre 525,5 en binaire avec la norme IEEE est donc :

0 1000 1000 00000110110000000000000 0100 0100 0000 0011 0110 0000 0000 0000 (44036000 en hexadécimal)



Représentation des nombres fractionnaires (à virgule flottante)Exemples : Conversion decimale - IEEE754

(Codage d’un réel)2- 35,5(10) = ?(IEEE 754 simple précision)

Nombre positif, donc SM = 035,5(10) = 100011,1(2) (virgule fixe)

= 1,000111 . 25(2) (virgule flottante)

Exposant = Eb-127 = 5, donc Eb = 132

1,M = 1,000111 donc M = 00011100...

0 10000100 00011100000000000000000 (IEEE 754 SP)



Représentation des nombres fractionnaires (à virgule flottante) Exemples :

3 - Soit à coder la valeur - 6,625

1. Le bit s vaut 1 car 6,625 est négatif 2. 6,625 s'écrit en base 2 de la façon suivante : 110,1010 3. Nous constituons la mantisse : 1, mantisse: 110,1010 = 1,101010. 22

4. Par conséquent l'exposant vaut 127 + 2 = 129 (soit 1000 0001 en binaire) 5. Nous étendons la partie fractionnaire à 23 bits

1,101010 = 1,1010 1000 0000 0000 0000 000Mantisse sur 23 bits = 101 0100 0000 0000 0000 0000(On ne mémorise pas le 1 implicite d'avant la virgule)

6. La représentation du nombre 6,625 en binaire avec la norme IEEE est : 1 1000 0001 10101000000000000000000



Les données non numériques

Traduisez ce message :



Les données non numériques Les données non numériques correspondent aux caractères alphanumériques

(A,B,C,...,1,2,3,...,a,b,c,...) et aux caractères spéciaux (+ - * , ? @… ).Le codage est fait en utilisant une table de conversion.

Le code ASCIILe code ASCII de base représentait les caractères sur 7 bits (c'est-à-dire 128 caractères possibles, de 0 à 127).

1.Les codes 0 à 31 ne sont pas des caractères. On les appelle caractères de contrôle car ils permettent de faire des actions telles que :

retour à la ligne (CR) Bip sonore (BEL)

2.Les codes 65 à 90 représentent les majuscules

3.Les codes 97 à 122 représentent les minuscules



Les données non numériques Le code ASCII étendue

Le code ASCII a été mis au point pour la langue anglaise, il ne contient donc pas de caractères accentués, ni de caractères spécifiques à une langue. Pour coder ce type de caractère il faut recourir à un autre code. Le code ASCII a donc été étendu à 8 bits (un octet) pour pouvoir coder plus de caractères (on parle d'ailleurs de code ASCII étendu...).

Ce code attribue les valeurs 0 à 255 (donc codées sur 8 bits, soit 1 octet) aux lettres majuscules et minuscules, aux chiffres, aux marques de ponctuation et aux autres symboles (caractères accentués dans le cas du code iso-latin1).

Le code ASCII étendu n'est pas unique et dépend fortement de la plateforme utilisée.

Les deux jeux de caractères ASCII étendus les plus couramment utilisés sont :

Le code ASCII étendu OEM, c'est-à-dire celui qui équipait les premières machines de type IBM PC

Le code ASCII étendu ANSI, utilisé par les systèmes d'exploitation récents



Les données non numériques

Le code EBCDIC Le code EBCDIC (Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code), développé par IBM, permet de coder des caractères sur 8 bits. Bien que largement répandu sur les machines IBM, il n'a pas eu le succès qu'a connu le code ASCII.

Le code UnicodeLe code Unicode est un système de codage des caractères sur 16 bits mis au point en 1991.

Le système Unicode permet de représenter n'importe quel caractère par un code sur 16 bits, indépendamment de tout système d'exploitation ou langage de programmation.

Il regroupe ainsi la quasi-totalité des alphabets existants (arabe, arménien, cyrillique, grec, hébreu, latin, ...) et est compatible avec le code ASCII.



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