Reconnaitre différents constituants d'un ordinateur
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Comprendre l’architecture d’un ordinateur et ainsi comprendre le fonctionnement d’un ordinateur.
Tous les ordinateurs sont construits suivant le modèle de Von Neumann, c’est-à-dire que les programmes sont stockés aux mêmes endroits que les données.
L’architecture actuelle des ordinateurs est basée sur le modèle de Von Neumann, qui a été mis au point par le mathématicien et physicien Von Neumann en 1945.
Dans cette architecture, les programmes sont stockés aux mêmes endroits que les données, dans la mémoire de l’ordinateur.
L’architecture se résume par le schéma suivant.
On va détailler les éléments importants de ce schéma.
Tous les circuits peuvent ainsi travailler au rythme des cycles de cette horloge.
La fréquence d’une horloge est exprimée en MHz (millions de battements par seconde) ou GHz (milliards de battements par seconde).
Les ordinateurs de bureau ont actuellement des fréquences d’horloge comprises entre 1,5 et 3 GHz.
Processeur
Pour chaque instruction, le processeur effectue :
- la lecture de l’instruction dans la mémoire ;
- le traitement de l’instruction ;
- le passage à l’instruction suivante.
La circulation des informations se fait par l’intermédiaire de fils appelés bus.
Un processeur 32 bits possède un bus de 32 bits, il manipule donc des mots de 32 bits.
Le processeur est divisé en deux parties : l’unité de contrôle et l’unité arithmétique logique (UAL).
L’unité de contrôle contient ce qu’on appelle des registres, ce sont des petites mémoires internes très rapides d’accès (1 nanoseconde environ) pour stocker temporairement des données. Leur taille est restreinte : 8, 16 ou 32 bits.
Le premier registre est celui des instructions, on le nomme IR (Instruction Register en anglais), il contient les instructions qu’il faut décoder et exécuter.
Le second registre est le pointeur d’instruction, on le nomme IP (Instruction Pointer en anglais), il contient l’adresse de la prochaine instruction à exécuter. Une fois que l’instruction est exécutée, on utilise donc l’IP pour trouver la prochaine instruction à exécuter.
L’unité arithmétique logique contient plusieurs registres appelés registres de données (ils permettent de stocker des données), et un registre spécial nommé accumulateur dans lequel seront effectués les calculs (opérations arithmétiques et logiques).
L’unité de contrôle lit en mémoire et décode les instructions, tandis que l’unité arithmétique logique (UAL) exécute les instructions en manipulant les données.
La mémoire est divisée en emplacements de taille fixe, par exemple 1 octet (8 bits). Chaque emplacement a une adresse qui est généralement écrite en hexadécimal.
La capacité est exprimée en kilooctet (ko), Mégaoctet (Mo), Gigaoctet (Go), Téraoctet (To), etc.
On parle de kilo binaire, avec les relations suivantes.
| Notation | Nombre d’octets |
| 1 ko | 210 = 1024 |
| 1 Mo | 220 = 1048576 |
| 1 Go | 230 = 1073741824 |
| 1 To | 240 = 1099511627776 |
Il y a deux types de mémoires : la RAM et la ROM.
Les entrées et sorties sont des périphériques (clavier, écran, etc.) qui sont connectés à l’unité centrale par des ports.
Ces ports permettent l’accès direct à des emplacements de mémoire. Le processeur va ainsi lire périodiquement dans ces emplacements, de même qu’il peut être prévenu lorsqu’un périphérique change une valeur.
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