Chapitre3: Composants électroniques d’un ordinateur PDF

Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle La carte-mère (en anglais mainboard ou motherboard) La carte mère est le composant principal à l’intérieure de l’unité centrale (Boitier), C’est une carte rectangul...

Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle La carte-mère (en anglais mainboard ou motherboard) La carte mère est le composant principal à l’intérieure de l’unité centrale (Boitier), C’est une carte rectangulaire avec des circuits intégrés qui relient les autres parties de l’ordinateur, y compris le processeur, la RAM, les lecteurs de disque (CD, DVD, Disque dur ou tout autre) ainsi que tous les périphériques connectés via les ports ou les slots d’extension. Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle La carte mère est une plaque électronique dont la taille peut varier selon sa norme. Son facteur d’encombrement ou facteur de forme, fait référence aux dimensions physiques (taille et forme) de la carte ainsi qu’à certains connecteurs, trous de montage et autres positions indiquant le type de boîtier dans lequel la carte peut être installée ATX, le plus courant - Micro ATX est plus petit que l’ATX et comporte moins de slot d’extension - Mini/Nano/Pico-ITX encore plus petit pour des PC embarqués ou nécessitant un encombrement minimal ATX Ordinateur de bureau 305x244 mm² - WTX pour les serveurs µATX Mini PC 244x244 mm² - BTX pour un refroidissement plus efficace que BTX Ordinateur de bureau 325x267 mm² l’ATX ITX Mini PC 170x170 mm² Facteur de forme Dimensions Emplacements ATX 305 mm x 244 mm AGP / 6 PCI microATX 244 mm x 244 mm AGP / 3 PCI FlexATX 229 mm x 191 mm AGP / 2 PCI Mini ATX 284 mm x 208 mm AGP / 4 PCI Mini ITX 170 mm x 170 mm 1 PCI Nano ITX 120 mm x 120 mm 1 MiniPCI BTX 325 mm x 267 mm 7 microBTX 264 mm x 267 mm 4 picoBTX 203 mm x 267 mm 1 Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle Le rôle de la carte mère Le rôle de la carte mère est de centraliser et traiter les données échangées dans un ordinateur à l'aide du processeur, qui est fixé dessus. La carte mère gère donc le disque dur, un disque, le clavier et la souris, le réseau, les ports USB... La mémoire RAM et le processeur sont directement branchés sur la carte mère. Les autres cartes sont reliées par des bus de données, chargés de faire transiter les informations. C’est le cas du disque dur et du lecteur CD/DVD par exemple. Les branchements USB, pour le clavier et la souris, pour le réseau qui se trouvent à l’arrière de l’unité centrale, sont directement implantés sur la carte mère. La carte mère gère également le son et la connexion au réseau par un câble. Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle le rôle du socket Le socket est un élément interne, de surface carrée, composé d'un certain nombre de petits trous, agencés d'une façon très particulière, pour recevoir un modèle bien défini de processeur. En d'autres termes, il s'agit de la prise (traduction littérale du mot socket) qui reçoit le processeur. Il est femelle sur la carte mère et en est l'élément central. Bien entendu, on le retrouve en mâle et de même nature sur le processeur. Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle le rôle du chipset Mot anglais signifiant « ensemble de jeu de puce »,un chipset comme son sens étymologique l’indique est un groupe de composants électroniques conçus pour remplir une fonction déterminée. En d’autres termes c’est un ensemble de composants électroniques intégrée dans un circuit intégrés préprogrammé permettant de gérer les flux numériques entre le processeur, la mémoire et les périphériques… On le trouve aussi dans des appareils électroniques : console de jeux vidéo, téléphone mobile, appareil photographique numérique, GPS, etc. Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle le rôle du chipset Le chipset est composé par deux composants baptisé Pont Nord et Pont Sud. Le pont Nord : (Anglais North-Bridge) s’occupe d’interfacer le microprocesseur avec les périphériques rapides (mémoire et carte graphique) nécessitant une bande passante élevée. Le pont Sud : (South-Bridge) s’occupe d’interfacer le microprocesseur avec les périphériques plus lents (disque dur, CDROM, lecteur de disquette, réseau, etc…). Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle Le BIOS (Basic Input Ouput Service) : Le BIOS est un petit programme. Il est situé sur la carte mère de l'ordinateur dans une puce de type ROM (mémoire morte) Le BIOS est le premier programme chargé en mémoire dès que vous allumez votre ordinateur. Il assure plusieurs fonctions: Le POST (Pre-Operating System Tests): c'est l'ensemble des tests qu'effectue le BIOS avant de démarrer le système d'exploitation: vérifier que la carte mère fonctionne bien (barettes de mémoire, contrôleurs des ports) vérifier que les périphériques connectés à la carte mère fonctionnent bien (clavier, carte graphique, disques dur, lecteur de disquette, lecteur de CD-Rom...) chercher un disque sur lequel il y a un système d'exploitation prêt à démarrer. Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle Le CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) : Le BIOS fonctionne de paire avec une puce CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) qui est une mémoire de type RAM dans laquelle les paramètres personnalisés du BIOS sont enregistrés : date et heure du système, ordre d’amorçage, configuration des disques, overclocking du CPU et la RAM, mot de passe d’accès à l’ordinateur… Une pile 3 V est nécessaire pour que les informations stockées dans la puce CMOS soient conservées lorsque l’ordinateur est éteint ou débranché de sa source d’alimentation. Si la pile CMOS de votre ordinateur est H.S., tous les paramètres du BIOS seront réinitialisés à leurs valeurs par défaut. Réinitialiser le CMOS du BIOS (enlever la pile ou le cavalier) est une technique utilisée fréquemment en dépannage informatique. Le cavalier CMOS Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle BIOS et CMOS Conclusion (Différence entre IOS et CMOS) La différence entre le BIOS et le CMOS est que le BIOS est un micrologiciel qui effectue l'initialisation du matériel lors du démarrage de l'ordinateur et fournit des services d'exécution pour le système d'exploitation et d'autres programmes, tandis que CMOS est une puce mémoire spéciale qui stocke et conserve les paramètres de configuration du BIOS. L’horloge L'horloge est chargée de synchroniser les signaux entre composants. Elle fournit à l'aide d'un cristal une vibration pour rythmer les communications. Sa fréquences détermine le nombre de vibrations ou d'instructions par seconde. Elle se mesure par Hertz. Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle Les connecteurs d'extension (Bus d’extension) Les connecteurs d'extension (en anglais slots) sont des réceptacles dans lesquels il est possible d'insérer des cartes d'extension, c'est-à-dire des cartes offrant de nouvelles fonctionnalités ou de meilleures performances à l'ordinateur. Il existe plusieurs sortes de connecteurs : 1- Connecteur ISA (Industry Standard Architecture) : permettant de connecter des cartes ISA, les plus lentes fonctionnant en 16-bit 2- Connecteur VLB (Vesa Local Bus): Bus servant autrefois à connecter des cartes graphiques 3- Connecteur PCI (Peripheral Component InterConnect) : permettant de connecter des cartes PCI, beaucoup plus rapides que les cartes ISA et fonctionnant en 32-bit 4- Connecteur AGP (Accelerated Graphic Port): un connecteur rapide pour carte graphique. 5- Connecteur PCI Express (Peripheral Component InterConnect Exress) : architecture de bus plus rapide que les bus AGP et PCI. Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle Les connecteurs d'extension (Bus d’extension) ISA: Industry Standard Architecture. Ancien format de bus de  Connecteur ISA 8 bits : données (et de connecteur sur la carte mère) qui pour des raisons de coût et de compatibilité est encore utilisé. Il est adapté uniquement aux périphériques ne nécessitant pas de gros transferts d'informations comme le modem ou la carte son. Il est voué à disparaître dans un assez proche avenir.  Connecteur ISA 16 bits : La version originale du bus ISA (Industry Standard Architecture), apparue en 1981 avec le PC XT, était un bus d'une largeur de 8 bits cadencé à une fréquence de 4,77 MHz. En 1984, avec l'apparition du PC AT (processeur Intel 286), la largeur du bus est passée à 16 bits et la fréquence successivement de 6 à 8 MHz, puis finalement 8,33 MHz, offrant ainsi un débit théorique maximal de 16 Mo/s (en pratique seulement 8 Mo/s dans la mesure où un cycle sur deux servait à l'adressage). Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle Les connecteurs d'extension (Bus d’extension) PCI: Les connecteurs PCI sont généralement présents sur les cartes mères au nombre de 3 ou 4 au minimum et sont en général reconnaissables par leur couleur blanche (normalisée). L'interface PCI existe en 32 bits, avec un connecteur de 124 broches, ou en 64 bits, avec un connecteur de 188 broches. Il existe également deux niveaux de signalisation :  3.3V, destiné aux ordinateurs portables ;  5V, destiné aux ordinateurs de bureau. La tension de signalisation ne correspond pas à la tension d'alimentation de la carte mais aux seuils de tension pour le codage numérique de l'information. Il existe 2 types de connecteurs 32 bits :  Connecteur PCI 32 bits, 5 V :  Connecteur PCI 32 bits, 3.3 V : Les connecteurs PCI 64 bits proposent des broches supplémentaires, mais peuvent néanmoins accueillir les cartes PCI 32 bits. Il existe 2 types de connecteurs 64 bits :  Connecteur PCI 64 bits, 5 V :  Connecteur PCI 64 bits, 3.3 V : Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle Les connecteurs d'extension (Bus d’extension) AGP (Accelerated Graphics Port) : lancé en 1997 par Intel, c'était un bus réservé aux cartes graphiques, créé afin de s'affranchir du bus PCI que le fondeur jugeait trop lent pour l'affichage en 3D temps réel. Il n'est aujourd'hui plus présent sur nos cartes mères car il a été remplacé par le bus PCI Express, plus rapide et plus apte à supporter les cartes graphiques (bien qu'il soit aussi capable de supporter d'autres types de cartes) Le connecteur AGP général reconnaissable par sa couleur marron (normalisée). Il existe trois types de connecteurs :  Connecteur AGP 1,5 volts : Connecteur AGP 3,3 volts : Connecteur AGP universel : Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle Les connecteurs d'extension (Bus d’extension) Le bus PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express, noté PCI-E ou 3GIO pour «Third Generation I/O»), est un bus d'interconnexion permettant l'ajout de cartes d'extension dans l'ordinateur. Le bus PCI Express a été mis au point en juillet 2002. Contrairement au bus PCI, qui fonctionne en interface parallèle, le bus PCI Express fonctionne en interface série, ce qui lui permet d'obtenir une bande passante beaucoup plus élevée que ce dernier. Le bus PCI Express se décline en plusieurs versions, 1X, 2X, 4X, 8X, 12X, 16X et 32X, permettant d'obtenir des débits compris entre 250 Mo/s et 8 Go/s, soit près de 4 fois le débit maximal des ports AGP 8X. Ainsi, avec un coût de fabrication similaire à celui du port AGP, le bus PCI Express est amené à le remplacer progressivement. Les connecteurs PCI Express sont incompatibles avec les anciens connecteurs PCI et possèdent des tailles variables et une plus faible consommation électrique. Une des caractéristiques intéressantes du bus PCI Express est la possibilité de brancher ou débrancher des composants à chaud, c'est-à-dire sans éteindre ou redémarrer la machine. Les connecteurs PCI Express sont reconnaissables grâce à leur petite taille et leur couleur anthracite : Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle Les connecteurs d'extension (Bus d’extension)  Le connecteur PCI Express 1X possède 36 connecteurs et est destiné à un usage d'entrées-sorties à haut débit :  Le connecteur PCI Express 4X possède 64 connecteurs et est destiné à un usage sur serveurs : Le connecteur PCI Express 8X possède 98 connecteurs et est destiné à un usage sur serveurs Le connecteur PCI Express 16X possède 164 connecteurs, et mesure 89 mm de long et a vocation à servir de port graphique : Les ports PCI-E x16 comportent donc 16 liens PCI-E mis en parallèle et sont destinés à remplacer les ports AGP c'est à dire à supporter les cartes graphiques. Les ports PCI-E x1 sont eux destinés à remplacer les ports PCI classiques Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle  Chapitre3: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants de la carte mère et leur rôle Les connecteurs IDE (PATA) et Serial ATA (SATA) IDE: Integrated Drive Electronics aussi connu comme Parallel ATA ( PATA) SATA: Serial Advanced Technology Attachment Pour la connexion de périphériques de stockage comme les disques durs et disques optique. La norme IDE est toujours d'actualité mais tend à être remplacée par le S-ATA qui permet des débits 1,5 fois plus rapides et plus que l'IDE pour une connectique plus petite. Ports SATA sur L'interface IDE la carte mère  Chapitre2: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants de la carte mère et leur rôle Les connecteurs externes de la carte mère  Chapitre2: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants de la carte mère et leur rôle Les connecteurs externes de la carte mère Connecteurs Souris et Clavier Ils fonctionnent comme un port série et sont exclusivement dédiés à la gestion du clavier et de la souris. Ils sont de couleur verte concernant la souris et violet concernant le clavier.  Chapitre2: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants de la carte mère et leur rôle Connecteur série DB9 - RS232 Il permet de connecter des périphériques externes tels que des souris, des appareils photo numérique, des modems, etc. la connexion nécessite souvent un redémarrage de la machine pour être prise en compte contrairement à l'USB. Ce type de connexion tend à disparaître au profit de l'USB. Chapitre2: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants de la carte mère et leur rôle La connectique DB25 Port parallèle utilisé pour des imprimantes anciennes employant un jeu de caractères de 8 bits : l’ASCII.  Chapitre2: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants de la carte mère et leur rôle Connecteurs USB On le trouve maintenant sur la plupart des périphériques (clavier, souris, scanner, imprimante...) et sur la plupart des PC. (Pour les PC ne possédant pas de port USB, il existe des cartes PCI permettant d'en ajouter). Taux de transfert pour la version ISB 1.0 : 1.5 Mo/s. Taux de transfert pour la version USB 2.0 : 60 Mo/s.  Chapitre2: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants de la carte mère et leur rôle Connecteur Vidéo (VGA) dédié à la connexion des moniteurs. L'information qui est véhiculée par ce connecteur est de type analogique  Chapitre2: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants de la carte mère et leur rôle Connecteur DVI C'est une norme de port vidéo numérique permettant de faire transiter les informations vidéo en numérique de la carte à l'écran sans passer par un décodeur de signaux vidéo analogique/numérique (RAMDAC).  Chapitre2: Composants électroniques d'un ordinateur Les principaux composants de la carte mère et leur rôle eSATA connecte le PC à divers périphériques de stockage externes. Sa fonction est similaire à celle de Firewire et d’USB, mais la vitesse de transfert des données de l’eSATA (External Serial Advanced Technology Attachment) est bien plus rapide que toutes les autres.