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Questions and Answers
Quel est le rôle principal d'un microprocesseur dans un système à microprocesseur?
Quel est le rôle principal d'un microprocesseur dans un système à microprocesseur?
Effectuer des calculs et gérer les transferts de données entre les différents organes du système.
Quels types de mémoire sont mentionnés dans le document?
Quels types de mémoire sont mentionnés dans le document?
L'architecture d'un ordinateur utilise une structure de stockage unique pour conserver à la fois les instructions et les ______.
L'architecture d'un ordinateur utilise une structure de stockage unique pour conserver à la fois les instructions et les ______.
données
Une mémoire vive (RAM) est généralement non volatile.
Une mémoire vive (RAM) est généralement non volatile.
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Qu'est-ce qu'un bus en informatique?
Qu'est-ce qu'un bus en informatique?
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Quels sont les principaux composants d'un ordinateur selon le document?
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Qui est le mathématicien et physicien auquel est attribuée l'architecture de Von Neumann?
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Quel smartphone avez-vous ?
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Quels processeurs possède-t-il ? Existe-t-il un GPU dédié ?
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Quel est le stockage total ? À la fois volatil et non volatil.
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Quels sont les périphériques associés à votre smartphone ?
Quels sont les périphériques associés à votre smartphone ?
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Le WAP permet de connecter des téléphones mobiles à Internet.
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Quels sont les trois principaux composants d'une architecture SoC (System on a Chip) pour smartphones ?
Quels sont les trois principaux composants d'une architecture SoC (System on a Chip) pour smartphones ?
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Quelle est la principale fonction d'un processeur ARM dans les smartphones ?
Quelle est la principale fonction d'un processeur ARM dans les smartphones ?
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Associez les types de réseaux à leur description.
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Le modèle OSI compte 7 couches.
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Quelles sont les fonctions de la couche présentation ? (Sélectionnez tout ce qui s'applique)
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Quelles communications sont gérées par les couches basses du modèle OSI ?
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Un smartphone moderne utilise une architecture _____ sur une puce.
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La couche session gère la synchronisation entre les dialogues de deux hôtes.
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Quels protocoles utilisent la couche transport pour assurer une transmission fiable ?
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La couche réseau détermine le ______ d'accès physique des données.
La couche réseau détermine le ______ d'accès physique des données.
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Associez les couches du modèle OSI avec leurs fonctions principales :
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Quelle couche s'occupe de l'adressage physique des données ?
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La couche physique définit la topologie du réseau.
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Quel est le processus qui conditionne les données avant leur envoi sur le réseau ?
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Quelle est la fonction de l'unité centrale ?
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Quels sont les composants principaux de l'unité centrale ? (Sélectionnez tout ce qui s'applique)
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Le bloc d'alimentation convertit le courant $230V/50Hz$ en $______$ et $5V$.
Le bloc d'alimentation convertit le courant $230V/50Hz$ en $______$ et $5V$.
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Un disque dur SSD fonctionne avec des pièces mécaniques.
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Quels types de lecteurs sont souvent présents dans une unité centrale ?
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Quels sont les rôles principaux d'un système d'exploitation ? (Sélectionnez tout ce qui s'applique)
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Le processeur est aussi connu comme le $______$ de l'ordinateur.
Le processeur est aussi connu comme le $______$ de l'ordinateur.
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Quel est le principal inconvénient des disques durs mécaniques par rapport aux disques SSD ?
Quel est le principal inconvénient des disques durs mécaniques par rapport aux disques SSD ?
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Quels types de connectiques peuvent relier une carte graphique à un écran ? (Sélectionnez tout ce qui s'applique)
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Study Notes
Introduction à l'Architecture des Ordinateurs
- Ce cours explore la structure et le fonctionnement des systèmes à microprocesseur, incluant le codage et l'accès aux données en mémoire.
- Insiste sur la compréhension des composants d'un ordinateur, particulièrement les PC et leurs périphériques.
- Vise le développement d'une évaluation critique des matériels informatiques.
Objectifs du Cours
- Comprendre le fonctionnement d'un ordinateur et la communication entre ses composants matériels et logiciels.
- Gérer efficacement les répartitions d'activité entre le processeur et les périphériques.
- Acquérir des compétences sur les réseaux informatiques.
Plan de Cours
- Introduction générale.
- Chapitre 1 : Structure d’un ordinateur et appareils mobiles.
- Chapitre 2 : Représentation des données.
- Chapitre 3 : Réseau Informatique.
Historique des Ordinateurs
- 500 av. J.-C. : Utilisation des bouliers.
- 1642 : Pascal invente la Pascaline, l'une des premières machines à calculer.
- 1947 : Invention du transistor, révolutionnant l'électronique.
- 1971 : Intel lance le premier microprocesseur, le 4004.
Structure de l'Ordinateur
- L'architecture de Von Neumann utilise une seule mémoire pour instructions et données.
- Composants clés d'un ordinateur : processeur, mémoire, unités d'entrée/sortie (E/S).
- Unité Centrale (UC) : comprend le CPU et la mémoire centrale.
Système à Microprocesseur
- Un microprocesseur gère les calculs et la synchronisation des données entre composants.
- Types de mémoire :
- ROM (non volatile) pour les programmes essentiels.
- RAM (volatile) pour l'exécution des programmes.
Types de Mémoires
- Registres : mémoires internes au CPU, utilisées pour le traitement immédiat des informations.
- Mémoire Cache : intermédiaire entre le CPU et la RAM, rapide pour les données récemment utilisées.
- Mémoire Principale : inclut RAM et ROM, considérée comme la mémoire centrale.
- Mémoire de Masse : stockage permanent avec grande capacité (disques durs, clés USB).
Capacités et Temps d'Accès
- Mot mémoire : capacité de traiter simultanément un nombre de bits (actuellement jusqu'à 64 bits).
- Capacité des mémoires : mesurée en octets, certains disques durs pouvant atteindre 4 To.
- Temps d'accès : varie de quelques microsecondes à nanosecondes, crucial pour l'efficacité du système.
Organisation de l'Unité Centrale
- UCC (Unité de Commande et de Contrôle) : gère l'exécution des instructions.
- UAL (Unité Arithmétique et Logique) : effectue les opérations de calcul.
- Les composants sont reliés par des bus (données, adresses, commandes) assurant la communication interne.
Réseaux Informatiques
- Importance croissante des réseaux dans la formation, création de connexions entre plusieurs systèmes.
- Différents types de réseaux : en étoile, en anneau, en bus.
- Modèle OSI : structure permettant de comprendre les interactions dans un réseau, décrivant les différentes couches de communication.### Types d'accès à la mémoire
- Mémoire adressable par le contenu : recherche en parallèle via une clé, temps d'accès constant (ex. mémoire cache).
- Mémoire aléatoire : accès via une adresse, typique de la mémoire vive.
- RAM (Random Access Memory) : temps d'accès identique pour chaque mot associé à une adresse unique.
- Accès direct ou semi-séquentiel : accès à un bloc de données avec un temps d'accès variable (ex. disques durs, CD).
Mémoire principale (MP)
- Comprend deux types :
- ROM (Read Only Memory) : petite capacité, programmes nécessaires au fonctionnement du matériel.
- RAM : mémoire vive, volatile utilisée pour l'exécution des programmes.
Types de RAM
- RAM volatile : perd son contenu lors de la coupure de courant.
- DRAM (Dynamic RAM) : nécessite un rafraîchissement périodique pour maintenir les données.
- SRAM (Static RAM) : rapide, ne nécessite pas de rafraîchissement, mais coûteuse avec une faible capacité.
- VRAM (Video RAM) : permet des accès simultanés en lecture et écriture.
- Mémoire flash : technologie EEPROM, temps d'écriture similaire à un disque dur.
- DIMM (Dual In-line Memory Module) : module mémoire 64 bits.
- SIMM (Single In-line Memory Module) : module mémoire 32 bits.
Mémoire morte (ROM)
- Peut être lue, mais pas écrite (ou peu).
- Types de ROM :
- PROM : écriture unique par utilisateur.
- EPROM : effacement par exposition aux UV.
- EEPROM : effacement par tension électrique.
- Flash ROM : similaire à l'EEPROM, mais effacement par bloc.
Bus
- Ensemble de liaisons électriques permettant la communication entre composants.
- Bus d'adresses : transporte les adresses, unidirectionnel.
- Bus de données : instructions et données, bidirectionnel.
- Bus de contrôle : ordres et signaux de synchronisation, bidirectionnel.
Caractéristiques d'un bus
- Volume d'informations : nombre de lignes physiques en parallèle.
- Vitesse : fréquence en Hz, taux de transfert calculé en multipliant la longueur de mot par la fréquence.
Unité Centrale
- Boîtier principal de l'ordinateur contenant données, logiciels et périphériques.
- Bénéficie d'un bloc d'alimentation, lecteurs (CD/DVD/Blu-Ray), et carte graphique servant d'interface avec l'écran.
Disques durs
- Composant de stockage, contient système d'exploitation, programmes et données personnelles.
- Structure : plusieurs plateaux cylindriques avec une couche magnétique, mémoire de type binaire.
- Capacité de stockage typique : entre 500 Go et 2 To.
Disques durs SSD
- Utilisent la technologie des semi-conducteurs, sans pièces mécaniques, offrant une vitesse supérieure aux disques durs classiques.
Processeur
- Cerveau de l'ordinateur, organise les échanges de données entre composants.
- Puissance calculée en Hertz (Hz), les performances dépassent souvent 3,5 GHz.
- Est une puce complexe, exige une gestion thermique (radiateur et ventilateur).### Processeurs
- Les processeurs de PC atteignent aujourd'hui plus de 3.5 GHz, permettant plusieurs milliards de calculs par seconde.
- La miniaturisation des composants approche ses limites.
- Les ordinateurs modernes utilisent plusieurs processeurs en parallèle pour augmenter la puissance.
- Un processeur peut avoir plusieurs cœurs (2, 4, 8) permettant l'exécution simultanée de tâches.
- Exemple : le processeur i7 d’Intel dispose de 4 cœurs (8 processeurs logiques).
Caractéristiques des Processeurs
- Nombre de cœurs : essentiel pour le parallélisme des tâches.
- Mémoire cache : comporte trois niveaux (L1, L2, L3) ; L1 est très rapide mais de taille réduite, L2 est plus grand et moins rapide, et L3 est le plus volumineux mais plus lent.
- Fréquence : indique la puissance, avec des modes Turbo permettant de dépasser les fréquences annoncées. Exemple : Core i7 3960X peut atteindre 3.9 GHz en utilisant un seul cœur.
- Puce graphique intégrée : souvent incluse, suffisante pour des tâches bureautiques et certains jeux.
Acteurs Principaux
- Intel : fondé en 1968, premier constructeur mondial de processeurs.
- AMD : fondé en 1969, deuxième constructeur mondial.
Carte Mère
- Connecte tous les circuits d’un ordinateur, centralisant ainsi les données pour traitement par le processeur.
- Le processeur se fixe via un socket, et les barrettes de RAM se placent dans des banques de mémoire.
- Ports PCI/PCI-Express pour cartes graphiques, son, et réseaux.
- Connecteurs IDE (anciens) ou SATA (récents) pour disques durs.
Mémoire Vidéo
- Taille de la mémoire de la carte graphique détermine la résolution maximale et le nombre de couleurs.
- Calcul de la mémoire nécessaire basé sur la résolution et le nombre de couleurs.
- Un manque de mémoire vidéo entraîne un affichage saccadé.
Connectiques des Cartes Graphiques
- VGA : ancien standard, souvent encore présent.
- DVI : remplaçant du VGA, meilleures performances, recommandé pour vidéos et jeux.
- HDMI : connectique universelle pour haute définition, permet connexion à des télévisions.
- Multi-écran : possibilité de connecter plusieurs moniteurs pour étendre l'espace de travail.
Périphériques d'Entrée/Sortie
- Scanners : transforment des documents papier en fichiers, utilise un lecteur optique.
- Projecteurs : périphériques de sortie vidéo projetant des images sur un écran externe.
Alimentation Électrique
- Fournit l'énergie aux composants internes, doit être assez puissante pour tous les périphériques.
- Gère principalement des tensions de 12V, 5V, 3.3V, et parfois des tensions négatives.
- Puissance recommandée entre 500 et 600 W, avec des normes de rendement comme "80 plus".
Logiciels
- Programmes résidents : essentielles pour le démarrage du système, incluent le BIOS et le chargeur d’amorce.
- BIOS : pilote les interfaces d’entrée/sortie principales.
- Configuration CMOS : modifie les paramètres du système au démarrage.
Systèmes d'Exploitation
- Agit comme intermédiaire entre le matériel et l'utilisateur, essentiel pour le bon fonctionnement de l'ordinateur.
- Gère le processeur, la mémoire vive, les entrées/sorties, l'exécution des applications et la sécurité.
- Exemples de systèmes : GNU/Linux, Mac OS, Microsoft Windows, BSD.
Téléphones Mobiles
- Permettent de communiquer sans câbles à l'aide d'ondes électromagnétiques, fonctionnent via des réseaux spécifiques.
- Trois principaux opérateurs en France : Orange, Bouygues Télécom, SFR.
- Normes : incluent GSM, CDMA, UMTS, et leurs dérivés comme GPRS et EDGE.
- Services annexes : i-mode pour Internet et MMS pour la messagerie multimédia.
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Description
Ce support permet de comprendre la structure et le fonctionnement des ordinateurs et réseaux informatiques pour les étudiants de première licence en LMD.
