500 de transistors et moi et moi et moi - upjv informatique · ce qu’apporte ce cours ......

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500 millions de transistorset moi et moi et moi

Conception et fonctionnement des ordinateurs

Cyril Randriamaro

[email protected]

mailto:[email protected]

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Ce qu’il faut savoir A quoi ressemble un ordinateur Multiplication et division Prendre des notes...

Attention facile !

Nous allons voir : L'informatique Les ordinateurs Word / Excel... ou pas

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Ce qu’apporte ce cours Notions d’informatiques

PC/périphérique/données/Applications… Une compréhension

Une bonne noteou

Comment accélérermon ordinateur ???

Comment accélérermon ordinateur ???

Que faire ???j'ai perdu mes données !!!

Que faire ???j'ai perdu mes données !!!

Pourquoi mon ordinateurest-il bloqué ?

Pourquoi mon ordinateurest-il bloqué ?

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Concepts de base

InstructionsNumérique / AnalogiqueDéfinition d'un ordinateur

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Définition : un Ordinateur

PC / MAC, Tablette / Smartphone Téléphone Fixe, Aspirateur, voiture ...

Ordinateur Universel !

DonnéesDonnées

DonnéesDonnées

RésultatRésultat

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Bases de l’Informatique Informatique =

traitement de l’information Principe simple :

Lire les données Les traiter Écrire résultat

= Une instruction

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Exemples d'instructions Calculatrice (calcul simple)

1 + 2 Excel

En C1 mettre « = A2 + B3 »

Word (mise en italique) Hello

Comment sont codées ces données ?

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Codage Numérique Un nombre (entier) code une

information : Un texte (chaque caractère)

ABCDE F=1 2 3 4 5 27 6 Un son (chaque note) Une image (chaque point) Un film (chaque 24ième de seconde) Un nombre (discret)

ascii : A=65 , espace=32

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Codage numériquenaturel

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Codage usuel

Codage binaire Alphabet constitué de 0 et 1

0 0 1 1 2 10 3 11 4 100 5 101 6 110 7 111

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Unités usuelles Tout est codé en binaire (bits)

Prend la valeur 0 ou 1 Une unité est un octet (8 bits) 1 ko = 1024 octets, 1 Mo = 1024 Ko

Kilo octets, Méga octets 1 Go = 1024 Mo, 1 To = 1024 Go

Giga octets, Tera octets 1 Po = 1024 To

Peta octets ... exa, zetta, xona ...

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Unités Officielles

Kibi, Kio 210 - Ko 103 - 2%

Mébi, Mio 220 - Mo 106 - 5%

Gibi, Gio 230 - Go 109 - 7%

Tébi, Tio 240 - To 1012 - 9%

Pébi, Pio 250 - Po 1015 - 11%

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Exemple : une photo Chaque point peut avoir 16 millions de

couleurs (3 octets) Répartis en Rouge, vert et bleu

L’image fait 1024x1024 points 1 Méga Pixel

Quelle est sa taille ?

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Une image Tableau de pixels

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Exemple : une photo Chaque point peut avoir 16 millions de

couleurs (3 octets) Répartis en Rouge, vert et bleu

L’image fait 1024x1024 points 1 Méga Pixel

Quelle est sa taille ? En 256 couleurs (niveau de gris) ? (1o) En noir et blanc ?

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Les appareils photos

9 Méga Pixel Environ 3000 pixels par côté 4 octets par pixel

Taille d'une image 9 Méga X 4 octets = 36 Mo

Taille de la mémoire 8 Go, soit 228 photos...

En réalité, on en stocke plus de 400...

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Compression de données Le principe : réduire l’espace de

stockage d’une information. Nécessite un outil pour compresser et

pour décompresser les données. Exemple : le fichier "zip"

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Texte compressé Classiquement : 1 caractère par octet

256 caractères possibles Sur cette page : il y en a moins de 32

Se code sur 5 bits Taille du codage de ce texte :

Classiquement = 234 octets Compressé = 234 x 5 / 8 = 147 octets

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Les images compressées Sans perte d’information

Utilisation des répétitions des couleurs Si noir=0, rouge=2, bleu=3 333333333111112222222 Donne 935172

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Les images compressées Avec perte d’information

Utilisation de la « ressemblance »des couleurs

!

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Les images compressées

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La musique compressée Format non compressé

WAV (WAVE), AIFF (Mac) Format compressé non destructif

Flac (Free Lossless Audio Codec) Format compressé : WMA, MP3

Par destruction / Par « joint stéréo » Le MP3 est-il illégal ???

Copie de sauvegarde / non diffusion Droits libérés ...HADOPI...

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La vidéo compressée Format non compressé : connais pas ! Formats compressés :

M-JPEG, MPEG, DivX… Nécessité d’un CoDec

Et au cinéma ... Cinéma numérique 2005-2013 Technologie laser en 2014

… et comment communiquer ces données ?

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D'accord !On sais ce qu'est une donnée.

Mais on ne sais pas la communiquer !

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Communiquerdans la nature...

Par la lumière Animaux et certaines plantes

Par le son Animaux principalement

Par la chimie Plantes, odorat, échanges internes

Toujours le même principe : Seuil de déclenchement !

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Analogique / Numérique Principe du bouton

de volume Graduations fixes Mais on peut

toujours affiner le réglage

Échantillonnage

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Communiquer des données

1234567

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Analogique / Numérique Caractéristiques de l’analogique

Une très haute précision Mais des parasites visibles

Caractéristiques du numérique Précision suffisante pour l’Humain (ou pas) Aucun « bruit »

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Bruit dans un signal

1234567

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CD : analogique au numérique

Enregistrement Mixage Gravage

Différentes qualités de CD DDD, ADD, AAD

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Idée du fonctionnement...

R ER E

Le véritable principe est à peine plus complexe…

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Supports numériques connus CD et DVD Caméra et appareil photo Téléphone (presque toujours) Télévision

… et l’ordinateur, bien sûr

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Ordinateurs PC

Principe de baseDivers typesDétail des composants

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Divers types d’ordinateurs :Toujours le même Principe PC (Personal Computer), portable Miniaturisation

SmartPhone, tablettes Systèmes embarqués

Surpuissance Serveurs Machines parallèles Grappes de PCs (cluster) Systèmes embarqués

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PC : vue externe Clavier

Souris Écran Imprimante

Scanner Multimédia (son, vidéo)

Unité centrale

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Principe de base

Unité Centrale

clavier/souris écran

caméraimprimante

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Principe de base

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Principe de base

Unité Centrale

clavier/souris écran

caméraimprimante

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PC : vue interne

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Principe de base

Processeur

Clavier / souris Mémoire Vive

DisquePériphériques

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Principe de base Processeur



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Périphériques

Connexions : (PS2), Usb (firewire), série (parallel), Bluetooth Rj45, wifi …

Périphériques : Clavier, souris Imprimante,

scanner, caméra Disque dur externe

Processeur



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Carte mère

Et tout ce qu’elle contient

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Carte mère

Colonne vertébrale de l’ordinateur

conditionne beaucoup de paramètres de l’ordinateur

supporte un ensemble de circuits électroniques et de connecteurs qui déterminent les composants qu’elle pourra accueillir

Processeur



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Contrôle

Processeur Dit CPU (Calculation

Process Unit) Chipset

orchestre la carte mère

Processeur



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Connecteurs

Port AGP

Processeur



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Connecteurs

Port AGP Port PCI & PCI-E

Processeur



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Brancher (pluguer) une carte Ouvrir le capot de l’ordinateur (débranché) Retirer un cache

Retirer une visse en haut Insérer la carte

Les connecteurs dans le slot Visser la baguette

qui prend la place du cache Remettre le capot Mettre le pilote (driver)

Insérer le CD quand l’ordinateur le demande

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Connecteurs

Bancs mémoire

Processeur



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Connecteurs

Bancs mémoire Disques durs

IDE – SCSI SATA

Processeur



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Connecteurs

Banques mémoire Disques durs

IDE, SATA SCSI

Externes PS/2 (couleurs) Série<parallèle<USB Midi/Fireware

Processeur



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BIOS

Circuit de démarrage Horloge et pile

Processeur



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Bios Détermine

Le processeur La mémoire Les périphériques de stockage

Réglage au démarrage Tableau de paramètres Mécanismes Plug-and-Play

Processeur



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Processeur

AutrefoisMaintenantPerformances

Processeur



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Autrefois

Série de tubes à vide (Bug)

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Maintenant Transistors Plusieurs millions Sur une petite surface Échauffement Mémoire Cache

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Processeur Transistors

Plusieurs millions sur moins de 4 cm2

Caractéristiques : Vitesse (4 Ghz) Cache (2 Mo)

Sur plusieurs niveaux Modèle (pour la carte mère)

Multi-processeur (multi-coeur)

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Performance Fréquence du processeur

4 Ghz (4 .109 hz) 1 instruction prend 0,25 .10-9 secondes

Vitesse de la lumière 0,3 .109 m/s

7,5 cm parcourus durant 1 instruction !

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Loi de moore

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Récapitulons

Carte mère (connecteurs)Cartes fillesprocesseur

Processeur



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Mémoire RAM RAM = Random Access Memory

En barrettes

Taille de 1 à 64 Go

Vitesse de 100 Mhz à 1 Ghz

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Disque dur

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Disque dur

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