Cours informatique gratuit en ligne les entrées/sorties

Extrait du cours informatique gratuit en ligne les entrées/sorties

VIII.1 Introduction
L’informatique sert au traitement de l’information. Il est donc indispensable d’être capable de fournir l’information à traiter à un ordinateur et de récupérer les résultats. Le système informatique doit pouvoir communiquer avec l’extérieur. Ces opérations d’échange constituent les entrées/Sorties (E/S ou I/O : Input/Output). A l’origine l’opérateur entrait les informations à l’aide de clefs ou interrupteurs. On a ensuite utilisé rubans et cartes perforés dont l’invention est largement antérieure à celle de l’informatique. Un ruban perforé, en papier résistant, pouvait contenir des trous sur 5 ou 7 pistes parallèles. D’emploi facile, les rubans étaient cependant fragiles et difficiles à modifier. C’est pourquoi les rubans ont progressivement été remplacés par les cartes perforées. Une carte, en carton et de forme rectangulaire, comptait 80 colonnes et 12 lignes. Elle pouvait donc recevoir jusqu’à 80 mots de 12 bits. Par exemple 80 caractères.
VIII.2 Terminaux interactifs
Un terminal interactif permet un échange bidirectionnel entre l’utilisateur et l’ordinateur. Il comprend au moins un clavier et un écran de visualisation encore appelé moniteur.
VIII.2.a Clavier
Le clavier sert à la saisie de texte. Un clavier d’ordinateur comprend un ensemble de touches correspondant aux lettres et chiffres, dont l’agencement est identique à celui d’un clavier de machine à écrire. On trouve également des touches spéciales et éventuellement un pavé numérique. Il existe deux types de claviers : mécanique et à membrane. Un clavier mécanique, le plus fréquent, est une matrice de boutons poussoirs situés au-dessus d’un réseau de fils organisé en lignes et colonnes. Lorsqu’une touche est enfoncée elle réalise un contact à l’intersection d’une ligne et d’une colonne, fermant un circuit électrique.
VIII.2.b Tube à rayons cathodiques
Tout comme les téléviseurs, la plupart des écrans des terminaux interactifs sont basés sur l’utilisation d’un tube à rayons cathodiques (CRT : Cathodic Ray Tube) dont le principe date de la fin du XIX ème siècle. Un tube cathodique (fig. 2) comprend une source d’électrons, un système d’accélération et de focalisation et un système de déviations verticale et horizontale. Le tout est placé dans une ampoule de verre dans laquelle a été réalisé un vide poussé. Le canon à électrons est constitué d’une cathode en baryum, chauffée par un filament, suivie d’une grille portée à une tension modulable (wehlmet). On trouve ensuite deux anodes dont les potentiels croissants accélèrent les électrons. Deux jeux d’électrodes planes, permettent de dévier le faisceau d’électrons horizontalement et verticalement. Le système de déflexion peut également être électromagnétique. On obtient ainsi un faisceau d’électrons d’intensité modulable, très fin que l’on peut diriger en un tout point d’un écran. Cet écran est recouvert d’une substance luminescente (par exemple phosphore) qui, au niveau du point d’impact, transforme l’énergie cinétique des électrons en lumière.
VIII.2.c Ecrans alphanumériques
Bien que ce type d’écran ait presque totalement disparu, nous allons nous intéresser au principe de gestion d’un écran alphanumérique monochrome. Puis nous étudierons quelques évolutions pour parvenir aux écrans graphiques. Afficher une image sur un écran monochrome consiste à allumer ou à éteindre chaque pixel. Mais même pour une image statique, la fréquence du rafraîchissement de l’écran ne permet pas une gestion directe de l’écran par l’unité centrale. Le contrôle de l’écran (balayages horizontal et vertical et intensité du faisceau) est confié à un contrôleur spécialisé. Une mémoire, dite de rafraîchissement, est intercalée entre l’unité centrale et le contrôleur. Les informations à visualiser sont mises à jour dans cette mémoire par l’unité centrale.
VIII.2.d Ecrans graphiques
Les écrans graphiques permettent l’affichage de caractères et de dessins ou d’images. Il existe deux types d’écrans graphiques : les écrans à mémoire de trame et les écrans à balayage cavalier.Résumons le principe de la mémoire de trame que nous avons introduit dans le paragraphe précédent. L’écran est divisé en petits domaines élémentaires : les pixels. Ces pixels sont répartis en lignes et colonnes. Pour les écrans monochromes chaque pixel possède deux états possibles : éteint ou allumé. Il est donc possible d’avoir une représentation logique d’un tel écran en associant un bit à chaque pixel. On obtient ainsi une image binaire : la mémoire de trame. Le contrôleur du tube cathodique balaie en parallèle ligne par ligne cette mémoire et l’écran, chaque bit à 1 est affiché. Le contrôle de l’intensité se fait en tout ou rien. Initialement cette mémoire de trame contenait l’image des caractères à afficher. Son usage s’est très vite généralisé pour l’affichage de dessins.
VIII.2.e Ecrans à cristaux liquides
L’apparition des écrans plats à cristaux liquides (LCD : Liquid Crystal Display) a permis,grâce à leur encombrement réduit et leur faible consommation, l’éclosion des « portables ». Les cristaux liquides sont des liquides dont les molécules longues s’organisent selon un réseau comme les atomes d’un cristal. Elles se disposent en couches dans lesquelles elles ont toutes la même orientation.
Il est possible de contrôler l’orientation de ces molécules en les plaçant au contact avec une surface très finement gravée. Dans un écran à cristaux liquides ceux-ci sont pris en sandwich entre deux plaques de ce type dont les rainures sont perpendiculaires. Les molécules dans les deux couches au contact avec ces plaques ont donc des orientations orthogonales. L’orientation dans les couches intermédiaires varie continûment avec la profondeur de 0° à 90°.

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