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CONTRIBUTION A LA CONSTRUCTION D’UNE USINE DE MONTAGE DE MICRO-ORDINATEURS
Constitution de l’ordinateur
Historique
Avec l’évolution de la nouvelle technologie de l’information et de la communication, l’ordinateur est devenu un outil indispensable pour tout travail nécessitant une rapidité de conception, une sûreté d’exploitation. Aussi, l’utilisation de cet outil se fait ressentir dans les différentes activités de l’homme : de l’agriculture et l’élevage, dans le domaine de la construction quelque soit l’importance de l’ouvrage, dans le commerce, etc… Techniquement, un ordinateur est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des données sous forme binaire, c’est-à-dire sous forme de bits. Le mot « ordinateur » provient de la firme IBM. Celle-ci demanda en 1954 à un professeur de lettres à Paris de trouver un mot pour désigner ce que l’on appelait vulgairement un « calculateur » (traduction littérale de computer en anglais). Toute machine capable de manipuler des informations binaires peut être qualifiée d’ordinateur. Toutefois, la plupart des personnes pensent à un ordinateur personnel (PC, abréviation de personal computer), le type d’ordinateur le plus présent sur le marché, toutefois il existe beaucoup d’autres types d’ordinateurs (la liste suivante est non exhaustive) : Amiga Atari Apple Macintosh stations Alpha stations SUN stations Silicon Graphics Nous nous intéresserons dans la suite qu’aux ordinateurs de type PC, appelés aussi ordinateurs compatible IBM, car IBM est la firme qui a créé les premiers ordinateurs de ce type et a longtemps, jusqu’en 1987, été le leader dans ce domaine, à un tel point qu’elle contrôlait les standards, copiée par les autres fabricants.
Constitution d’un ordinateur
Un ordinateur est un ensemble de composants électroniques modulaires, c’est-à-dire des composants pouvant être remplacés par d’autres composants ayant éventuellement des caractéristiques différentes. Ces composants sont architecturés autour d’une carte principale comportant de nombreux circuits intégrés (soudés sur la carte) et un grand nombre de connecteurs; cette carte est appelée carte-mère. La carte-mère est logée dans un boîtier, comportant des emplacements pour les périphériques de stockage sur la face avant, ainsi que des boutons permettant de contrôler la mise sous tension de l’ordinateur et un certain nombre de voyants permettant de vérifier l’état de marche de l’appareil et l’activité des disques durs. Sur la face arrière le boîtier propose des ouvertures en vis-à-vis des cartes d’extension et des interfaces d’entrée-sortie connectées sur la carte-mère. Enfin le boîtier héberge une alimentation, chargée de fournir un courant électrique stable à l’ensemble des éléments constitutifs de l’ordinateur. On appelle unité centrale l’ensemble composé du boîtier et de l’ensemble des éléments qu’il embarque. L’unité centrale doit être connectée à un ensemble de périphériques externes. Un ordinateur est généralement composé au minimum d’une unité centrale, un écran (moniteur), d’un clavier et d’une souris, mais il est possible de connecter une grande diversité de périphériques externes sur les interfaces d’entrée-sortie (ports séries, port parallèle, port USB, port firewire, …) : imprimante scanner périphérique de stockage externe appareil photo ou caméra numérique assistant personnel (PDA) …
La carte-mère
L’élément constitutif principal de l’ordinateur est la carte-mère, c’est sur cette carte que sont connectés ou soudés les éléments essentiels de l’ordinateur. La carte-mère contient des éléments embarqués (intégrés à la carte) : Le chipset, circuit qui contrôle la majorité des ressources (interface de bus du processeur, mémoire cache et mémoire vive, slots d’extension,…) ; L’horloge et la pile du CMOS ; Le BIOS ; Le bus système. Il existe plusieurs façons de caractériser une carte-mère: son facteur d’encombrement ; son chipset ; son type de support de processeur.
Le BIOS
Le BIOS (Basic Input/Output System) est le programme basique servant d’interface entre le système d’exploitation et la carte-mère. Le BIOS est stocké dans une ROM (mémoire morte, 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. Il est possible de configurer le BIOS grâce à une interface (nommée configuration du BIOS) accessible au démarrage de l’ordinateur par simple pression d’une touche (généralement la touche Suppr). En réalité le setup du BIOS sert uniquement d’interface pour la configuration et les données sont stockées dans le CMOS.
Le processeur
Le processeur, aussi appelé microprocesseur, est le coeur de l’ordinateur, car il exécute les instructions des programmes grâce à un jeu d’instructions. Le processeur est caractérisé par sa fréquence, c’est-à-dire la cadence à laquelle il exécute les instructions. Ainsi, de manière plus simple, un processeur cadencé à 600 Mhz effectuera 600 millions d’opérations par seconde. La carte-mère possède un emplacement (parfois plusieurs dans le cas de cartes-mères multiprocesseurs) pour accueillir le processeur. On distingue deux catégories de supports : – slot : il s’agit d’un connecteur rectangulaire dans lequel on enfiche le 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 Dans la mesure où le processeur rayonne thermiquement, il est nécessaire d’en dissiper la chaleur pour éviter que ses circuits ne fondent. C’est la raison pour laquelle il est généralement surmonté d’un dissipateur thermique, un matériau ayant une bonne conduction thermique, chargé d’augmenter la surface d’échange thermique du microprocesseur. Le dissipateur thermique comporte une base en contact avec le processeur et des ailettes afin d’augmenter la surface d’échange thermique. Un ventilateur accompagne généralement le dissipateur pour améliorer la circulation de l’air autour du dissipateur et améliorer l’échange de chaleur. C’est le ventilateur du boîtier qui est chargé d’extraire l’air chaud du boîtier et permettre à l’air frais provenant de l’extérieur d’y entrer. Le processeur (CPU: Central Processing Unit) est un circuit électronique cadencée au rythme d’une horloge interne, c’est-à-dire un élément qui envoie des impulsions que l’on appelle top. A chaque top d’horloge les éléments de l’ordinateur accomplissent une action. La vitesse de cette horloge (le nombre de battements par secondes) s’exprime en Mégahertz, ainsi un ordinateur à 200Mhz a donc une horloge envoyant 200 000 000 de battements par seconde. Un cristal de quartz soumis à un courant électrique permet d’envoyer des impulsions à une fréquence précise. A chaque top d’horloge (pour les instructions simples) le processeur : – lit l’instruction à exécuter en mémoire ; – effectue l’instruction ; – passe à l’instruction suivante. Le processeur est en fait constitué: – d’une unité de commande qui lit les instructions et les décode ; d’une unité de traitement (UAL – unité arithmétique et logique) qui exécute les instructions. Lorsque tous les éléments d’un processeur sont regroupés sur une même puce, on parle alors de microprocesseur.
La mémoire cache
La mémoire cache permet au processeur de se rappeler les opérations déjà effectuées auparavant. En effet, elle stocke les opérations effectuées par le processeur, pour qu’il ne perde pas de temps à recalculer des choses qu’il a déjà faites précédemment. La taille de la mémoire cache est généralement de l’ordre de 512 Ko. Sur les ordinateurs récents ce type de mémoire est directement intégré dans le processeur.
La mémoire vive
La mémoire vive (RAM pour Random Access Memory) permet de stocker des informations pendant tout le temps de fonctionnement de l’ordinateur, son contenu est par contre détruit dès 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. La mémoire est utile car elle est extrêmement rapide comparé aux périphériques de stockage de type disque dur. La mémoire vive, 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 morte
Il existe un type de mémoire permettant de stocker des données en l’absence de courant électrique, il s’agit de la ROM (Read Only Memory, ou mémoire en lecture seule) appelée parfois mémoire non volatile, car elle ne s’efface pas lors de la mise hors tension du système. La mémoire morte est un type de mémoire permettant de conserver les informations qui y sont contenues même lorsque la mémoire n’est plus alimentée électriquement. A la base ce type de mémoire ne peut être accédée qu’en lecture. Toutefois il est désormais possible d’enregistrer des informations dans certaines mémoires de type ROM. Ce type de mémoire permet notamment de conserver les données nécessaires au démarrage de l’ordinateur. En effet, ces informations ne peuvent être stockées sur le disque dur étant donné que les paramètres du disque (essentiels à son initialisation) font partie de ces données vitales à l’amorçage.
Les connecteurs d’extension
Les connecteurs d’extension (en anglais slots) sont des réceptacles dans lesquels il est possible d’enficher 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 : – connecteur ISA (Industry Standard Architecture) : permettant de connecter des cartes ISA, les plus lentes fonctionnant en 16-bit ; – connecteur VLB (Vesa Local Bus): Bus servant autrefois à connecter des cartes graphiques ; – connecteur PCI (Peripheral Component InterConnect) : permettant de connecter des cartes PCI, beaucoup plus rapides que les cartes ISA et fonctionnant en 32-bit ; – connecteur AGP (Accelerated Graphic Port): un connecteur rapide pour carte graphique ; – connecteur AMR (Audio Modem Riser): ce type de connecteur permet de brancher des mini-cartes sur les PC en étant équipés.
REMERCIEMENTS |
