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Un ordinateur est un équipement permettant de traiter des informations selon des procédures. Dès l'origine, les ordinateurs ont été utilisés pour le calcul arithmétique car ils répondaient à un besoin en la matière. Il ne s'agit toutefois pas de simples calculateurs et un ordinateur a une architecture fondamentalement différente de celle d'une calculette, par exemple. Dans un ordinateur, les données sont banalisées et peuvent être considérées indifféremment comme des nombres, comme des commandes, comme des valeurs logiques ou comme tout autre symbole défini arbitrairement (lettre de l'alphabet, par exemple).
Un ordinateur est avant tout, comme le laisse deviner son nom, une machine à "ordonner" des données, à savoir les mettre en ordre, les trier et les classer, selon une logique définie.
Le calcul est une des applications possible lorsque les données sont traitées comme des nombres.
Parmi celles qui ne relèvent pas du calcul, le traitement de texte est une des applications les plus connues du grand public actuellement; la gestion des bases de données en est une autre.
L'architecture générale d'un ordinateur peut être dissociée en deux catégories :
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2 Types d'ordinateurs 3 Liens externes |
Fonctionnement d'un ordinateur
Les technologies utilisées ont énormément changé depuis les années 40. Toutefois, pour la plupart, elles utilisent les concepts définis par John von Neumann.
L'architecture de Von Neumann décompose l'ordinateur en 4 parties distinctes :
Cette mémoire a pour caractéristique de pouvoir être réécrite des millions de fois.
La taille de chacun des blocs de mémoire, ainsi que la technologie utilisée ont énormément varié au fil du temps et selon les ordinateurs. Depuis des relais electromécaniques, des tubes au mercure au sein desquels étaient générées des ondes accoustiques, les transistors individuels, jusqu'à des circuits intégrés incluant des millions de condensateurs.
Processeur
L'unité arithmétique et logique ou UAL est l'élément qui réalise les opérations élémentaires (additions, soustractions ...), les opérateurs logiques (ET, OU, NON) et les opérations de comparaison (par exemple la comparaison d'égalité entre deux zones de mémoire). C'est à cet endroit qu'est vraiment effectué le travail de l'ordinateur.
L'unité de contrôle permet de garder en mémoire les zones contenant les différentes informations. Elle indique alors à la l'UAL quelles opérations effectuer et se charge de transférer les résultats vers les zones adéquates. une fois l'opération effectuée, l'unité de contrôle passe à l'instruction suivante.
Entrées-Sorties
Les dispositifs d'entrée/sortie permettent à l'ordinateur de communiquer avec l'extérieur. Le nombre de ces dispositifs est trés important, du clavier à l'écran en passant par la Webcam.
Le point commun entre tous les périphériques d'entrée est qu'ils convertissent l'information qu'ils récupèrent de l'extérieur en données compréhensibles par l'ordinateur. A l'inverse, les périphériques de sorties décodent l'information fournie par l'ordinateur afin de les rendre utilisables par l'utilisateur.
Au sein de l'ordinateur, les instructions correspondent à des codes - le code pour une copie étant par exemple 001. L'ensemble d'instructions qu'un oridnateur supporte correspond au langage machine. En général, les humains n'utilisent pas ce type de langage mais passent par ce que l'on appelle un langage de haut niveau qui est ensuite transformé en lagage machine par un programme dédié (un interpréteur ou un compilateur selon le langage).
Certains langages, comme l'assembleur sont dits langages de bas niveau car les instructions qu'ils utilisent sont trés proches de celles de l'ordinateur. Les programmes écrits dans ces langages sont ainsi trés dépendants de la plateforme pour laquelle ils ont été développés.
Il existe aussi des systèmes plus performants qui contiennent plusieurs processeurs fonctionnant simultanément.
Les logiciels informatiques correspondent à de larges listes d'instructions données à un ordinateur. De nombreux programmes contiennent des millions d'instructions, effectuées pour certaines de manière répétitive. Un PC classique en 2003 peut exécuter 2 à 3 milliars d'instructions par seconde.
Ce nos jours, la plupart des ordinateurs permettent d'exécuter plusieurs programmes à la fois. Cette possibilité est appelée multitâche. En réalité, le processeur n'exécute qu'une instruction à la fois, passant d'un programme à l'autre. Le fait que la durée de chacune des instruction s'exécute en un temps infime entraîne une transparence pour l'utilisateur du point de vue duquel tous les programmes s'exécutent en simultanée. Les priorités associées aux différents programmes sont gérées par le système d'exploitation.
Le système d'exploitation est le programme central qui contient les éléments de base nécessaires au bon fonctionnement de l'ordinateur.
Le système d'exploitation décidé quels programmes doivent être utilisés et quels entrées-sorties leur aassocier. Le système d'exploitation fournit aussi des outils aux autres programmes (comme les drivers) afin de faciliter l'utilisation des différents périphériques sans connaître les détails physiques.
Instructions
Les instructions que l'ordinateur peut comprendre ne sont pas celles du langage humain. Un ordinateur est capable de comprendre un nombre limité d'instructions bien définies. Des instructions typiques comprises par un ordinateur sont "copier le contenu de la cellule 123, et le placer dans la cellule 456", "Ajouter le contenur de la cellule 321 à celui de la cellule 654 et placer le résultat dans la cellule 777" et "si le contenu de la cellule 999 vaut 0, exécuter l'instruction à la cellule 345".Architecture
Dans les ordinateurs récents, l'UAL et l'unité de contrôle sont situées au sein d'un même circuit intégré connu sous le nom de processeur. Typiquement, la mémoire est située sur des circuits intégrés situés près de ce processeur. Logiciels
Article détaillé : LogicielSystème d'exploitation
Article détaillé : Système d'exploitationTypes d'ordinateurs
Liens externes