Cours d'Architecture

Initiation à l’architecture et aux systèmes d’exploitation

Introduction : qu’est ce que l’informatique ?

Une technologieUne technologie : : des ordinateurs capables de traiter de manière automatique des données

Un outilUn outil : : pour la gestion, le développement (modélisation & simulation), l’enseignement, les loisirs, la communication…

Une discipline scientifiqueUne discipline scientifique : : algorithmique, théorie des langages, systèmes et architecture…

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Plan

I) ArchitectureI) Architecture Généralités Carte mère Microprocesseur Chipset Mémoire Périphériques (écran, carte vidéo, …)

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Plan

II) Système d’ExploitationII) Système d’Exploitation (S.E.) (S.E.) Définition Historique Windows / Linux Linux

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Rappel

Un entier est représenté par une suite de symboles (ou chiffres), pris dans un ensemble donné

Ces chiffres ont une position précise dans la suite de symboles considérée

La signification d’un symbole (ou chiffre) dépend de son poids, de sa place, dans la suite des symboles qui est la représentation du nombre

La base B indique le nombre de symboles disponibles 0,1,2 (B-1).

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Rappel

Généralisation : Décomposition d’un nombre Les nombres tels que nous les utilisons sont, en réalité, une

convention d'écriture. Tout nombre entier positif peut s'écrire sous la forme d'un

polynôme arithmétique. N= an×Bn + an-1×Bn-1+ ... + a1×B1 + a0×B0

B est la base, a est le chiffre de rang n. n représente le poids. Dans la base B, on a besoin de B symboles pour écrire

tous les nombres.

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Rappel décimale : {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}, la base "universelle " , ou du moins la

base usuelle. binaire : {0, 1} utilisée en informatique, en électricité, base de la logique

booléenne ou de l’algèbre de Boole, . . . C’est aussi la base "minimale" : on ne peut avoir une base qui ne contienne qu’un élément.

octale : {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7} Cette base est de moins en moins employée, on lui préfère l’hexadécimale qui est plus pratique. (utilisée par exemple pour les droits d’accès aux fichiers dans un terminal (chmod 755...))

hexadécimale : {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F} Très utilisée en microinformatique, cette base fournit une représentation compacte des données binaires.

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Rappel

Un bit (Binary digIT) = un chiffre binaire => deux valeurs(0 ou 1 ; éteint ou allumé, ouvert ou fermé ; noir ou blanc ; haut ou bas…)

Un octet = 8 bits = 1 Byte en anglais => 28 valeurs (0-255) Mesures communes aux autres sciences :

Mesures liées à la base 2 et plus spécifiques de l'informatique

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1 Ko 1 Mo 1 Go 1 To 1 Po

signification Kilo-octet Mega-octet Giga-octet Tera-octet Peta-octet

En octets 103 = 1000 106 109 1012 1015

1 Kio 1 Mio 1 Gio 1 Tio 1 Pio

signification Kibi-octet Mebi-octet Gibi-octet Tebi-octet Pebi-octet

En octets 210 = 1024 220 = 10242 230 = 10243 240 = 10244 250 = 10245

Rappel

Dans un nombre binaire, la valeur d'un bit, appelée poids, dépend de la position du bit en partant de la droite.

le poids d'un bit croît d'une puissance de deux en allant de la droite vers la gauche comme le montre le tableau suivant :

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Nombre binaire

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Poids 210

= 102429

= 51229

= 25627

= 12826

= 6425

= 3224

= 1623

= 822

= 421

= 220

= 1

Rappel

Un nombre s‘écrivant BnBn-1...B1B0 en binaire aura pour valeur : Bn×2n + Bn-1×2n-1+ ... + B1×21 + B0×20

Par exemple, (1011)2 = (11)10 car :

10112 = 1×23+0×22+1×21+1×20= 8+0+2+1 =(11)10

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Conversion d’une base dans une autre Conversion d’un nombre en décimal vers son équivalent en binaire

[(N)10 -> (N)2] La méthode consiste à répéter la division par 2 du nombre décimal à

convertir et au report des restes jusqu’à ce que le quotient soit 0. Le nombre binaire résultant s’obtient en écrivant le premier reste à la

position du bit de poids le plus faible (LSB = Least Significant Bit) et le dernier à la position du bit de poids le plus fort (MSB = Most Significant Bit).

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Conversion d’une base dans une autre Conversion d’un nombre en décimal vers son équivalent en binaire

[(N)10 -> (N)2] Exemple : (19)10 = (………)2 ?

D’où (19)10 = (10011)2 12

Conversion d’une base dans une autre Conversion d’un nombre en binaire vers son équivalent en décimal

[(N)2 -> (N)10] Il s’agit ici d’appliquer la formule donné précédemment

(1101)2 = 1x23 + 1x22 + 0x21 + 1x20

= 1x8 + 1x4 + 0x2 + 1x1 = (13)10

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Conversion d’une base dans une autre Conversion d’un nombre en décimal vers son équivalent en octal ou

hexadécimal [(N)10 -> (N)8 ou (N)16] Il s’agit ici d’appliquer la même méthode que pour le passage du

décimal vers le binaire en divisant successivement le nombre décimal par 8 (conversion en octal) ou par 16 (conversion en hexadécimal).

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Conversion d’une base dans une autre Conversion d’un nombre en octal ou hexadécimal vers son équivalent en

décimal [(N)8 ou (N)16-> (N)10] Il s’agit ici d’appliquer la même méthode que celle pour le passage d’un

nombre binaire en décimal, avec dans la formule du « Slide 6" respectivement B=8 ou B=16.

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Conversion d’une base dans une autre Récapitulatif méthode à employer pour le transcodage

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Un ordinateur c'est : une unité centrale : processeur (CPU), mémoire, carte

mère... et tout le matériel bas niveau pour que cela fonctionne (alimentation électrique, ventilateur(s), boîtier...)

des moyens de sauvegarde (ou « mémoire de masse ») : [disquette,] disque dur, CD-ROM, DVD...

des périphériques d'interaction « de base » : clavier, écran, souris, carte vidéo...

et d'autres périphériques : carte son, imprimante, modem…

Qu’est ce qu’un ordinateur ?

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Qu’est ce qu’un ordinateur ?

18

??

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ensemble composé du boîtier et des éléments qu'il contient.

doit être connectée à un ensemble de périphériques externes (i.e. à l’extérieur du boîtier).

un ordinateur est généralement composé au minimum d'une unité centrale, d'un écran (moniteur), d'un clavier et d'une souris,

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, etc.) :

imprimante, scanner, périphérique de stockage externe, appareil photo ou caméra numérique, assistant personnel (PDA), etc.

L’unité centrale

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Les différents composantsLe boîtier

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Le boîtier ou châssis

squelette métallique abritant ses différents composants internes.

assure l'isolement phonique et la protection contre les rayonnements électromagnétiques.

sa taille conditionne le nombre d'emplacements (baies) pour les lecteurs en façade, ainsi que le nombre de baies pour des disques durs en interne. L’alimentation électrique et le système de ventilation sont proportionnés en conséquences…

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Le boîtier ou châssis

On distingue généralement les catégories suivantes : Grande tour : boîtier de grande taille (60 à 70 cm de

haut), doté de 4 à 8 emplacements en interne, comportant généralement plusieurs ventilateurs intégrés au boîtier.

Moyenne tour : boîtier de taille moyenne (40 à 50 cm de haut), comportant 3 à 6 emplacements

Mini tour : boîtier de petite dimension (hauteur 35 à 40 cm), possédant généralement 3 à 5 emplacements.

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Bloc d'alimentation

La plupart des boîtiers sont fournis avec un bloc d'alimentation

L'alimentation fournit du courant électrique à l'ensemble des composants de l'ordinateur.

Le bloc d'alimentation doit posséder une puissance suffisante pour alimenter les périphériques de l'ordinateur (entre 200 et plus de 500 watts)

Une attention particulière devra également être portée sur le niveau sonore de l'alimentation.

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Les différents composants

ventilateur de l'alimentation

ventilation généraledu boîtier

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Les différents composants

ports entrées/sortie : souris, clavier, entrées

et sorties son, imprimante, liaison par

câble, port usb

connexions vidéo(SVGA/SUB-D15,

DVI…)

connexion RJ45: carte réseau (Ethernet)

Architecture de Von Neumann

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RAMRAM (RRandom AAccess MMemory) : MeVMeV - MéMémoire VVive accédée en lecture/écriture, volatileROMROM (RRead OOnly MMemory) : MeMMeM - MéMémoire MMorte accédée en lecture seule, permanente


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Composée de 3 éléments fondamentaux :Composée de 3 éléments fondamentaux : Le microprocesseur :Le microprocesseur : exécute l'instruction qu'il a

lue dans la mémoire. C'est le "cerveau" du micro-ordinateur.

La mémoire:La mémoire: stocke et restitue des informations sous forme de mots binaires.

lesles interfaces d’entrées/sortiesentrées/sorties: gèrent l'interface entre l’ordinateur et l'extérieur (constitué de périphériques : imprimante, clavier, écran)

Tous ces composants sont interconnectés par différents busbus.


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Les bus (en informatique) :Les bus (en informatique) :

• Un bus informatique est un ensemble de conducteurs (électriques, optiques…) servant à interconnecter différents matériels informatiques

• Les bus ont pour but de réduire le nombre de « voies » nécessaires à la communication des composants, en mutualisant les communications sur une seule voie de données

• Le débit d'un bus est exprimé en Mo/s (ou Mio/s) ou en fréquence (MHz) et nombre de bits (8/16/32/64/128/256/512… bits).

• Un bus est caractérisé par le volume d'informations transmises simultanément exprimé en bits et par sa fréquence de fonctionnement


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BUSBUS

Carte mère

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Circuit imprimé capable de supporter un certain nombre de cartes « filles » et constitué d’un minimum de composants figés sur la carte mais généralement programmables (BIOS, chipset…).

La carte mère (motherboard)

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Carte mère

Elle supporte : Les cartes filles Les barrettes mémoire (RAM) Le(s) microprocesseur(s) et son/ses mécanisme(s) de refroidissement

Elle comporte : Le Chipset (…/…)(…/…) Les bus/ports PS2, [PCI,] PCI Express, [ISA,] AGP, [IDE ,] SATA, USB, SCSI… Le BIOS (mémoire ROM / FlashROM) La mémoire cache de second niveau (L2) si nécessaire Les horloges (RTC, horloges microprocesseur et bus) La gestion des canaux DMA (Direct Access Memory) et interruptions Divers connecteurs (alimentation, clavier/souris PS2, USB, SVGA/DVI…) Divers composants électroniques (batterie/pile de sauvegarde…)

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[Ancienne] Carte mère

Slots mémoire

Port FloppyPorts IDE

33

Slots mémoire

Slot A pourprocesseur AMD

Port FloppyPorts IDE

Chipset

33

[Ancienne] Carte mère

Ports PCI

Port AGP

Pile

BIOS34

36

Pile de sauvegarde(Bios / Real Time Clock)

(sous le ventilateur)

37

Carte mère [récente]

Deux cartes mères récentes…

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SATASATA(serial ATA)(serial ATA)

PCI-EPCI-E((PCI-expressPCI-express))

Carte mère

Clavier/sourisPS/2

USB Ports Série(anciens périphériques)

RéseauRJ45

(ethernet)

Son

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Port Parallèle(ancienne imprimante…)Connecteur vidéo ?Connecteur vidéo ?

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Carte mère (motherboard)

Remarque :Remarque : LAN = Local Area Network = Réseau local (ici RJ45 / ethernet)

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Le BIOS

BBasic IInput OOutput SSystem ou BBIOS :Système de gestion élémentaire des entrées/sorties

programme contenu dans la mémoire morte (ROM) et dans une mémoire modifiable (EEPROM) de la carte mère s'exécutant au démarrage de l’ordinateur.

Remarque : on le trouve également sous le terme « Basic Input Output Service ».

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1. Le BIOS, se lance dès l'allumage du PC

2. Le BIOS inspecte les différents périphériques (plusieurs « bips » sont émis selon un code prédéfini s'il en manque un)

3. La mémoire (Cmos/Flash) associée au BIOS stocke la configuration des disques durs (nombre de têtes, taille des clusters…), l'interruption liée à certains périphériques (imprimante, souris…), la ou les horloges utilisées ainsi que la configuration de la mémoire RAM.

Le BIOS

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Le BIOS recherche recherche sur la disquette, sur le CD-Rom, sur le lecteur DVD ou sur le disque dur s’il y a un système d’exploitation (DOS, Windows, Linux…).

•Le BIOS est propre à un type d’ordinateur donné, contrairement au système d’exploitation (Windows, Linux)

•Le BIOS contient diverses fonctions (lecture/écriture sur disque dur…) utilisables par le système d'exploitation.

•Le BIOS est paramétrable via son interface

•Le BIOS lance le Système d’Exploitation (S.E.) (le S.E. est chargé depuis le disque dur en mémoire RAM)

Le BIOS

[Micro]processeur

CCentral PProcessing UUnit (CPUCPU), c’est-à-direUnité Centrale de Traitement en Français, ou encore microprocesseur ou plus simplement « processeur »

Souvent défini comme étant le « cœur » de l'ordinateur ... mais ce serait plutôt le « cerveau » !

Réalise les calculs et le contrôle principal de la machine.

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Un ancêtre (Intel 8086)Un processeur « récent »

Microprocesseur Est caractérisé par :

Le modèle (fabriquant, famille, modèle, packaging) : Intel Pentium IV, AMD Athlon... La fréquence d'horloge interne, c'est-à-dire la vitesse à laquelle sont

exécutées les instructions élémentaires : quelques MHz à plus de 3 GHz La fréquence d’horloge sur ses bus externes : plusieurs centaines de MHz La taille et la fréquence de travail de la mémoire cache, c'est-à-dire la

mémoire interne au processeur : de 0 à plusieurs Mio Le nombre d’instructions exécutées par seconde (en MIPS et MFLOPS) La largeur des registres et des bus internes (32bits, 64bits…) …

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Microprocesseur

Les parties essentielles d’un processeur sont :

L’Unité Arithmétique et Logique : prend en charge les calculs arithmétiques élémentaires et les tests.

L'Unité de Contrôle

Les registres, mémoires de petite taille (quelques octets),

L'unité d’entrée-sortie, permet au processeur d’accéder aux périphériques de l’ordinateur.

Le séquenceur, qui permet de synchroniser les différents éléments du processeur

L’horloge qui synchronise toutes les actions de l’unité centrale.

Le fonctionnement sera décrit plus tard en 2ème année informatique. 46

Microprocesseurs

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AMDAthlon 64, Athlon 64 FX, Athlon XP, Athlon X2SempronDuronPhenomOpteron et Athlon MP… (Serveurs)Mobile Turion, Mobile Sempron, Athlon XP-M… (Portables)

IntelPentium 4, Pentium D, Pentium 4 core 2 duo/quadCeleron DCeleron M, Pentium M, Centrino… (Portables)Itanium, Xeon… (Serveurs)

Il en existe bien d’autres…

Microprocesseurs

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Microprocesseurs

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ATTENTION aux socketssockets !Il s’agit de la disposition (…) des broches du processeur.Carte mère et processeur(s) doivent être compatibles.

Socket 775

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Quelques microprocesseurs…

Quelques processeurs (Intel)Quelques processeurs (Intel) :

•1ers processeurs (4 bits et 8 bits)

Depuis 2004 les processeurs Intel utilisent le socket 775(mais attention aux fréquences supportées par le chipset installé sur la carte mère !!!)

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Quelques microprocesseurs…Quelques processeurs (AMD)Quelques processeurs (AMD) :

•Athlon 64 X2 4800+ 2.5GHz•Athlon 64 X2 6000+ 3.0 GHz•Athlon 64 X2 6400+ 3,2 GHz•2007 : K10 / phenom

Phenom X3 8450 2.1GHzPhenom X3 8650 2.3GHzPhenom X3 8750 2.4GHzPhenom X4 9500 2.2GHzPhenom X4 9600 2.3GHzPhenom X4 9700 2.4GHzPhenom X4 9550 2.2GHzPhenom X4 9750 2.4GHzPhenom X4 9850 2.5GHz

Résumé génération « K10 » :•X3 8xxx = 3 cœurs•X4 9x0x = 4 cœurs stepping B2 + attention au bug TLB•X4 9x5x = 4 cœurs stepping B3 (sans bug TLB)

Socket AM2 depuis 2005 pour Athlon 64 et Athlon 64 X2, socket AM2+ pour les Phenom X3 et X4

Microprocesseurs

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Microprocesseurs

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Cache L1 (level 1) : cache de niveau 1 situé à l’intérieur du processeurCache L2 (level 2) : cache de niveau 2 situé dans ou hors du processeur selon modèlesCache L3 (level 3) : cache de niveau 3 situé hors du processeur généralement

ce cache n’existe pas pour tous les processeurs (ci-dessus N/A indique qu’il n’y a pas de cache L3)

Microprocesseurs - Loi de Moore« le nombre de transistors par circuit de même tailleva doubler tous les 18 mois » , Gordon Moore (1965)

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Calculateurs - Performances+/- induit par la loi de Moore

56Source : www.top500.org

Calculateurs – Performances futures

57Source : www.top500.org

Chipset

Un contrôleur de bus local (AGP, PCI ...)

Un contrôleur de mémoire cache

Un contrôleur de mémoire principale

Un contrôleur pour la passerelle entre le bus PCI

et les autres bus

Un contrôleur du bus USB, des ports

IDE/ATA/SATA, ainsi que plusieurs autres circuits

Gestion de l’énergie (APM…)58

Chipset

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Chipset & Carte mère

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ChipsetChipset :

composants utilisés par la carte mère pour assurer la liaison entre processeur, mémoire et périphériques

typiquement composé de 2 circuits intégrés (« pont nord » et « pont sud » northbridge and southbridge)

Carte mère

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Influence du Chipset sur les performances…

Mémoire

La mémoire vive (MeV ou RAM) permet le stockage temporaire des informations

Effacement dès l’arrêt de la machine (mémoire volatile) Il existe plusieurs formats physiques :

SODIMM – DDR (Portables), EDO, DRAM, SDRAM et SDRAM DDR, RD-RAM (RamBus RAM) DDR2, DDR3… VRAM, WRAM, GDDR …

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Mémoires

Deux formats classiques : DIMM (168-pin) et SIMM (72-pin)

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SIMMSIMMDIMMDIMM

1/21/2

Mémoires

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2/22/2

Mémoires

DDR-SDRAM

SODIMM-DDR

SDRAM

DDR2

67RAMBUS

Mémoires

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Mémoires

Augmentation de la vitesse d’accès(80ns ≤5ns)et de transfert (200 Mio/s >10Gio/s à 100Gio/s pour GDDR)

Augmentation des capacités(<32 Mio ≥2Gio avec une seule barrette)

Détecteur/correcteur d’erreurs : ECC(contrôle de parité)

Doubleur/quadrupleur de fréquence(horloge=333.3MHz FSB=667MHz ou FSB=1333MHz) 69

Mémoires

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ExempleExemple : : PC1200 – RDRAM Dual – 600 MHz (*2) – 2*32 bits

600 * 2 * 106 * 2 * 32 bits/s600 * 2 * 106 * 2 * 32 / 8 octets/s600 * 2 * 106 * 2 * 32 / (8 * 10243) Gio/s soit env 8.94Gio/s (annoncé 9.6Go/s en raison d’un facteur 1024annoncé 9.6Go/s en raison d’un facteur 102433 / 1000 / 100033)

Mémoires

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Label Name Effective Clock Rate Data Bus BandwidthPC66 SDRAM 66 MHz 64 Bit 0,5 GB/sPC100 SDRAM 100 MHz64 Bit 0,8 GB/sPC133 SDRAM 133 MHz64 Bit 1,06 GB/sPC1600 DDR200 100 MHz64 Bit 1,6 GB/sPC1600 DDR200 Dual 100 MHz2 x 64 Bit 3,2 GB/sPC2100 DDR266 133 MHz64 Bit 2,1 GB/sPC2100 DDR266 Dual 133 MHz2 x 64 Bit 4,2 GB/sPC2700 DDR333 166 MHz64 Bit 2,7 GB/sPC2700 DDR333 Dual 166 MHz2 x 64 Bit 5,4 GB/sPC3200 DDR400 200 MHz64 Bit 3,2 GB/sPC3200 DDR400 Dual 200 MHz2 x 64 Bit 6,4 GB/sPC4200 DDR533 266 MHz64 Bit 4,2 GB/sPC4200 DDR533 Dual 266 MHz2 x 64 Bit 8,4 GB/sPC800 RDRAM Dual 400 MHz2 x 16 Bit 3,2 GB/sPC1066 RDRAM Dual 533 MHz2 x 16 Bit 4,2 GB/sPC1200 RDRAM Dual 600 MHz2 x 16 Bit 4,8 GB/sPC800 RDRAM Dual 400 MHz2 x 32 Bit 6,4 GB/sPC1066 RDRAM Dual 533 MHz2 x 32 Bit 8,4 GB/sPC1200 RDRAM Dual 600 MHz2 x 32 Bit 9,6 GB/s

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Quelques barrettes mémoire…

RDRAM PC4200 (RIMM4200)Code MD16R162GDF0-CN9 Taille : 512Mo

Memory Type Bit Width Clock Speed Max BandwidthPC-100 SDRAM 64-bit (8 bytes) 100 MHz 800 MB/sPC-133 SDRAM 64-bit (8 bytes) 133 MHz 1.06 GB/sDDR-200 SDRAM 64-bit (8 bytes) 100 MHz x2 DDR 1.6 GB/sDDR-266 SDRAM 64-bit (8 bytes) 133 MHz x2 DDR 2.1 GB/sDDR-300 SDRAM 64-bit (8 bytes) 150 MHz x2 DDR 2.4 GB/sDDR-333 SDRAM * 64-bit (8 bytes) 166 MHz x2 DDR 2.7 GB/sDDR-400 SDRAM * 64-bit (8 bytes) 200 MHz x2 DDR 3.2 GB/sPC-800 RDRAM 16-bit (2 bytes) 800 MHz 1.6 GB/sPC-1066 RDRAM * 16-bit (2 bytes) 1066 MHz 2.1 GB/sRIMM3200 RDRAM * 32-bit (4 bytes) 800 MHz 3.2 GB/sRIMM4200 RDRAM * 32-bit (4 bytes) 1066 MHz 4.2 GB/s

Remarque 1Remarque 1 : 1 byte (B) en anglais = 1 octet (o) en françaisRemarque 2Remarque 2 : la fréquence effective est parfois divisée par 2 (ou 4) par rapport à la fréquence apparente « FSB » (utilisation des fronts du signal)

Mémoire de masse :disque dur

Stockage permanent des données Capacité de stockage (80Gio à >1Tio) Temps d’accès moyen (de 4 à 20 ms) : temps nécessaire pour

positionner les têtes de lecture/écriture. Vitesse de rotation (4500 à 15000 tours/mn) : plus la vitesse est

élevée, plus le débit de lecture/écriture est important. Mémoire tampon ou cache (128 Kio à ≥32 Mio) : plus elle est

importante, plus le fonctionnement est fluide et à la hausse en gommant le goulot d’étranglement que représente la lecture/écriture " physique " de l’information.

Densité des informations par plateau (>80 Gio/plateau) Type et la version de son interface : SCSI ou IDE Le débit d’information (>6 Gbits/s) dépend de toutes ces

caractéristiques ainsi que du nombre de « plateaux »…/… 73


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75

Interface Vitesse de Capacité Taille du Temps

rotation (Tr/mn) cache d'accès

ATA 133 7200 120 Go 8Mo 9.3ms

ATA 133 7200 160 Go 8Mo 9.3ms

ATA 133 7200 160 Go 8Mo 9.0ms

ATA 133 7200 250 Go 8Mo 9.0ms

ATA 133 7200 300 Go 16Mo 9.0ms

ATA 133 7200 80 Go 2Mo 9.3ms

ATA 133 7200 80 Go 8Mo 9.3ms

SATA 150 7200 120 Go 8Mo 9.3ms

SATA 150 7200 160 Go 8Mo 9.3ms

SATA 150 7200 160 Go 8Mo 9.0ms

SATA 150 7200 200 Go 8Mo 9.0ms

SATA 150 7200 200 Go 8Mo 9.0ms

SATA 150 7200 300 Go 16Mo 9.0ms

Quelques disques durs…


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CD-ROM

Sauvegarde permanente de données Capacité : ≥680 Mo (74" à 80") sans compression Plusieurs normes de systèmes de fichiers : ISO9660, HFS Caractéristiques techniques des lecteurs :

Le temps d’accès moyen (de 70 à 240 ms) : Plus ce temps est court, plus la tête (ou bloc) de lecture s'est positionnée vite.

La mémoire tampon ou cache (128 Kio à >256 Kio) : Plus elle est importante, plus le fonctionnement sera fluide en gommant le goulot d’étranglement que représente la lecture " physique " de l’information.

La vitesse de lecture (de 1X à >52X) : Lors de la création , la vitesse de base dite "1X" représentait une lecture de 150 Ko/s (en réalité 150 Kio/s).

Le type et la version de son interface : SCSI ou IDE77

CD-ROM

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CD-ROM RW

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CD-ROM R vs RW

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DVD-ROM

Augmentation de la capacité par rapport au CD-ROM Il existe plusieurs types.

Trois normes : DVD-R/RW, DVD+R/RW et DVD-RAM Il existe des graveurs DVD±R/RW et DVD-RAM Normes “récentes”

(Blue-Ray 46.6Go, [HD-DVD 30Go] …)81

CD-ROM vs DVD

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CD DVD

DVD

83

DVD

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Quelques graveurs double couche…

DVD CD

+R/-R' -R DUAL RW +R/-R' RW

1 16X 16X 6X 8X 48X 32X

2 16X 16X 4X 6X 48X 32X

3 16X 16X 6X 8X 48X 32X

4 16X 16X 8X 4X 48X 32X

5 8X 8X 4X 6X 32X 24X

6 16X 16X 4X 8X 48X 24X

7 16X 16X 8X 12X 48X 24X

8 16X 16X 8X 12X 48X 24X

Périphériques - Écran Caractéristiques :

la taille (mesurée en pouces) : 15", 17", 19", 21", 22", 24" … Le « format » 16/9, 4/3 … la résolution maximale (en pixels) : 640x480, ..., 2400x1600 la fréquence de rafraîchissement (verticale) : 60-160 Hz

(Tube cathodique : évitez d'utiliser une fréquence en dessous de 75 Hz) Le temps de réponse (en ms) : < 6ms (pour animations…) le « grain » (« pas de masque » en termes techniques,

« pitch » en anglais ou encore DPI) : 0.25 mm donne un bon confort visuel. Evitez les pas de masques supérieurs à 0.28 mm

la luminosité, le contraste et les « angles de vision » les normes d’énergie et de rayonnement : TCO’03… les connecteurs : VGA, DVI-D, HDMI, [USB, audio]… 86

Périphériques - Écran

Pas de masque (ou pitch) :

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Émergence/suprématie des écrans LCD – TFT attention au temps de réponse (de <5ms à 25ms) angles de vue horizontale (160°) et verticale (140°) contraste (de 350:1 à >550:1) luminosité (de 250 cd/m2 à >400 cd/m2)

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Interface entre processeur et écran, offre une mémoire dédiée et [y] effectue des calculs (rendus 3D… ) à la place du processeur

Caractéristiques : puissance et vitesse du GPU (processeur graphique) taille mémoire (512Mio minimini)

résolution x couleurs_codées_en_binaire = mémoire occupée par une image (fixe)

elle définit la résolution maximale utilisable(qui doit être compatible avec celle de votre écran !)et le nombre de couleurs maximal pour une résolution donnée

type de mémoire (DDR2, GDDR3…)

Périphériques – Carte graphique

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Calcul de la résolution : 640 x 480 en 256 couleurs → 300 Ko Explications :

encodage de 256 couleurs = 1 octet 1 pixel à 256 couleurs = 1 octet donc 640x480 = 307200 octets / 1024 = 300

Vraies couleursVraies couleurs = encodage 24 bits soit 33 octets(1 octet pour le rouge, 1 pour le vert, 1 pour le bleu)

Résolutions et taille mémoire en vraies couleursvraies couleurs : VGA : 640x480x33 → 900 Ko SVGA : 800x600x33 → 1,37 Mo XGA : 1024x768x33 → 2,25 Mo SXGA : 1280x1024x33 → 3,75 Mo SXGA+ : 1400x1050x33 → 4,3 Mo UXGA : 1600x1200x33 → 5,62 Mo …


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Calcul de la résolution : 640 x 480 en 256 couleurs → 300 Kio Explications :

encodage de 256 couleurs = 1 octet 1 pixel à 256 couleurs = 1 octet donc 640x480 = 307200 octets / 1024 = 300

Vraies couleursVraies couleurs = encodage 24 bits soit 33 octets(1 octet pour le rouge, 1 pour le vert, 1 pour le bleu)

Résolutions et taille mémoire en vraies couleursvraies couleurs : VGA : 640x480x33 → 900 Kio SVGA : 800x600x33 → 1,37 Mio XGA : 1024x768x33 → 2,25 Mio SXGA : 1280x1024x33 → 3,75 Mio SXGA+ : 1400x1050x33 → 4,3 Mio UXGA : 1600x1200x33 → 5,62 Mio …


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type de bus : PCI ou AGP jeux d'instructions spécialisées 2D, 3D

(par exemple, OpenGL ou DirectX) connecteurs :

VGA / SVGA DVI (Digital Visual Interface) – Sortie numérique TV-out → relier à un téléviseur HDMI S-Vidéo


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Sortie VGA

Sortie DVI

Sortie TV(s-video)

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Ports d’entrée - sortie

[Port série ou RS232] [Port parallèle] Port SCSI Port USB Port Firewire ou IEEE1394

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Port USB

Remplace de nombreux ports antérieurs tels que les ports série et parallèle (pour les imprimantes, par exemple)

Les périphériques ayant des consommations électriques faibles s'alimentent directement par l'interface.

Les périphériques peuvent être au nombre de 127 soit par chaînage les uns aux autres, soit par ramification (hub).

Variantes : USB 1.1 :

Basse vitesse: 1.5 Mbps (187 Kio/s) câble non blindé - longueur max.: 3 m et, avec un enchaînement de HUB, la distance peut être portée à 35 m.

Haute vitesse: 12 Mbps (1.5 Mio/s) câble blindé - longueur max.: 5 m. USB 2 : 480 Mbps (60 Mio/s) - longueur max.: 6 m. USB 2.1, 2.2 … (cf. TD)

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Port USBHUB USB

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Connecteur Mâle type A

Connecteur Mâle type B

HUB USB

Port Firewire – IEEE1394

Connexion de périphériques (caméra vidéo…) Transfert rapide Autres noms : i.Link chez Sony

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Deux normes : IEEE 1394a et IEEE1394b (Firewire2)


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Plusieurs types de connecteur : 1394a – 1995

1394a – 2000 (ou mini-DV)

… firewire 2

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Le « Wifi »

Connexion (en réseau) de périphériques externes sans fil. PC et périphériques disposent d'un émetteur/récepteur d'ondes radio

assurant la communication malgré des obstacles (murs…) La fréquence utilisée se situe dans la gamme des 2 à 3 GHz.

Variantes : 802.11a : 2 Mbits/s (256 Kio/s) et 100 mètres 802.11b : 11 Mbits/s (1,4 Mio/s) maxi / 6,5Mbits/s réel et 45 mètres 802.11g : 54 Mbits/s (6,9 Mio/s) maxi / 25Mbits/s réel et 25 mètres 802.11n : 540 Mbits/s (69 Mio/s) maxi / 100Mbits/s réel et 60 mètres

Souvent réllement mesuré : 100Mbits/s sur 5 à 10m, 20 à 30Mbits/s sur 10 à 30m … …

Il existe un autre système : le « Bluetooth » … mais : 1 Mbit/s(128 Kio/s) jusqu'à 4 mètres et 75 Kbit/s(9.3 Kio/s) de 4 à 10 mètres

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Le « Wifi » - Exemples

Construction d’un réseau sans-fil avec accès à Internet

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Construction d’un réseau sans-fil avec accès à Internet

Carte réseau

Une carte réseau est l’interface entre l’ordinateur et le câble réseau.

Son rôle est de préparer, d’envoyer et de contrôler les données sur le réseau.

Le « transceiver » transforme les données binaires en signaux analogiques.

Chaque carte possède une adresse MAC unique. Il existe plusieurs types de réseaux :

Ethernet Token Ring, FDDI

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Carte réseau

Câble Ethernet (ou RJ45)

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Cartes mémoire (SSD)

Cartes de type Solid State Disk (SSD cards)Cartes de type Solid State Disk (SSD cards)

Concurrencent les disques durs - Faible capacité mais pas de partie mécanique/mobile, faible encombrement - Aucun bruit, faible consommation, faible poids, résistant aux chocs, ne chauffe pas - Temps d’accès constant qqsoit position des données contraitement aux disques durs - Temps d’accès ≤0.1mS contre 4-18 mS pour un disque dur - Débits encore faibles face aux disques durs « haut de gamme » (mais ça évolue !!!)

De deux types : - MLC : Multi Layer Cell - SLC : Single Layer Cell, que l’on trouve dans les CF & SD cards

ExemplesExemples : :

• 32Go SLC, débits lecture 30Mo/s et écriture 22Mo/s plus faibles que disques durs• 64 à >128Go, débits lecture 120Mo/s et écriture 90Mo/s mais elles sont très onéreuses

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Wikipédia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Portail:InformatiquePCExpert : http://pcelecarnet.vnunet.frPCTechGuide: The PC Technology Guide : http://www.pctechguide.comTom’s Hardware : http://www.tomshardware.com/frComment ça marche : http://www.commentcamarche.netTop 500 : http://www.top500.org/…

Quelquessources

d’informationsur

Internet…

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