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GÉNÉRALITÉ INFORMATIQUE







CONCEPTION ET RÉALISATION : Apollinaire L. BÉHANZIN

Contacts : (229) 90 91 94 19 / 97 72 60 30 / 93 99 17 17 / 95 61 80 76

I - INTRODUCTION
Pour se libérer des tâches complexes, pénibles et répétitives, l'homme a développé des outils pour traiter les informations. Parmi ces outils, nous avons l'ordinateur.

Ordinateur



Un
ordinateur personnel IBM PC 5150 des années 1980

Le
superordinateur Columbia de la NASA en 2004
Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant d'exécuter des programmes enregistrés. C'est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des données sous forme binaire, ou bits. Cette machine permet de traiter des informations selon des séquences d'instructions prédéfinies, appelées aussi programmes.

Elle interagit avec l'environnement grâce à des périphériques comme le moniteur, le clavier, le modem, le lecteur de CD, la carte graphique (liste non-exhaustive). Les ordinateurs peuvent être classés selon plusieurs critères[1] (domaine d'application, taille ou architecture).

L'invention de cet outil a donné naissance à l'informatique.

II - HISTORIQUE
Si l'informatique a connu un développement spectaculaire au cours des cinquante dernières années, elle n'est que l'aboutissement d'un long cheminement dont il faut aller chercher l'origine bien avant le vingtième siècle. Son histoire est indissociable de l'histoire des techniques en général, qui est une succession de coups de génie, de coup de chance et de hasards heureux ou malheureux, mais l'on peut toutefois retenir certaines grandes étapes.
Depuis très longtemps, l'homme a cherché à mécaniser le calcul et c'est dans ce but, que plusieurs inventions sont faites.
Parmi ses inventions nous pouvons citer :


  • Le boulier chinois (plus de deux mille ans)




  • La première machine du Français Pascal (mathématicien et philosophe) capable d'effectuer mécaniquement l'addition ; elle fut construite en 1642.




  • La machine de l'Allemand Leibniz (lui aussi mathématicien et philosophe) capable d'effectuer les multiplications et des divisions, dont le premier prototype sera fabriqué en 1694.




  • La clepsydre : machine qui servait à mesurer le temps ; elle fut inventée par les Grecs anciens.




  • Le métier à tisser inventé par Joseph-Marie Jacquard en 1770.


Toutes ces inventions ont ouvert la voie à la naissance de l'ordinateur.
C'est au mathématicien Anglais, Charles Babbage, que l'on doit l'idée de la première machine qui préfigure véritablement un ordinateur. Il baptisa cette machine de «machine analytique».
En 1890 l'Américain Hollerith invente la première machine à traiter l'information et qui a servi à effectuer le recensement de la population de Chicago.
Le premier « calculateur automatique à grande puissance » voit le jour en 1937 au Etats-Unis. C'est l’œuvre d'un physicien Américain : Aiken.


Le premier véritable ordinateur voit le jour en 1946 à l'Université de Pennsylvanie. On le doit à deux savants Américains : Eckert et Manchly. Ce monstre qui pèse 30 tonnes fut baptisé ENIAC (Electrical Numerical Integrator And Calculator).
L'ENIAC est abandonné en 1952 car sa consommation de courant était si importante que sa mise en service provoquait des baisses de tension dans la ville de Philadelphie et la chaleur qu'il dégageait, dit-on, était suffisante pour faire cuire des oeufs à la coque.
Les ordinateurs vont ensuite être rapidement miniaturisés grâce au remplacement des tubes électroniques par des transistors.
L'invention du circuit intégré, qui est une minuscule pastille de silicium (quelques millimètres de côté) qui regroupe sur sa surface plusieurs centaines de milliers de transistors, va permettre de fabriquer des micro-ordinateurs qui n'ont plus besoin, comme leurs prédécesseurs, d'être confinés dans les salles climatisées.
Le fait de fabriquer des circuits de plus en plus petit permet bien sûr de fabriquer des ordinateurs de taille réduite, mais aussi des machines de plus en plus rapides.
Au départ, on appelait ces machines «calculateurs» («computer»).Mais la branche Française de la firme Américaine IBM (International Business Machines) fondée par Hollerith se rendit compte en 1955 que ce terme ne désignait plus qu'une partie des possibilités des machines qu'elle fabriquait, et s'adressa au Professeur Perret, de la faculté des lettres de Paris, pour lui demander de quel nom les baptiser. C'est lui qui proposa le mot « ordinateurs » qui désignait « Dieu qui met de l'ordre dans le monde ».
Quant à lui, le mot «informatique» a vu le jour en 1962. C'est un condensé de l'expression « information automatique ».
A - DEFINITION DU MOT INFORMATIQUE
Il y a plusieurs définitions. Ceci s'explique par le fait que les informaticiens cherchent toujours à donner au mot le sens qui convient le mieux. Nous donnerons quelques trois définitions les plus adaptées au mot informatique.

informatique, contraction de information et automatique, désigne, dans son acception populaire, le domaine scientifique, technologique et industriel en rapport avec le traitement automatique de l'information par des machines telles que les ordinateurs, les consoles de jeux, les robots, etc.

  • L’informatique fondamentale, aussi appelée informatique théorique ou informatique tout court est un ensemble de domaines scientifiques qui ont pour objet l'étude de la notion d'information et des procédés de traitement automatique de celle-ci. En font partie, par exemple, l'algorithmique, le traitement du signal, la calculabilité et la théorie de l'information.

  • Les technologies de l'information et de la communication (TIC) sont l'ensemble des techniques utilisées dans les appareils de traitement automatique de l'information: les logiciels sont les procédés de traitements et le matériel sont les pièces détachées des appareils.

  • L’informatique appliquée désigne l'utilisation pratique des technologies de l'information dans un domaine d'activité particulier. Y compris tout le matériel et le logiciel spécialisé de ce domaine. exemple: l'informatique médicale.

  • Par extension on assimile à de l'informatique l'ensemble des activités en rapport avec le matériel et le logiciel informatique. sont inclus l'ingénierie, le support technique, l'enseignement, l'utilisation et le commerce de matériel et de logiciel.

L'automatisation du traitement d'informations est bien plus ancienne que l'invention de l'ordinateur. Les premières machines de traitement automatisé étaient des machines mécaniques construites au XVIIe siècle et, avant cela, les premiers algorithmes datent de l'antiquité (par exemple l'algorithme d'Euclide). À cet égard, Edsger Dijkstra disait :

« L'informatique n'est pas plus la science des ordinateurs que l'astronomie n'est celle des télescopes


  • L'informatique est l'ensemble des théories et des techniques permettant de traiter automatiquement l'information à l'aide d'un ordinateur.




  • L'informatique est une science de l'organisation du stockage, de la transmission et du traitement des données. (Une donnée est une information automatisable).




  • l'informatique est une science du traitement rationnel notamment par des machines automatiques de l'information considérée comme support des connaissances.


En résumé aux définitions du mot informatique, nous pouvons dire que l'informatique est «la science des ordinateurs».
III – LES OUTILS INFORMATIQUES
Un ordinateur est composé de deux parties bien distinctes : le Matériel (Hardware) et le Logiciel (Software)


  1. Le Matériel (Hardware)


Le matériel constitue les composants physiques d’un ordinateur.
Indispensable

Boitier
Alimentation
Carte mère
Processeur
Ram
Disque dur
Ecran
Clavier
Lecteur CD
Lecteur disquette
Souris

Les options

Graveur
Imprimante
Scanner


  1. Les ordinateur


Un ordinateur est constitué d'une tour (unité centrale) et de différents périphériques. Dans le cas d'un PC portable, les différents périphériques sont directement intégrés.
1.1. Les composants de l'unité centrale
1.1.1. Processeurs


        1. L'architecture des microprocesseurs


Suivant la méthode utilisée à l'intérieur d'un microprocesseur, on distingue la méthode CISC de la méthode RISC utilisée actuellement avec un nombre d'instructions réduit. Pour augmenter les performances, on utilise également des structures spécifiques comme les super-scalaires (plusieurs instructions simultanées) et les pipeline (mise en cache d'instructions pré téléchargées). Les microprocesseurs actuels utilisent des mémoires caches pour améliorer les performances.
Chaque famille de processeur utilise également une architecture spécifique que l'on désigne suivant un nom de code du core ou une famille d'architecture comme le Netburst.
Les processeurs actuels intègrent deux microprocesseurs dans le même boîtier (même 4) fonctionnant simultanément, appelés double-core. Intel intègre également l'hyperthreading dans certains modèles, permettant à un microprocesseur simple d'exécuter deux instructions simultanées. Quelques processeurs peuvent travailler en 64 bits (pour 32 dans les processeurs standards). Deux solutions sont adoptées, soit un alongement des mémoires internes (appelés registres) comme les Athlon 64 et assimilés pour AMD et les Xeon pour Intel ou des instruction totalement dédiées pour les Itanium.

 Différents fabricants produisent des processeurs pour PC:


        1. INTEL




En suivant l'évolution, le premier microprocesseur est le 4004 en 1971. Le premier processeur utilisé dans les PC (l'XT d'IBM) est le 8088. Une version supérieure, le 8086, est utilisée par d'autres fabricants. Suivent :
1982 : le 286, processeur full 16 bits

1986 : le 386, processeur 32 bits dans la version DX et 16/32 dans la version SX

1989 : le 486, processeur 32 bits avec ou sans coprocesseur mathématique

1993 : le Pentium

1997 : le Pentium MMX avec de nouvelles instructions

1997 : le Pentium II

1999 : le Pentium III avec de nouvelles instructions multimédia SSE

2000 : le Pentium IV

2006 : Intel Core, dérivé du processeur mobile Pentium III-M.






        1. AMD


Fabricant d'abord des microprocesseurs INTEL sous licence, elle produit à partir du 386 ses propres processeurs :
1987: le 386, équivalant à celui d'Intel

1990: le 486, équivalant à celui d'Intel

K5, compatible avec le socket des 486

K6

K6-2 et K6-3

1999: l'Athlon, premier véritable concurrent des processeurs INTEL

2001: Athlon XP et une version plus faible: le Duron

2004, le Sempron est dans sa première version équivalente à son prédécesseur avant de passer en 64 bits sur socket 754.

Athlon 64 bits
1.1.1.4 Autres
VIA produit des petits processeurs depuis le rachat de Cyrix. Leur utilisation se limite à des équipements industriels nécessitant peu de puissance et une consommation moindre.


      1. La carte mère est le point central d'un ordinateur. 



Elle permet d'assembler les différents composants d'un ordinateur. On retrouve différents circuits électroniques comme le chipset constitué du Northbridge et du Southbridge qui sert d'interface entre le microprocesseur et les autres composants comme la mémoire. Il gère également les bus de sortie et les bus d'extension ou même différents contrôleurs comme l'ATA, le SATA ou le lecteur de disquette.






Le BIOS (« Basic Input/Output System » traduisez « Système de gestion élémentaire des entrées/sorties ») est un composant essentiel de l'ordinateur, permettant le contrôle des éléments matériels. Il s'agit d'un petit logiciel dont une partie est dans une ROM (mémoire morte, c'est-à-dire une mémoire qui ne peut pas être modifiée), et une autre partie est dans une EEPROM (mémoire modifiable par impulsions électriques, d'où le terme flasher pour désigner l'action de modifier l'EEPROM).
Le POST
Lorsque le système est mis sous-tension ou réamorcé (Reset), le BIOS fait l'inventaire du matériel présent dans l'ordinateur et effectue un test (appelé POST, pour "Power-On Self Test") afin de vérifier son bon fonctionnement en faisant les opérations suivantes :

  • Effectuer un test du processeur (CPU)

  • Vérifier le BIOS

  • Vérifier la configuration du CMOS

  • Initialiser le timer (l'horloge interne)

  • Initialiser le contrôleur DMA

  • Vérifier la mémoire vive et la mémoire cache

  • Installer toutes les fonctions du BIOS

  • Vérifier toutes les configurations (clavier, disquettes, disques durs ...)

Si jamais le POST rencontre une erreur, il va essayer de continuer le démarrage de l'ordinateur. Toutefois si l'erreur est grave, le BIOS va arrêter le système et :

  • afficher un message à l'écran si possible (le matériel d'affichage n'étant pas forcément encore initialisée ou bien pouvant être défaillant) ;

  • émettre un signal sonore, sous forme d'une séquence de bips (beeps en anglais) permettant de diagnostiquer l'origine de la panne ;

  • envoyer un code (appelé code POST) sur le port série de l'ordinateur, pouvant être récupéré à l'aide d'un matériel spécifique de diagnostic.

Si tout est correct, le BIOS émettra généralement un bip bref, signalant qu'il n'y a pas d'erreur.


        1. Le chipset est spécifique à une famille de microprocesseurs.


Il doit également accepter la vitesse externe du processeur. Suivant le modèle, il gère différentes normes de connexion des disques durs, ports de communication et ports d'extension. Les nouveaux chipsets acceptent le Dual-Channel qui utilise en parallèle deux mémoires Ram identiques, doublant la bande passante.


          1. Les chipsets pour processeurs INTEL


La série 430 pour Pentium

INTEL 440 LX et 440 BX pour microprocesseurs Pentium II et Pentium III

Pentium IV

Intel 915P: Intel-Core et Core 2 DUO.
Les chipsets pour processeurs AMD
K5

K6, K6-2 et K6-3

Athlon, Athlon XP (slot A et socket 462)

Sempron

Athlon et Sempron 64 bits



        1. Les bus d'extensions sont des connecteurs normalisés pour recevoir des cartes additionnelles.


ISA en version 8 ou 16 bits, aujourd'hui disparu

MCA, développé par IBM pour ses 386

VLB ou Vesa-local bus (spécifique au 486)

PCI, le plus courant pour les cartes informatiques.

AGP, spécifique pour les cartes graphiques, aujourd'hui remplacé par le

PCI-Express, utilisé principalement pour la carte graphique.

PCI-X, une version spécifique pour les serveurs réseaux dérivée du PCI.
1.1.2.3. Les bus inter-bridge: les bus de raccordement processeurs-chipset et inter-bridge
L'EV6 est développé par AMD pour relier les Athlon, Athlon XP et Sempron 32 bits au chipset

l'Hyper-transport est utilisé pour relier les processeurs AMD 64 bits au chipset ou comme bus inter-processeurs.

V-Link spécifique aux chipsets VIA
1.1.2.4. Les ports d'entrée / sortie
1.2.2.4.1. Les ports parallèles
Le port parallèle est utilisé pour la connexion d'une imprimante et certains anciens modèles de scanner.
1.1.2.4.2. Les ports de type série
L'interface série est dédiée au départ aux connexions de terminaux et modem. Les ports actuels sont tous de type série, notamment :
RS-232
USB 1.0 et 1.1
USB 2.0
Firewire

1.1.3. Les mémoires d'un ordinateur
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