Architecture et maintenance d’un ordinateur

L’INFORMATIQUE ET L’ORDINATEUR

L’informatique (INFORMAtion automaTIQUE) consiste à rassembler et transformer diverses informations à l’aide d’un (ou plusieurs) ordinateur(s) afin d’obtenir la solution d’un problème : – les informations utiles doivent être disponibles pour l’ordinateur, donc être collectées, clairement codifiées, saisies et enregistrées sur un support informatique (une « mémoire ») ; – le problème à résoudre doit avoir été analysé avec précision, la façon d’en obtenir la solution doit avoir été traduite sous la forme d’un programme .
L’ ordinateur est une machine électronique qui inclue des dispositifs optiques, électromécaniques ou électromagnétiques et dont le fonctionnement est guidé par des programmes réalisés par l’homme : – un ordinateur est inerte en l’absence d’alimentation électrique ou de programme ; – son « QI » (quotient intellectuel) est NUL et il est incapable d’initiative – l’ordinateur est un outil complexe. Il est encore nécessaire d’en connaître le fonctionnement pour bien l’utiliser. L’ordinateur fonctionne aujourd’hui comme à ses débuts. C’est une machine qui travaille sur des données binaires (représentées symboliquement par des suites de 0 et de 1) de manière séquentielle et au rythme d’une horloge interne : – dans l’ordinateur, toute information est représentée par une suite de bits. Un bit (abréviation de BInary digiT) représente une valeur choisie parmi deux possibilités (symbolisées par 0 et 1, mais concrétisées par un phénomène physique à deux état stables comme « allumé-éteint », « 0 volts – 3 volts », « aimantation nord ou sud », « courant passant ou bloqué », etc …) ; – à chaque « top » d’horloge, il y a modification d’une série de bits représentant les données en cours de traitement ; – entre deux tops d’horloge, l’ordinateur est improductif.
Des conventions permettent d’effectuer la codification des informations en binaire, et inversement. Par exemple : – 0101 représente la valeur 5 en binaire pur sur 4 bits (valeur que l’on retrouve en effectuant le calcul 0x23+1X22+0x21+1×20 =5, 2 étant la base de numération binaire) ; – 01010001 représente la lettre Q (majuscule) sur 8 bits, en code ASCII .(American Standard Code for Information Interchange)

LES COMPOSANTS DE L’ORDINATEUR INDIVIDUEL

L’ordinateur individuel (« Personal Computer » ou « PC ») est généralement composé, au plan matériel : – d’un clavier et d’une souris qui permettent d’ entrer des informations dans la machine ; – d’un écran qui permet de visualiser les informations sortant de l’ordinateur ; – d’un « boîtier unité-centrale » qui contient les mémoires de l’ordinateur (mémoire vive ou « RAM », mémoires mortes ou « ROM », disques) et son organe actif, le processeur central ou microprocesseur (par exemple PENTIUM 4), ainsi que divers circuits électroniques nécessaires au fonctionnement de l’ensemble; – d’une imprimante (sortie sur papier) et d’un scanner (entrée papier). Clavier, écran, souris, imprimante, scanner et disques constituent des périphériques de l’ordinateur, ainsi nommés car ils sont situés autour du processeur. Les mémoires mortes servent le fonctionnement de la machine, mais ne peuvent être couramment modifiées. La mémoire RAM « dynamique » est par contre perpétuellement en évolution : les données et les programmes nécessaires au fonctionnement de l’ordinateur à un instant donné y sont recopiés. Cette mémoire s’efface quand la machine est éteinte. Les disques (disque interne, disquette ou disque optique -CD-) permettent de conserver données et programmes entre deux utilisations de l’ordinateur ou de les transférer d’une machine à l’autre. Au plan logiciel (les logiciels sont constitués de programmes), l’ordinateur dispose d’un système d’exploitation (par exemple WINDOWS) et d’applications (comme WORD, qui est un traitement de texte)

LA CODIFICATION BINAIRE

Le choix du binaire résulte du fait que de nombreux phénomènes physiques admettent deux états stables et faciles à distinguer. Dès lors, le développement de l’algèbre de Boole (une algèbre définissant diverses opérations sur des ensembles à deux éléments) a permis la réalisation des premiers calculateurs binaires, ancêtres des ordinateurs. Illustrons la possibilité de transposer en binaire nos habitudes de calcul par la réalisation d’additions simples en binaire, c’est-à-dire dans une base de numération ne comportant que deux symboles [0,1] alors que notre système décimal en comporte 10 [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9].

LES MESURES INFORMATIQUES

Le système métrique est organisé sur une base décimale : 1 kilogramme = 1000 grammes, 1 décagramme = 10 grammes, … .Des préfixes permettent d’abréger l’écriture des valeurs. Par exemple kilo pour un facteur 1000 (103), méga pour un facteur 1000 000 (106) ou giga pour un facteur 1000 000 000 et terra pour un facteur 1000 000 000 000.Il en va de même en informatique, avec une nuance car il est d’usage de compter en puissances de 2. Le kilo vaut alors 210 soit 1024 et non 1000. Dans cette convention, 1 kilo (K) = 1024 , 1 méga (M) = 1024 x 1024 = 220 , 1 giga (G) = 1024 x 1024 x 1024 = 230 et 1 terra = 240 .La capacité des mémoires et des disques est par ailleurs mesurée en octets (un octet est une suite de 8 bits qui permet de stocker un caractère codé en ASCII). Ainsi par exemple 1 Ko = 1 kilo octet = 8192 bits.

LES MEMOIRES INFORMATIQUES

Les mémoires informatiques se distinguent par leur rapidité, par leur capacité, par leur permanence, par leur mobilité, par la possibilité d’en modifier le contenu (mémoire réinscriptible ou non) ou par leur coût.

L’USAGE D’UN ORDINATEUR INDIVIDUEL

Le « PC » ( personal computer ) est un outil individuel, en ce sens qu’il n’est utilisé directement et à un instant donné que par un seul utilisateur. Pour autant, en entreprise, l’utilisateur du PC n’a pas toute liberté pour équiper et aménager ce poste de travail : – les choix d’équipement en matériels ou logiciels doivent être coordonnés au sein de l’entreprise, pour assurer une cohérence de fonctionnement et optimiser les coûts d’acquisition et d’entretien par le groupement des achats et la standardisation – un ordinateur individuel peut parfois être utilisé par différentes personnes, en raison de l’absence de son principal utilisateur ou en cas de travail en équipe . Chacun doit alors pouvoir s’en servir sans avoir à rechercher le sens d’innombrables « astuces » imaginées par le « propriétaire » précédent – dans un réseau « poste à poste » , où chaque machine laisse certaines de ses ressources accessibles aux autres (données, répertoires disque, imprimantes), l’organisation du poste de travail peut également intéresser d’autres employés. En règle générale, le poste doit être maintenu en bon état d’utilisation par la personne à qui il est confié. Ce qui impose une connaissance suffisante de la composition et du fonctionnement de la machine. Dans les petites organisations, un utilisateur pourra même être chargé de choisir lui-même son ordinateur et ses caractéristiques et d’en piloter l’acquisition, d’y installer de nouveaux composants matériels ou logiciels, d’effectuer un premier diagnostic en cas de panne afin d’orienter les techniciens spécialisés et de réduire les coûts d’entretien.