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Architecture | Codage | Composant

Architecture

L'architecture CISC:

L'architecture CISC (Complex Instruction Set Computer, soit « ordinateur à jeu d'instruction complexe ») consiste à câbler dans le processeur des instructions complexes, difficiles à créer à partir des instructions de base.

L'architecture CISC est utilisée en particulier par les processeurs de type 80x86. Ce type d'architecture possède un coût élevé dû aux fonctions évoluées imprimées sur le silicium.

D'autre part, les instructions sont de longueurs variables et peuvent parfois nécessiter plus d'un cycle d'horloge. Or, un processeur basé sur l'architecture CISC ne peut traîter qu'une instruction à la fois, d'où un temps d'exécution conséquent.

L'architecture RISC:

Un processeur utilisant la technologie RISC (Reduced Instruction Set Computer, soit « ordinateur à jeu d'instructions réduit ») n'a pas de fonctions évoluées câblées.

Les programmes doivent ainsi être traduits en instructions simples, ce qui entraîne un développement plus difficile et/ou un compilateur plus puissant. Une telle architecture possède un coût de fabrication réduit par rapport aux processeurs CISC. De plus, les instructions, simples par nature, sont exécutées en un seul cycle d'horloge, ce qui rend l'exécution des programmes plus rapide qu'avec des processeurs basés sur une architecture CISC. Enfin, de tels processeurs sont capables de traîter plusieurs instructions simultanément en les traitant en parallèle.

L'architecture RISC est donc surement meilleur car elle et plus rapide à trancrire et transmettre l'information (du fait qu'il peut traiter plusieurs informations en meme temps contrairement au CISC qui ne traite qu'une opération a la fois). De plus son cout est reduit ce qui lui fait un avantage en plus.

 

Codage

Logique binaire :

     Les systèmes informatiques sont construits à l’aide de circuits intégrés ne pouvant fonctionner que selon une logique à deux états: le courant passe ou ne passe pas dans le transistor (composant électronique semi-conducteur, utilisé à la fois comme amplificateur et comme interrupteur situé sur les circuits intégrés). Pour que l’information soit comprise par la machine, il faut donc que l’information donnée par l’homme soit codée en langage binaire. Le langage binaire est composé uniquement de 1 (le courant passe : 5V)  et de 0 (le courant ne passe pas : 0V).
   
   

L'hexadécimal :

         Le langage binaire est compréhensible par la machine, cependant lorsque celui-ci est compliqué il devient difficilement compréhensible par l’homme. On utilise donc un autre système de notation : le système hexadécimal (de base 16).

 

Ex : (2AF)16 =  2´16²  +  10´161  + 15´160
= 2 ´ 256 + 10 ´ 16 + 15 ´ 1 = (687)10

Cette méthode simplifie donc énormément les nombres importants.

Le codage ASCII :

Les informations que doivent traiter les ordinateurs sont composées, en plus de lettres, de chiffres ou de symboles particuliers. La mémoire de l’ordinateur conserve les informations uniquement sous la forme numérique. Pour retranscrire les caractères en code numérique il utilise le codage ASCII (American Standard Code for Information Interchange, soit « Code Americain Standard pour l’Echange d’Information). Il représente les caractères sur 7 bits.

Table des caractères ASCII

Cependant le code ASCII ne contient pas de caractères accentués ni de caractères propre à une langue. On l’a donc étendue on lui rajoutant 1 bit (donc pour un total de 8 bits soit un octet).

Les deux jeux de caractères ASCII les plus couramment utilisés sont :
            - L’OEM, qui équipait les premières machines IBM PC

     - L’ANSI qui est utilisé par les systèmes d’exploitation récents

 

Le code EBCDIC :

Le code EBCDIC (Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code), d’IBM n’est réellement répandu que sur les machines de cette entreprise. Il n’a pas rencontré le même succès que l’ASCII. Il permet lui aussi de coder les caractères sur 8 bits.

L’Unicode :

Il permet de coder la totalité des caractères sur 16 bits sans passer par un système d’exploitation ou par un langage de programmation. Il regroupe la quasi-totalité des alphabets existants et est compatible avec le code ASCII.

Le codage Quoted-Printable :

Ce codage rend l’US-ASCII (donc accentué) capable de coder un texte comprenant des caractères accentués, en 7 bits. Pour cela on place le signe « = » devant le code hexadécimal pour les caractères spéciaux ou accentués :

 

 

Le codage Base 64 :

Il a été créé car les courriers électroniques à la base étaient prévus pour ne comporter uniquement que des messages sous forme de texte. Le format Base 64 permet de transmettre n’importe quel document binaire (application, vidéo, fichier audio,…) a travers un courrier électronique en les codant à l’aide de caractères classiques. Il est aussi utilisé sur les forums. Cependant, le codage base 64 entraîne une augmentation de 33% du volume des données à encoder. Ce codage comprend 64 caractères et fonctionne sur 24 bits. Il existe un 65 ème caractère : « = ». Ce caractère est utilisé afin que les données forment un multiple de 24. Les données Base 64 sont compatibles avec l’ensemble des messageries.

Le codage Uuencode :

Le codage Uuencode (contraction de Unix-to-Unix encode) permet de convertir des données binaires codées sur 8 bits en un format de codage sur 7 bits. Il permet de convertir les fichiers binaires en fichiers textes compatibles avec la messagerie et ne comprenant pas de caractères risquant d’être convertis, ce qui rendrait illisible la pièce jointe.    

Composants

1 - Le boîtier.

Il renferme la carte mère. C'est un circuit imprimé (voir photo ci-contre). Celle-ci, comme son nom l'indique, constitue le cœur de l'ordinateur. Sur elle viennent se greffer les composants suivants :

• Horloge système : elle contrôle et synchronise le microprocesseur et les composants associés. Sa vitesse, encore appelée fréquence, est exprimée en mégahertz (MHz). Plus cette fréquence est élevée, plus le processeur sera efficace.
• Le microprocesseur : c'est l'élément principal de l'ordinateur. Il traite et fait circuler les données. Plus cette circulation d'information est rapide, plus l'ordinateur sera jugé performant. L'évolution des technologies permet d'obtenir des vitesses en permanente progression et des technologies spécifiques, comme le MMX permet d'accélérer encore les fonctions multimédia (voir aussi pages suivantes).
• La mémoire vive : on l'appelle aussi mémoire centrale ou RAM (Random Acces Memory). C'est l'endroit où l'ordinateur stocke temporairement les données et programmes qu'il est en train d'utiliser. Un temporaire qui dure tant que l'on ne coupe pas le courant. Les puces mémoires (en fait DRAM, D pour dynamique) sont soudées sur la carte mère. La taille mémoire peut s'augmenter par ajout de RAM sous forme de barrettes. Plus de mémoire accélère l'ordinateur, car on évite des appels fréquents au disque dur.
• La mémoire cache : la transmission d'informations entre processeur et mémoire vive est souvent bien plus lente que le potentiel de vitesse du microprocesseur. Pour pallier à cela, les processeurs intègrent une petite zone de mémoire ultra-rapide où sont conservées les instructions et données qui reviennent le plus souvent. Mais cette mémoire interne est de petite taille, quelques dizaines de Ko (voire plus).
• Connecteurs d'extensions : ce sont des emplacements disponibles sur la carte mère destinés à recevoir des cartes d'usages divers. Il existe plusieurs normes de connexion, dites bus (voir aussi pages suivantes).
• Entrées/sorties : tous les ordinateurs comportent des ports série et parallèle pour la liaison avec des périphériques de type imprimante, modem, .....
• Mémoire vidéo : le mémoire, dite VRAM, où se stockent les images à afficher à l'écran. Il en faut d'autant plus que ces images doivent s'afficher vite.
• Les cartes vidéos : indépendantes, placées sur un connecteur d'extension, elles permettent de décharger le microprocesseur des calculs de l'affichage. Elles contiennent la VRAM et donc cette dernière ne se trouve plus directement sur la carte mère.
• Les cartes son : elles permettent de d'enregistrer et de reproduire du son, et de piloter un lecteur de CD-ROM. Elles se branchent sur un connecteur d'extension.

2 - L'écran.

C'est l'interface entre l'utilisateur et l'ordinateur. Il se caractérise par les paramètres suivants :

• Le mode d'affichage : c'est la dimension de l'image affichée, exprimée en nombre de pixels (points par ligne * nombre de lignes). On parle alors de mode d'affichage graphique, les plus classiques étant le VGA, 640*480 en 256 couleurs et le SVGA, 1024*768 en 16 millions de couleurs.
• La taille de l'écran : les moniteurs ont des dimensions usuelles de 14, 15, 17 et 20 pouces, mesures de la diagonale de l'écran.
• Le pas de masque : appelé aussi " pitch ", c'est la résolution optique de l'écran, soit l'addition de la taille du pixel, le plus petit point affichable plus celle de l'intervalle qui le sépare du pixel suivant.

3 - Le disque dur.

C'est le lieu de stockage des données. Celles-ci sont stockées sur des disques magnétiques. On peut enregistrer et lire des données (programmes, fichiers texte, ......). La taille d'un disque dur se compte en mégaoctets (Mo) ou en gigaoctets (Go). La capacité de ces supports augmente très rapidement. Actuellement la taille la plus fréquente est de 2Go. Le disque dur trouve sa place dans le boîtier.

4 - Le lecteur de disquette.

La disquette est un support de données magnétiques. Il existe plusieurs types de disquette, mais de nos jours elles ont le format 31/2 pouces. Leur contenance peut être de 720 Ko (disquette basse densité) ou 1,44 Mo (disquette haute densité). Le lecteur de disquette permet de lire et d'enregistrer des informations sur la disquette. Il est placé dans le boîtier, de manière à pouvoir insérer des disquettes.

5 - Le lecteur CD-ROM.

Le CD-ROM est un support de données informatiques permettant de stocker 650 Mo ou 74 minutes d'information, soit quelques 250 000 pages dactylographiées. Le lecteur CD-ROM permet de lire les informations se trouvant sur les disques CD-ROM. La vitesse de transmission de données d'un lecteur d'un CD-ROM est lente par rapport à celle d'un disque, 150 Ko par seconde. Pour pallier à cela, les constructeurs ont la vitesse de transmission de données multiplié (aujourd'hui jusqu'à 24 fois la vitesse des premiers lecteurs). Le lecteur CD-ROM est placé dans le boîtier, mais de manière à pouvoir insérer des CD-ROM.

6 - La souris.

La souris (voir photo ci-contre) permet de sélectionner et activer les entités affichées à l'écran. Les souris optomécaniques sont les plus répandues.

Fonctionnement d'une souris optomécanique

Lorsqu'on déplace ce type de souris sur une surface plane, on fait rouler une bille contenue à l'intérieur de la souris. Le roulement de cette bille entraîne la rotation de deux disques munis de fentes. Entre chaque disque sont placés des diodes DEL et des phototransistors. Lorsque les disques tournent, la lumière des diodes passe par les fentes et atteint les capteurs. Ces derniers peuvent alors transmettre à l'ordinateur la direction du mouvement de la souris.

Remarque : l'action d'appuyer sur les boutons de la souris se dit cliquer.

7 - Le clavier.

C'est l'instrument qui permet de communiquer des caractères ou des fonctions, relatives à l'utilisation de l'ordinateur, au programme ou au microprocesseur. C'est donc une des interfaces entre l'utilisateur est sa machine.