Architecture Ordinateur 2008 P1

Architecture de l'ordinateur

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Introduction 1. L’informatique Est une science qui s’occupe du traitement automatique de l’information. La base de cette science c’est l’information. Qui est un langage binaire, Elle comporte 0,1 (binaire)

2. Ordinateur (computer) Un ordinateur est un ensemble de circuit électronique permettant de manipuler des données sous formes binaire,Toute machine capable de manipuler les informations binaires peut être qualifié d’ordinateur.

C’est une machine électronique capable de traiter l’information

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3. Type d’ordinateur Il y a deux grands standards de micro-ordinateurs : 1) Les PC compatibles : Très nombreuses marques (IBM, Compaq, Dell, etc.) et nombreux "clones" (copies fabriquées le plus souvent dans le Sud-Est Asiatique), Compatibles avec les produits MICROSOFT. 2) Les ordinateurs Apple : avec notamment la gamme des Macintosh, réputés pour la puissance de leur interface graphique. Ils sont capables de reconnaître et de lire des fichiers enregistrés au format PC, la réciproque n'étant pas vraie, pour des raisons visiblement management

* ordinateur de poche * ordinateur portable * ordinateur professionnel * ordinateur personnel

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et en 1998... en 1984 Ordinateur

Utilisateur

'

= matériel Hard

+

logiciel Soft

Système d’exploitation '

Ordinateur

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1) Partie logicielle 1. Programme informatique Un programme informatique est constitué d'une suite d'instructions (ou ordres) exécutées par l'ordinateur pour accomplir une tâche particulière.

2. Langages de programmation Comme pour les langues naturelles (Français, Anglais, Russe, Chinois, etc.), il existe un grand nombre de langages de programmation. Certains sont adaptés à des domaines particuliers, d'autres dépendent de certains types d'ordinateurs, etc.

3. Exemples de langages de programmation

Basic (simple et très limité) Fortran (domaines scientifiques) Pascal (langage structuré, efficace pour les structures arborescentes) C (efficace pour le traitement des chaînes de caractères) Visual Basic (langage orienté objet, interfaces graphiques) Java (efficace pour des programmes en rapport avec Internet) 5

4. Systèmes d'exploitation (Anglais: operating system, OS) Pour qu’un ordinateur soit capable de faire fonctionner un programme, il faut que la machine puisse effectuer un certain nombre d’opération préparatoire pour assurer les échanges d’information entre l’unité centrale et la mémoire et certain périphérique. C’est le système d’exploitation qui assure ces tâches. C’est un système qui établit les liens entre le matériel, l’utilisateur et les applications (traitement de texte, jeux…). D’autre part le système d’exploitation fournit un certain nombre d’outils pour gérer la machine. Il assure l’initialisation du système, gère les périphériques, en assurant des opérations aussi simples que l’affichage des caractères à l’écran ou bien la lecture du clavier, mais aussi le pilotage d’une imprimante ou d’un scanner.

C ’est un ensemble des programmes qui permet à exploiter les ressources matérielles 5. Exemples

MS DOS ( MicroSoft Disk Operating System): pour PC Microsoft Windows 3.x, Windows 95, 98, NT, 2000, XP,2003 : pour PC, mais plus convivial que MS DOS Mac OS : pour Macintosh UNIX, LINUX : pour PC

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Les premiers Systèmes d'Exploitation sur PC fonctionnaient en mode texte, à la différence du Mac OS qui avait adopté dès 83 une interface graphique. Les interfaces graphiques se sont généralisées sur PC à partir de 1990 (Windows 2, 3, 3.1, 95, 98,) Microsoft détient un quasi monopole des systèmes d'exploitation sur PC. Mais il existe aussi un système d'exploitation concurrent, appelé Linux, développé à l’origine par un étudiant finlandais, Linus

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6. Le concept d'interface graphique Contrairement à ce qu'on pourrait croire, ce concept est assez ancien et remonte aux années 60 1968 : Douglas C. Engelbart de la Stanford Research Institute fait une démonstration d'un environnement graphique avec des fenêtres à manipuler avec une souris. Il démontre dans cet environnement l'utilisation d'un traitement de texte, d'un système hypertexte et d'un logiciel de travail collaboratif en groupe. 1970 : Des chercheurs du PARC (Palo Alto Research Center), créé par la société Rank Xerox; mènent des recherches à long terme, sans visées d'applications commerciales. C'est là que furent imaginés les concepts de bureau électronique, de zone de travail, de fenêtre, d'icône, etc. On utilise la souris, ce petit boîtier électronique qui permet de déplacer sur l'écran. 1973 : Le premier prototype opérationnel de la station de travail Xerox Alto La station de travail conçue au PARC utilise le langage orienté objet SmallTalk, une interface graphique, une souris et peut être mise en réseau via Ethernet. 1975 : Le premier traitement de texte WYSIWYG (What You See Is What You Get) développé au PARC sur Xerox Alto 1981 : Pour essayer de tirer parti de toutes les bonnes idées mises au point avec l'Alto, Xerox commercialise le Star 8010, une machine qui intègre déjà une interface entièrement graphique utilisant au maximum le "Drag & Drop", le copier-coller 1983 : Apple présente un nouvel ordinateur exceptionnel : le Lisa (Local Integrated Software Architecture). C'est le premier ordinateur personnel à interface graphique. Mais du fait de son prix, cette machine rencontrera un succès limité (100000 exemplaires vendus).

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1984 : Commercialisation de l'Apple Macintosh au grand public. Comme le Lisa, le Macintosh s'utilise entièrement à la souris grâce à son interface graphique. Son prix plus raisonnable de $ 2500 (15000 F) permettra à la machine de remporter un grand succès. La simplicité de manipulation de l'interface graphique grâce à la présence de la souris autorisait n'importe qui à manipuler un ordinateur sans connaissances préalables, ce qui était loin d'être le cas pour un PC. 1984 : Digital Research commercialise son interface graphique GEM pour IBM PC. 1985 : Devant le succès du Macintosh, Microsoft met enfin sur le marché, au prix de $ 100, une modeste interface graphique qu'il appelle Windows (fenêtres), parce que le concept de fenêtre y jouait un rôle primordial ; la version 1, trop timide, est un échec, mais Windows s'améliore au fil des versions et se substituera au vieux MS-DOS à partir de la version Windows 95. Ce système d'exploitation, flanqué d'Internet Explorer depuis la version 98, est livré "par défaut" avec tout PC, A partir de 1991, le Web va offrir à Internet une dimension graphique.

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7. Les logiciels d'application Ensemble de programmes coopérant pour exécuter une tâche particulière C’est un ensemble de programmes dédier à un travail bien déterminé

8. Types et exemples de logiciels Type de logiciel

Définition

Exemples

Edition de textes

Saisie de textes simples, sans mise en page sophistiquée.

Bloc-notes (PC), SimpleText (MAC),

Traitement de textes

Saisie de texte avec mise en page sophistiquée, Word insertion d'images et de tableaux, etc. (version actuelle Word 2000).

Logiciels graphiques

Dessins et images

Paint Shop Pro (PC) Adobe Photoshop (PC et Mac) Adobe Illustrator (PC et Mac)

Tableur

Réalisation de tableaux de calculs (factures, bulletins de salaire, etc.)

Lotus Excel

Logiciels de Bases de Données

Réalisation de listes structurées d'éléments et leur exploitation.

DBase (PC) 4eDimension (Mac et PC) Access (PC)

SGBD

Système de gestion de bases de données : logiciel puissant pour la gestion et l'interrogation des bases de données.

Oracle Sybase Ingres, ...

Logiciels intégrés

Logiciels incluant à la fois des fonctionnalités de traitement de texte, dessin, tableur et base de données.

Microsoft Works Claris Works

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9. Un mot sur le multimédia

Par analogie aux médias de l'information: • • • •

Presse écrite (texte) Radio (son) Magazines (image fixe) Télévision (image vidéo)

Un ordinateur est dit multimédia s'il peut traiter et stocker des textes, des sons, des images fixes et des images vidéos.

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2) Partie Matérielle 1) Histoire de l'informatique (matériel) Par nature paresseux, l'homme a toujours cherché à simplifier et améliorer sa façon de calculer, à la fois pour limiter ses erreurs et gagner du temps. - 1500 av. J.C. (?) : Le Boulier. Il est toujours utilisé dans certains pays.

- en 1641 : La Pascaline (machine à calculer de Blaise PASCAL)

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- en 1937 : le Mark I d'IBM permet de calculer 5 fois plus vite que l'homme. Il est constitué de 3300 engrenages, 1400 commutateurs et 800 km de fil. Les engrenages seront remplacés en 1947 par des composants électroniques. - en 1943 : Colossus I Composé de 1 500 lampes et d'un lecteur de bandes capable de lire 5000 caractères à la seconde, ce calculateur électronique anglais a été conçu pour décoder des messages chiffrés.

- en 1947 : invention du transistor - en 1948 : UNIVAC (UNIVersal Automatic Computer) Il utilise des bandes magnétiques en remplacement des cartes perforées. Il est composé de 5000 tubes, sa mémoire est de 1000 mots de 12 bits, il peut réaliser 8333 additions ou 555 multiplications par seconde. Sa superficie au sol est de 25m².

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- en 1958 : mise au point du circuit intégré, qui permet de réduire encore la taille et le coût des ordinateurs - en 1960 : l'IBM 7000, premier ordinateur à base de transistors. - en 1972 : l'Intel 4004 ; premier microprocesseur, voit le jour. - en 1980 : l'ordinateur familial

- en 1981 : IBM-PC (Personnal Computer)

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2. Modélisation

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3. Présentation du binaire Vers la fin des années 30, Claude Shannon démontra qu'à l'aide de « contacteurs » (interrupteurs) fermés pour « vrai » et ouverts pour « faux » il était possible d'effectuer des opérations logiques en associant le nombre 1 pour « vrai » et 0 pour « faux ». Ce langage est nommé langage binaire. C'est avec ce langage que fonctionnent les ordinateurs. Il permet d'utiliser deux chiffres (0 et 1) pour faire des nombres.

4. Le bit Le terme bit 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 on peut avoir soit 1, soit 0.

0 1

Avec 2 bits on peut avoir quatre états différents (2*2):

0 0 1 1

0 1 0 1

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Avec 3 bits on peut avoir huit états différents (2*2*2):

0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1

Avec huit bits on a 2*2*2*2*2*2*2*2=256 possibilités, c'est ce que l'on appelle un octet.

27 =128 26 =64 25 =32 24 =16 23 =8 22 =4 21 =2 20 =1 0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

0 1

Le plus petit nombre est 0, le plus grand est 255, il y a donc 256 possibilités Cette notion peut être étendue à n bits, on a alors 2n possibilités.

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5. L'octet L'octet est une unité d'information composée de 8 bits. Il permet de stocker un caractère, telle qu'une lettre, un chiffre.. Ce regroupement de nombres par série de 8 permet une lisibilité plus grande Une unité d'information composée de 16 bits est généralement appelée mot (en anglais word) Une unité d'information de 32 bits de longueur est appelée double mot (en anglais double word, d'où l'appelation dword).

6. KiloOctets Un kilo-octet (Ko) = 1024 octets 7. MégaOctets Un méga-octet (Mo) =1024 Ko=1 048 576 octets 8. Les opérations en binaire Les opérations arithmétiques simples telles que l'addition, la soustraction et la multiplication sont faciles à effectuer en binaire.

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Octet, Kilo-octet, Méga-octet : Un bit= 0 ou 1 Un octet est un ensemble de 8 bit. Un Kilo-octet (Ko) est un ensemble de 1000 octets. Un Méga-octet (Mo) est un ensemble de 1000 Kilo-octets Un Giga-octet (Go) est un ensemble de 1000 Méga-octets Un Téra-octet (To) est un ensemble de 1000 Giga-octets

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Des Questions ? 22

Réalisé Par : EL HAIDAOUI Youssef Ingénieur En Informatique Prof En Informatique Depuis 2001 Email : [email protected] Tel : 0021266950863

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