L'ordinateur actuel

L'animation suivante du CEA vous présente le fonctionnement général d'un ordinateur. Si votre appareil ne supporte pas flash, vous pouvez consulter la version vidéo. Thumbnail of Youtube video cDnvRSIpNUQ

vue schématique d'un ordinateur

Réaliser en grand format, une vue schématique d'un ordinateur en indiquant le nom des diverses parties, leurs connexions, et leurs rôles.

L'architecture de von Neumann

Le premier ordinateur électronique conçu pour être une machine de Turing est l'EINAC réalisé en  1943. Son architecture fut décrite par John von Neumann et sert de base, à quelques améliorations près, à l'architecture de tous les ordinateurs depuis.

Architecture de Von Neumann

Informatique et sciences du numérique Spécialité ISN en terminale S - Avec des exercices corrigés et des idées de projets par Gilles Dowek

Le processeur et la mémoire

Cette architecture est centrée autour de deux composants principaux:

  • le processeur,
  • et la mémoire.

Ces deux circuits sont reliés par des fils appelés bus de communication.

D'autres part, le processeur dispose de bus d'entrée et de sortie qui le relient à d'autres parties de l'ordinateur appelées les périphériques comme par exemple le disque dur, l'écran, le clavier...

Le processeur joue le rôle du chef d'orchestre, il donne des ordres aux périphériques et à la mémoire et est responsable de l'exécution du programme de l'ordinateur.

Les unités du processeur

Au sein du processeur le traitement des tâches a été séparé en deux:

  • l'unité de contrôle lit les instructions du programme en mémoire une à une, et commande à
  • l'unité de calcul de réaliser ces opérations lorsque l'opération est terminée, l'unité de contrôle passe à l'instruction suivante du programme.
Le registre du processeur

Le processeur possède également un très petit nombre de cases mémoires très rapides appelées des registres dont la capacité dépasse rarement quelques dizaines d'octet pour des raisons de coût et de place. Source Wikipedia

Quelques variations à l'architecture de von Neumann

La mémoire vive de l'ordinateur a besoin d'être alimentée en permanence pour garder les données, ainsi à chaque extinction de l'ordinateur, elle est perdue, on la qualifie de mémoire volatile.

Pour résoudre ce problème on recourt à deux types de mémoires non volatiles:

  • la mémoire morte est une mémoire qui ne peut être que lue(ROM Read Only Memory), elle contient en général le firmware de l'ordinateur (BIOS ou UEFI) qui est le programme qui se charge à chaque allumage de l'ordinateur.
  • la mémoire de masse: Pour stocker les donnée et les programmes, on ajoute un périphérique appelé mémoire de masse: le disque dur de vos ordinateurs, ou une mémoire flash dans le cas des tablettes et smartphones. Cette mémoire est capable de stocker une grande quantité de données, mais à l'inconvénient d'être beaucoup moins rapides que la mémoire vive(RAM Random Access Memory), c'est pour cela que lors du lancement d'un programme les données nécessaire à son exécution sont généralement transférées vers la RAM pour une exécution plus rapide.

Depuis peu, on délègue les calculs onéreux d'affichage à la carte graphique pour soulager le processeur.

 

Classer les diverses mémoires présentes dans un ordinateur par "rapidité", et expliquer leurs rôles respectifs.

Références