Architecture et Fonctionnement d`ordinateur

Architecture et Fonctionnement d’ordinateur
Plan du Cour
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Introduction à la notion d'ordinateur.
Description de la structure d’Ordinateur.
Description de l’architecture d’Ordinateur.
Les composants principaux d’Ordinateur.
Amorçage d’Ordinateur.
Utilisation d’Ordinateur.
Introduction à la notion d'ordinateur
• Définition d’Ordinateur:
 Ensemble de circuits électroniques.
 Traite les données sous forme binaire.
 Fonctionne les programmes informatiques.
• Types d’Ordinateur:
 Ordinateur et Ordinateur personnel.
 Ordinateur IBM compatible.
 Quelques types d’Ordinateur:
Apple Macintosh, stations Alpha, stations SUN , stations Silicon Graphics
• Constitution d’Ordinateur:
 Les composants modulaires.
 Hardware et Software.
 Composants internes et périphériques.
Description de la structure d’Ordinateur
Description de l’architecture d’Ordinateur.
Schéma Fonctionnelle d’ordinateur
Les composants principaux d’Ordinateur
Plusieurs composants constituent l’ordinateur ils sont devisés sur :
• Composants du calcul:
 Les processeurs.
• Composants logiques:
 Les circuits logiques.
 Les Mémoires.
 La carte mère.
• Composants de stockage:
 Les disques durs.
 CD, DVD.
• Composants d’ entrée/sortie:
 Les impriment, les scanneurs
 Les écrans, les claviers, les souris.
• Composants d’interconnexion:
 Les bus
 Les interfaces
• Composants d’assemblage et d’alimentation:
 Boitiers, Blocs d’alimentation.
La carte mère
C’est le composant principal d’ordinateur, c’est un ensemble des
circuits imprimé et des composants intégrés, tous les composants se
connecte a cette élément.
• Les composants intégrés:





Les chipsets.
L’ horloge, pile du CMOS.
BIOS.
Support de processeur, connecteur de la mémoire vive.
Les connecteurs d’entrée/sortie, les connecteurs d’extension.
• Caractéristiques:
 Forme de facteur.
 Le chipset.
 Types des connecteurs.
Les Processeurs
L’ élément intelligent et central d’0rdinateur, il effectue des calculs sur
données binaires appelé instructions. Des millions des minuscules
transistors constituant le processeur.
• Types des processeurs:
 Archetecture:
 CISC.
 RISC.
 Fabricant:
 Intel : Pentium, Celeron.
 AMD: K5, K6, Athlon, Duron
 Cyrix: 6x86, MediaGX, ViaCyrix MII, ViaCyrix MIII
 Type de connecteur
 SLOT.
 Socket.
• Caractéristiques des processeurs:
 Fréquence en Hertz.
 Nombre des opérations op/s.
 Nombre et taille des mémoires cache.
Les Mémoires
Les mémoires sont des composants électroniques capable de
stoker de données, On distingue deux type de mémoire:
• Mémoires centrale:
 Stoker les données Temporairement.
 Dépendre de l’électricité.
 Appelé mémoire vive ou mémoire volatile.
• Mémoires de masse:




Stocke les données à long terme.
Dispositifs magnétiques (Disques durs).
Dispositifs Optiques (CD, DVD).
Mémoires Mortes (ROM, EPROM..).
• Caractéristiques:
 La capacité.
 Le temps d’accès.
 Le temps de cycle.
 Le débit.
 La non voalité.
• Types des Mémoires:
 Mémoire vive
 Mémoire mort.
 Mémoire flashe.
Mémoire vive
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Mémoire volatile.
Utilisé par le processeur.
Stroke les programme exécutés de manière temporaire.
Les types:




EDO (Extended Data Out).
SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory).
SDRAM DDR (SD RAM Double Data Rate).
RDRAM (Rambus DRAM).
• Les formats:
 Simm (Single Inline Memory Module).
 Dimm (Dual Inline Memory Module).
 Rimm (Rambus Inline Memory Module).
Format SIMM (72 broches )
Format DIMM (168 broches )
Format RIMM (168 broches)
Mémoire Morte
• Stocke les données en l'absence de courant électrique.
• Conserver les données nécessaires au démarrage de l'ordinateur.




BIOS: Piloter les interfaces d'entrée-sortie principales.
Le chargeur d’ amorçage: Charger le système d'exploitation en mémoire .
Setup CMOS: Permettant de modifier les paramètres du système.
POST : Permettant de faire un test du système .
• Les types:




ROM.
PROM.
EPROM.
EEPROM.
Les circuits logiques (CHIPSET) et Lorloge
• Chipset:
 Circuit électronique.
 Coordonne les échanges de données entre les divers
composants de l'ordinateur.
 Les chipsets des cartes-mères actuelles intègrent une puce
graphique et une puce audio.
• L'horloge temps réel (RTC, Real Time Clock):
 Circuit chargé de la synchronisation des signaux du
système.
 Cadence le processeur.
 Donne des impulsions appelés tops d'horloge.
 Fréquence de l'horloge exprimée en MHz est le nombre de
vibrations du cristal par seconde
Les bus (Connecteurs d’extension)
• Utilisé pour insérer des cartes d'extension.
 ISA (Industry Standard Architecture) : permettant de connecter des cartes





ISA, les plus lentes fonctionnant en 16-bit
VLB (Vesa Local Bus): Bus servant autrefois à connecter des cartes
graphiques
PCI (Peripheral Component InterConnect) : permettant de connecter des
cartes PCI, beaucoup plus rapides que les cartes ISA et fonctionnant en 32bit
AGP (Accelerated Graphic Port): un connecteur rapide pour carte
graphique.
PCI Express (Peripheral Component InterConnect Exress) : architecture de
bus plus rapide que les bus AGP et PCI.
AMR (Audio Modem Riser): ce type de connecteur permet de brancher des
mini-cartes sur les PC en étant équipés.
Les connecteurs d'entrée-sortie
• Port série: permettant de connecter de vieux périphériques ;
• Port parallèle: permettant notamment de connecter de vieilles
imprimantes ;
• Ports USB: (1.1, bas débit, ou 2.0, haut débit), permettant de
connecter des périphériques plus récents ;
• Connecteur RJ45 (appelés LAN ou port ethernet) permettant de
connecter l'ordinateur à un réseau. Il correspond à une reseau.php3
carte réseau intégrée à la carte mère ;
• Connecteur VGA (appelé SUB-D15), permettant de connecter un
écran. Ce connecteur correspond à la carte graphique intégrée ;
• Prises audio (entrée Line-In, sortie Line-Out et microphone),
permettant de connecter des enceintes acoustiques ou une chaîne
hi fi, ainsi qu'un microphone. Ce connecteur correspond à la carte
son intégrée.
Les Disques durs
Un support composé de disques magnétiques. sur lesquels on
peut stocker de très grandes quantités d'informations.
• Caractéristiques:
 Capacité.
 Nombre de rotation.
 Type de connexion.
• Les interfaces:
 IDE (Integrated Drive Electronics).
 SCSI (Small Computer System Interface).
 ATA (Advanced Technologie Attachment).
 SATA (Serial ATA).
Les périphériques
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CD-ROM, DVD-ROM.
Les écrans.
Les claviers, les souris.
Les impriment, les scanners
Les cartes réseaux, les modems
CD-ROM et DVD-ROM
Ce sont des disques optique, sur les quelles on peut lire et
enregistrer des données, par ce qu’on appelle les lecteurs ou les
gravures.
• Types des disques optiques:
 CD-ROM, DVD-ROM: Pouvant être graver en une seule ou plusieurs fois
(multisession) sans suppression les donnés déjà présentes.
 CD-RW, DVD-RW: Pouvant être graver en une seule ou plusieurs fois (multisession)
avec la possibilité d'effacer complètement ou partiellement les données pour le
réutiliser.
 Dual Layer (Double couche) : Pouvant accueillir 8,5 giga-octets de données, et
nécessite un lecteur/graveur compatible.
• Caractéristiques:
 Capacité.
 Vitesse de gravure.
 Type du graveur/lecteur.
Les écrans
périphérique d'affichage de l'ordinateur.
• Types d’écrans:
 écrans à tube cathodique.
 écrans plats (LCD, Plasma).
• Caractéristiques:




La définition : Nombre de points (pixel) que l'écran peut afficher.
La taille.
La résolution : Nombre de pixels par unité de surface .
Le pas de masque.
• Les modes graphiques:
le mode d'affichage des informations à l'écran, en terme de définition et
de nombre de couleurs.
MDA, CGA, VGA, SVGA, …………
Les claviers et les souris
• Les claviers:
Le clavier ( keyboard) permet, de saisir des caractères, grâce à lui qu'il nous est
possible d'envoyer des commandes.
 Types des clavier:






AZERTY.
QWERTY.
le clavier à 83 touches, de type PC/XT, Le clavier à 84 touches, de type PC/AT .
Le clavier à 102 touches, appelé aussi clavier étendu.
Le clavier à 105 touches compatible Microsoft Windows 95.
Type de connecteur (PS/2, USB, IR,…..).
• Les souris:
périphérique de pointage permet de déplacer un curseur sur l'écran et de
sélectionner, déplacer, manipuler des objets grâce à des boutons.
 Types des souris:




Les souris mécaniques.
Les souris opto-mécaniques.
Les souris optiques.
Types des connecteurs (PS/2, USB, IR,…..)
Les imprimantes et les scanneurs
• Les imprimantes :
Des périphérique permettant d’imprimer les données d’ordinateur sur les papiers.
 Types d’imprimantes:
 L'imprimante matricielle.
 L'imprimante à jet d'encre.
 L'imprimante laser.
 Caractéristiques:





Vitesse d'impression.
Résolution.
Mémoire embarquée.
Le format de papier, Alimentation papier , Cartouches.
Type d’interface.
• Les scanneurs:
Un périphérique permettant la numérisation des documents, il transforme un
document papier en image numérique.
Types : scanners à plats, scanners à main , scanners par défilement .
Caractéristiques : Résolution, interpolée, Le format de document , Vitesse
d'acquisition , Interface.
Amorçage d’ordinateur
• Le démarrage d’ordinateur passe par plusieurs étapes, nommé séquence
d’amorçage. C’est toutes les étapes qui vont être exécutées dès le moment ou
vous allez démarrer votre ordinateur.
• La connaissance de ces étapes permet de savoir d'où vient les erreurs lors du
lancement d’ordinateur.
• Il faut comprendre les Pib sonore et la signification des messages pour analyser
les erreurs.
• Les étapes de démarrage d’ordinateur sont:
 La séquence POSTE (BIOS).
 MBR.
 Le secteur de boot.
 NTLDR.
 NTOSKRNL.exe.
 Bips sonore et alertes.
Le BIOS
Le BIOS :
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En anglas (Basic Input/Output System ).
En français (Système de gestion élémentaire des entrées/sorties).
Composant essentiel de l'ordinateur, permettant le contrôle des éléments matériels.
Un petit logiciel dont une partie est dans une ROM, et une autre partie est dans un EEPROM.
Le POST (Power-On Self Test):
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Vérifier le bon fonctionnement des matériels.
Si le POST rencontre une erreur le BIOS :
afficher un message à l'écran si possible ;
Emettre un signal sonore;
Envoyer un code (appelé code POST) sur le port série de l'ordinateur, pouvant être récupéré à
l'aide d'un matériel spécifique de diagnostic.
Le setup du BIOS:
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programme de configuration.
permet de modifier la configuration basique du système.
Ce type d'information est stockée dans une mémoire autoalimentée (CMOS).
Les étapes de démarrage d’ordinateur son
1. Séquence POST:
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•
•
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Il teste et initialise tous les matériels.
Contrôle les bus système.
Vérification des connecteurs d'extension.
Vérification de la mémoire de la carte graphique.
Teste de la RAM.
Vérification du clavier et de la souris.
Définition des différents lecteurs.
Comparaison avec le CMOS.
 Les erreurs peuvent êtres rencontrées:




Des erreurs d’ordre matériel.
Une barrette de RAM mal branchée.
Un composant manquant.
Une incompatibilité entre 2 matériels.
2. MBR:
• Master Boot Record ou table de partition.
• Trouve la partition active du disque.
• Charge le secteur de boot correspondant.
• Transférer l'exécution à ce dernier.
 Les erreurs peuvent êtres rencontrées:
 Erreurs d'ordre de stockage.
 plusieurs partitions actives.
 Aucun support de stockage valable.
 La table de partition soit altérée.
3. Le secteur de boot:
• Charger les 15 secteurs qui le suivent sur le disque appelés
" Boostrap Code ".
• Transférer le contrôle à un programme présent sur ces
secteurs.
• Le Boostrap Code s'occupent de localiser puis de transférer
l'exécution au fichier NTLDR.
 Les erreurs peuvent êtres rencontrées:
 Des problèmes hardware.
 Un des secteurs est manquant.
 Le disque sur lequel on démarre n'a pas de NTLDR.
 Un problème avec le fichier NTLDR.
4. NTLDR:
• Chargeur d'amorçage de Windows.
• Charge les pilotes du système de fichier approprié.
• En fonction du fichier Boot.ini, il Détecte quels Windows sont
installés et lequel il faut lancer.
• Charge le programme NTDETECT qui va détecter le matériel
du pc.
• Charge la majorité de la base de registre.
• Donne le contrôle à NTOSKRNL.exe.
 Les erreurs peuvent êtres rencontrées:
 Des problèmes liés aux fichiers qui doivent être lancés.
 Un fichier qui manque.
 Un problème d'accès à un des fichiers.
5. NTOSKRNL.exe:
• Le noyau NT va se lancer définitivement.
• Il charge le programme de logon.
Bips et alertes
• Les bips sonores qui sont émis dépendent
entièrement du BIOS.
• Après que l'affichage se soit initialisé, des
messages d'erreurs sont affichés.
• Des codes d’erreurs envoyé par la voie du
ports séries.
• Exemple Bips sonores BIOS AWARD :
Séquence de bips
Signification
1 long - 2 court
Erreur adaptateur vidéo
Boucle sans fin
Erreur mémoire
Bips à haute fréquence, en marche
Surchauffe du processeur
Répétition haut - court
Erreur du processeur
• Exemple messages d'erreurs BIOS AWARD:
Message
Signification
Diskette drive A error
La disquette dans le lecteur A n'est pas valide
Extended RAM failed at offset: nnn
Erreur dans la mémoire étendue
Failing Bits: nnnn
Erreur mémoire. Ce message vous indique les bits qui ont échoués.
Fixed Disk 0 Failure
Erreur avec le disque fixe 0.
Fixed Disk 1 Failure
Erreur avec le disque fixe 1.
Fixed Disk Controller Failure
Erreur avec le contrôleur de disque fixe 0.
Incorrect Drive A: type - run Setup
Le type du lecteur disquette dans le lecteur A est incorrect.
Invalid NVRAM media type
Problème d'accès au CMOS
Keyboard controller error
Erreur lors du test du contrôleur du clavier
Keyboard error
Erreur du clavier
Keyboard error nn
Une ou plusieurs touches on été pressées durant le test du clavier
Keyboard locked - Unlock key switch
Le clavier est verrouillé, cela peut-être dû à une touché pressée durant la sequence de test.