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UNIVERSITE MOULOUD MAMMERIE DE TIZI-OUZOU
FACULTE DES SCIENCES ET THECNOLOGIES
DEPARTEMENT DE MATHEMATIQUE ET D’INFORMATIQUE
ELECTRONIQUE ET COMPOSANTS DES SYSTEMES
Chapitre 1. Préambule – Définitions et Généralités
1/ Préambule :
Ce cours intitulé « Électronique et Composants des Systèmes » est destiné aux étudiants de 1ère année MI.
Le contenu de ce cours est par conséquent orienté particulièrement vers les étudiants qui auront pour
parcours pédagogiques soit Informatique, Recherche Opérationnelle ou Mathématiques (Analyse, Algèbre,
Statistiques et Probabilité).
Ainsi, le système électronique objet de l’étude de ce cours est l’ordinateur.
2/ Définitions et généralités :
L’électronique : C’est une science technique, ou science de l’ingénieur, constituant l'une des branches les
plus importantes de la physique appliquée, qui étudie et conçoit les structures effectuant des traitements de
signaux électriques, c'est-à-dire de courants ou de tensions électriques, porteurs d’informations.
L’information : Considérée dans le sens le plus large, la désignation de toute grandeur physique (telle la
température, le son ou la vitesse) ou abstraite (telle une image, un code…) qui peut évoluer en temps réel
selon une loi inconnue à l’avance, ou plus souvent prévu à cet effet.
On associe souvent l'électronique à l'utilisation de faibles tensions et courants électriques.
On date généralement les débuts des applications de l'électronique à l'invention du tube électronique en
1904, l'ancêtre du transistor. Ce dernier compose actuellement l’essentiel des processeurs grand public.
Les systèmes électroniques sont souvent conçus en deux parties :
L’une, opérative, gère les signaux de puissance porteurs d'énergie (courants forts).
L’autre, informationnelle, gère les signaux porteurs d’information (courants faibles).
Les applications électroniques peuvent être divisées selon deux groupes distincts : le traitement de
l’information et la commande.
La première englobe les domaines tel que l’informatique, les télécommunications, les mesures, tandis que la
seconde s'occupe de la gestion de l'information (ordres), par exemple les microprocesseurs, les PIC, ou
encore les moteurs pas à pas. Les applications de commande ont pour objet le contrôle du fonctionnement
d’un système naturel ou technique.
Un signal est une grandeur qui est considérée comme représentant de manière suffisamment satisfaisante
une grandeur physique donnée et qui porte l'information à traiter. Il s'agit en général d'une tension électrique,
d'un courant, mais ce peut être également un champ électrique ou magnétique.
Traditionnellement, les signaux sont classés en 3 grands types :
Signaux analogiques ; Signaux numériques ; Signaux de puissance.
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L’électronique s’intéresse au traitement continu des signaux analogiques, c’est-à-dire ceux évoluant d’une
façon continue dans le temps.
L’électronique numérique s’intéresse au traitement des signaux dont l’espace de valeurs est discret. Ainsi
le nombre de valeurs que peuvent prendre ces signaux est limité. Celles-ci sont codées par des nombres
binaires. Dans le cas le plus simple, un signal numérique ne peut prendre que deux valeurs : 1 et 0.
L’électronique numérique est utilisée en particulier dans les systèmes contenant un microprocesseur ou un
microcontrôleur. Par exemple, un ordinateur est un appareil constitué en majeure partie par de l’électronique
numérique.
On parle aussi d’électronique mixte lorsque l'on est en présence d’un système dans lequel coexistent les
signaux numériques et analogiques. Les modules particuliers à cette discipline sont le convertisseur
analogique-numérique (CAN) et le convertisseur numérique-analogique (CNA). Ils permettent de
transformer un signal analogique en signal numérique et vice versa, en réalisant ainsi une interface entre les
modules purement analogiques (comme les capteurs) et purement numériques.
Informatique : Science du traitement de l'information; ensemble de techniques de la collecte, du tri, de la
mise en mémoire, du stockage, de la transmission et de l'utilisation des informations traitées
automatiquement à l'aide de programmes mis en œuvre sur ordinateurs.
L'informatique : C’est un domaine d'activité scientifique, technique et industriel concernant le traitement
automatique de l'information via l’exécution de programmes informatiques par des machines ou systèmes
électroniques tels que : des ordinateurs, des robots, des automates, etc.
Un système informatique : C’est un ensemble de composants de type logiciel (software) et matériel
(hardware), mis ensemble pour collaborer dans l'exécution d'une application. Le principal composant
matériel est l’ordinateur
Un composant électronique : C’est un élément destiné à être assemblé avec d'autres afin de réaliser une ou
plusieurs fonctions électroniques.
Les composants forment de très nombreux types et catégories, ils répondent à divers standards de l'industrie
aussi bien pour leurs caractéristiques électriques que pour leurs caractéristiques géométriques. Leur
assemblage est préalablement défini par un schéma d'implantation.
Les composants de base de l’électronique sont les transistors, les résistances, les condensateurs, les diodes,
etc.
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Le transistor est un composant électronique actif utilisé :
Comme interrupteur dans les circuits logiques ;
Comme amplificateur de signal ;
Pour stabiliser une tension, moduler un signal ainsi que pour de nombreuses autres applications.
La diode est un composant électronique. C'est un dipôle non-linéaire et polarisé (ou non-symétrique). Le
sens de branchement de la diode a donc une importance sur le fonctionnement du circuit électronique.
Un circuit imprimé (ou PCB de l'anglais Printed circuit board) est un support, en général une plaque,
permettant de maintenir et de relier électriquement un ensemble de composants électroniques entre eux, dans
le but de réaliser un circuit électronique complexe. On le désigne aussi par le terme de carte électronique.
Presque tous les domaines de l'électronique utilisent maintenant des circuits imprimés : micro-ordinateur;
imprimante; calculatrice; appareillage électroménager ; etc.
Certains composants d'ordinateur sont (par construction) des circuits imprimés : la carte mère; les barrettes
mémoires; les cartes d'extension de micro-ordinateur PCI/ISA; les clés USB.
Système électronique :
Les pièces intérieures sont, la plupart du temps, montées sur des circuits imprimés. Différentes pièces sont
construites par différentes marques et connectées entre elles. Le respect des normes par les différentes
marques permet le fonctionnement de l'ensemble. Les pièces servent soit à recevoir des informations, à les
envoyer, les échanger, les stocker ou les traiter. Toutes les opérations sont effectuées conformément aux
instructions contenues dans les logiciels et aux manipulations des périphériques de l'interface homme-
machine.
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Qu’est-ce qu’un ordinateur ? C'est une machine électronique à programme enregistré, constitué par des ressources logicielles (software) et
par des ressources matérielles (hardware) qui peut :
- Recevoir des informations et les enregistrer.
- Traiter ces informations selon des programmes qui ont été enregistrés dans la machine permettant :
De classer, copier, effacer, éditer, afficher à l'écran, présenter les informations sous forme graphique ou
autre, les envoyer vers une imprimante, et faire des choses telles que contrôler une autre machine.
Effectuer une énorme quantité de calculs à la vitesse de l'éclair.
LES DIFFERENTES GENERATIONS DES ORDINATEURS :
Première génération: 1945-1958 :
- C'est la génération des ordinateurs spécialisés, c'est à dire, soit nous avions des ordinateurs à usage
scientifique (pour résoudre des calculs importants), soit des ordinateurs à usage gestionnaire.
- C'est l'époque de la technologie des lampes ou des relais. L'organisation de l'ordinateur était simple
avec peu d'unités différentes. Le nombre d'éléments logiques était de l'ordre de 104 environ.
- Au niveau logiciel, la programmation se faisait en langage machine, grâce à l'assembleur
symbolique.
Deuxième génération: 1958-1964
- C'est la génération des ordinateurs à usage général utilisés pour le traitement des données, et non pas
seulement pour le traitement des nombres.
- D'un point de vue technologique, le passage à la seconde génération correspond à l'utilisation du
transistor dans la conception des éléments de l'ordinateur. Cela permet d'augmenter d'un ordre de
grandeur, le nombre d'éléments logiques (105). Les systèmes étaient composés d'un petit nombre
d'unités assez complexes. Le premier ordinateur à transistor, appelé TRADIC (800 transistors) est
apparu en 1954.
- Coté logiciel, les premiers langages évolués de programmation voient le jour (COBOL, FORTRAN,
ALGOL, LISP), ainsi que la notion de macro-assembleur.
- C'est aussi au cours de cette génération qu'est né le premier mini-ordinateur, le PDP-1 de Digital
Equipment Corporation (1961).
Troisième génération: 1964-1978
- La troisième génération est celle du passage du traitement de données au traitement de l'information.
La donnée possède une sémantique et pas seulement une syntaxe.
- Au niveau technologique, elle est marquée par l'utilisation de circuits intégrés SSI (Small Scale
Integration) puis MSI (Medium Scale Integration), c'est à dire des circuits contenant environ d'abord
une dizaine de composants élémentaires, puis quelques centaines.
- Au niveau de l'architecture des machines, c'est l'avènement de la notion de famille, avec la série 360
d'IBM : une gamme de machines exécutant le même jeu d'instructions.
- La troisième génération est aussi la génération des mini-ordinateurs. C'est aussi la génération des
premiers microprocesseurs avec le circuit 4004 d'INTEL, apparu en 1972.
Quatrième génération: 1978-1985
- Cette génération est caractérisée principalement par la notion de réseaux de machines.
- Au niveau technologique, l'utilisation de circuits LSI (Large Scale Integration) contenant plusieurs
centaines d'éléments logiques, permet d'augmenter, encore d'un ordre de grandeur, le nombre de
composants logiques élémentaires (107).
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- Face à la stagnation de la sémantique des jeux d'instructions et à la complexité grandissante des
langages de programmation qui entraine une forte augmentation de la complexité des compilateurs,
l'époque charnière entre la troisième et la quatrième génération voit l'apparition d'un nouveau
concept architectural : les machines langages ou multi-langages (Symbol, Burroughs B1700, Intel
IAPX 432).
Cinquième génération: 1985-...
- La dernière génération (pour l'instant), c'est celle des systèmes distribués interactifs. Ce fut en son
début, la génération de machines langages dédiées à l'intelligence artificielle.
- Niveau technologique, les progrès sont immenses, par rapport aux premières générations. On parle
de niveau d'intégration VLSI (Very Large Scale Integration) voire même de WSI (Wafer Scale
Integration), ce qui a permis d'augmenter de plusieurs ordres de grandeurs, le nombre de composants
logiques élémentaires dans une machine (108).
- Côté architecture, c'est le retour à des jeux d'instructions beaucoup plus simples (architecture RISC :
Reduced Instruction Set Computers), permettant des organisations plus performantes (processeurs
multi-scalaires).
- La cinquième génération est aussi la génération des architectures à parallélisme massif (plusieurs
milliers ou millions de processeurs élémentaires).
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UNIVERSITE MOULOUD MAMMERIE DE TIZI-OUZOU
FACULTE DES SCIENCES ET THECNOLOGIES
DEPARTEMENT DE MATHEMATIQUE ET D’INFORMATIQUE
ELECTRONIQUE ET COMPOSANTS DES SYSTEMES
Chapitre II : Eléments d’un ordinateur
I/ Définitions :
Un ordinateur : Un ordinateur est une machine électronique à programme enregistré, constitué par des ressources logicielles (Software) et par des ressources matérielles (Hardware).
PC : Le terme PC (Personal Computer) a été introduit en 1981 lorsque la firme IBM (Internal Business Machines) a commercialisé pour la première fois un ordinateur destiné à une utilisation
personnelle, pour cela, le PC est défini par une architecture minimale laissant la liberté à chacun de
rajouter les périphériques d’entrée/sorties nécessaires à l’utilisation visée : personnelle ou
professionnelle.
II/ Exemples d’ordinateurs :
• Un PC (Personal Computer) portable ou de bureau :
• Smartphone (Téléphone intelligent) :
Tablette tactile :
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III/ Applications d’un ordinateur :
L’ordinateur est utilisé pour accélérer le traitement et pour avoir un résultat de calcul correct (précis).
On cite quelques applications :
• envoi de courrier électronique ;
• accès à Internet ;
• création de sites Web ;
• lecture de CD-Rom ou de DVD ;
• archivage et retouche de photos ;
• jeux vidéo ;
• bureautique : traitement de texte, tableur, gestion de bases de données... ;
• gestion et comptabilité : facturation, paye, stocks... ;
• analyse numérique ;
• prévisions météorologiques ;
• aide à la conception électronique (CAO) ou graphique (DAO) ;
• pilotage de satellites, d’expériences...etc.
IV/ Schéma général d’un système informatique :
En première approche, un ordinateur est constitué :
- D’un processeur qui effectue les traitements. - D’une mémoire centrale où ce processeur range les données et les résultats de ces traitements. - Des périphériques permettant l’échange d’informations avec l’extérieur.
Tous ces constituants sont reliés entre eux par l’intermédiaire de bus, qui sont les artères centrales et leur
permet de s’échanger des données.
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Un système d’information nécessite des informations ou données en entrées. Ces données doivent
être codées (codage de l’information) pour être mises en mémoire dans la machine.
Exemple :
Une lettre « A » est entrée au clavier, on transmet une impulsion électrique du clavier à l'unité
centrale, cette impulsion est codée en binaire 01000001 (code 65). Ces informations sont traitées par
le programme de traitement de textes dans le processeur (ou CPU) puis sont restituées à l’écran.
V/ Eléments d’un ordinateur :
D’un point de vue matériel, l’ordinateur est composé :
- D’une unité centrale.
- Des périphériques d’Entrées (1 seul sens).
- Des périphériques de Sorties (1 seul sens).
- Des périphériques d’Entrées/Sorties (2 sens).
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Le cœur du système « Ordinateur » est l’unité centrale où l’on trouve les éléments suivants:
- La carte mère.
- Le processeur.
- La mémoire.
- La carte graphique.
- Le disque dur.
Dans les chapitres qui suivront, nous allons voir en détails chaque élément cité ci-dessus ainsi que
leurs rôles dans un système électronique qui est dans notre cas l’Ordinateur.
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ELECTRONIQUE ET COMPOSANTS DES SYSTEMES
Chapitre III : Composants électroniques d’un ordinateur
I/ Les principaux composants d’un ordinateur et leur rôle
I.1 La carte mère :
La carte mère constitue le composant principal d’un PC.
Son rôle est d’assurer la connexion physique des différents composants (processeur, mémoire,
connecteurs d'entrées/sorties, ...) par l’intermédiaire de différents bus (adresses, données et
commande).
La qualité de la carte mère est vitale puisque la performance de l’ordinateur dépend énormément
d’elle.
I.1.1 Facteurs d’encombrement des cartes mères :
La carte mère est une plaque électronique dont la taille peut varier selon sa norme.
On désigne généralement par le terme « facteur d'encombrement » (ou facteur de forme, en anglais form
factor), la géométrie, les dimensions, l'agencement (l’installation) et les caractéristiques électriques de la
carte mère. Afin de fournir des cartes mères pouvant s'adapter dans différents boîtiers de marques
différentes, des standards ont été mis au point
ATX : Le format ATX (Advanced Technology Extended) s'agit d'un format étudié pour améliorer
l'ergonomie. Ainsi la disposition des connecteurs sur une carte mère ATX est prévue de manière à optimiser
le branchement des périphériques (les connecteurs IDE « Integrated Drive Electronics » sont par exemple
situés du côté des disques). D'autre part, les composants de la carte mère sont orientés parallèlement, de
manière à permettre une meilleure évacuation de la chaleur ;
ATX standard : Le format ATX standard présente des dimensions classiques de 305x244 mm.
Il propose un connecteur AGP (Accelerated Graphics Port) et 6 connecteurs PCI (Peripheral Component
Interconnect).
micro-ATX : Le format microATX est une évolution du format ATX, permettant d'en garder
les principaux avantages tout en proposant un format de plus petite dimension (244x244 mm), avec un
coût réduit. Le format micro-ATX propose un connecteur AGP et 3 connecteurs PCI.
Flex-ATX : Le format FlexATX est une extension du format microATX afin d'offrir une
certaine flexibilité aux constructeurs pour le design de leurs ordinateurs. Il propose un connecteur AGP
et 2 connecteurs PCI.
mini-ATX : Le format miniATX est un format compact alternatif au format microATX (284x208
mm), proposant un connecteur AGP et 4 connecteurs PCI au lieu des 3 du format microATX. Il est
principalement destiné aux ordinateurs de type mini-PC (barebone).
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BTX : Le format BTX (Balanced Technology eXtended), porté par la société Intel, est un format prévu pour
apporter quelques améliorations de l'agencement des composants afin d'optimiser la circulation de l'air et de
permettre une optimisation acoustique et thermique. Les différents connecteurs (connecteurs de mémoire,
connecteurs d'extension) sont ainsi alignés parallèlement, dans le sens de circulation de l'air. Par ailleurs le
microprocesseur est situé à l'avant du boîtier au niveau des entrées d'aération, où l'air est le plus frais. Le
connecteur d'alimentation BTX est le même que celui des alimentations ATX. Le standard BTX définit trois
formats :
BTX standard : présentant des dimensions standard de 325x267 mm ;
micro-BTX : de dimensions réduites (264x267 mm) ;
pico-BTX : de dimensions extrêmement réduites (203x267 mm).
ITX : Le format ITX (Information Technology eXtended), porté par la société Via, est un format
extrêmement compact prévu pour des configurations exigûes telles que les mini-PC. Il existe deux
principaux formats ITX :
mini-ITX : avec des dimensions minuscules (170x170 mm) et un emplacement PCI ;
nano-ITX : avec des dimensions extrêmement minuscules (120x120 mm) et un emplacement
miniPCI.
Ainsi, du choix d'une carte mère (et de son facteur de forme) dépend le choix du boîtier. Le tableau ci-
dessous récapitule les caractéristiques des différents facteurs de forme :
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I.1.2 Composants intégrés :
La carte mère contient un certain nombre d'éléments embarqués, c'est-à-dire intégrés sur son circuit
imprimé (PCB):
- Le chipset, circuit qui contrôle la majorité des ressources (interface de bus du processeur, mémoire
cache et mémoire vive, slots d'extension,...),
- L'horloge et la pile du CMOS,
- Le BIOS,
- Le bus système et les bus d'extension.
En outre, les cartes mères récentes embarquent généralement un certain nombre de périphériques multimédia
et réseau pouvant être désactivés :
- Carte réseau intégrée ;
- Carte graphique intégrée ;
- Carte son intégrée ;
- Contrôleurs de disques durs évolués.
I.1.2.3 Le chipset :
Le chipset (traduisez jeu de composants ou jeu de circuits ou jeu de puces) est un circuit électronique
chargé de coordonner les échanges de données entre les divers composants de l'ordinateur (processeur,
mémoire, périphériques… etc.) C’est le lien entre les différents bus de la carte mère. Dans la mesure où le
chipset est intégré à la carte mère, il est important de choisir une carte mère intégrant un chipset récent afin
de maximiser les possibilités d'évolutivité de l'ordinateur.
Les chipsets des cartes-mères actuelles intègrent généralement une puce graphique et presque
toujours une puce audio, ce qui signifie qu'il n'est pas nécessaire d'installer une carte graphique ou une carte
son. Ces cartes intégrées sont maintenant presque toujours de bonne qualité et il n'est en général pas
nécessaire de les désactiver dans le setup du BIOS, même si on veut installer des cartes d'extension de
meilleure qualité dans les emplacements prévus à cet effet ; le simple fait de mettre en place une carte
d'extension suffisant pour désactiver la carte intégrée.
Les principaux fabricants: Intel, AMD, SIS (Silicon Integrated Systems), nVIDIA, Azus, VIA.
On le trouve aussi dans des appareils électroniques : console de jeux vidéo, téléphone mobile,
appareil photographique numérique, GPS… etc.
- Le pont Nord : s’occupe d’interfacer le microprocesseur avec les périphériques rapides (mémoire et
carte graphique) nécessitant une bande passante élevée.
- Le pont Sud : s’occupe d’interfacer le microprocesseur avec les périphériques plus lents (disque
dur, CDROM, lecteur de disquette, réseau, etc…).
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I.1.2.4 Le BIOS (Basic Input Output Système):
Le BIOS (Basic Input/Output System) est le programme basique servant d'interface entre le système
d'exploitation et la carte mère. Le BIOS est stocké dans une ROM (mémoire morte, c'est-à-dire une mémoire
en lecture seule), ainsi il utilise les données contenues dans le CMOS pour connaître la configuration
matérielle du système.
Il est possible de configurer le BIOS grâce à une interface (nommée BIOS setup, traduisez
configuration du BIOS) accessible au démarrage de l'ordinateur par simple pression d'une touche
(généralement la touche Suppr. En réalité le setup du BIOS sert uniquement d'interface pour la
configuration, les données sont stockées dans le CMOS.
I.1.2.5 L’horloge :
L'horloge temps réel (notée RTC, pour Real Time Clock) est un circuit chargé de la synchronisation
des signaux du système. Elle est constituée d'un cristal (Quartz piézoélectrique) qui, en vibrant, donne des
impulsions (appelés tops d'horloge) afin de cadencer le système. On appelle fréquence de l'horloge
(exprimée en MHz) le nombre de vibrations du cristal par seconde, c'est-à-dire le nombre de tops d'horloge
émis par seconde. Plus la fréquence est élevée, plus le système peut traiter d'informations.
I.1.2.6 La pile et le CMOS de la carte mère :
Il faut savoir que les informations sur le matériel installé dans l'ordinateur, la date, l'heure,... sont
conservées dans le CMOS.
Le CMOS est la partie du BIOS qui contient toutes les
informations sur la configuration matérielle d'un ordinateur.
Le CMOS (Complementary Metal Oxyd
Semiconductor) est la partie du BIOS qui est aussi une
mémoire vive et qui contient toutes les informations sur la
configuration matérielle d'un ordinateur, continuellement
alimenté par une pile au lithium pour conserver les
informations lors de la mise hors tension du PC.
N.B : Lorsque l'heure du système est régulièrement réinitialisée, ou que l'horloge prend du retard, il
suffit généralement d'en changer la pile !
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I.1.2.7 Les ports de connexion:
Ils permettent de connecter des périphériques sur les différents bus de la carte mère.
Il existe deux types de ports :
- Ports « internes » pour connecter des cartes d’extension (PCI, ISA, AGP) ou des
périphériques de stockage (IDE, Serial ATA) .
- Ports « externes » pour connecter d’autres périphériques (série, parallèle, VGA, USB, FireWire).
Ports Internes :
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Port externe :
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I.1.2.8 Le Socket (Socle) et le Slot:
C’est le nom du connecteur destiné au microprocesseur. Il détermine le type de microprocesseur
que l’on peut connecter.
Slot (en français fente) : il s'agit d'un connecteur rectangulaire dans lequel on enfiche le processeur
verticalement.
Socket (en français embase) : il s'agit d'un connecteur carré possédant un grand nombre de petits
connecteurs sur lequel le processeur vient directement s'enficher.
I.1.2.9 Les Bus:
Il existe différents bus chargés de transporter les informations entre le microprocesseur et la
mémoire ou les périphériques :
Bus processeur : on l’appelle aussi bus système ou FSB (Front Side Bus). Il relie le
microprocesseur au pont nord puis à la mémoire. C’est un bus 64 bits.
Bus PCI (Peripheral Component Interconnect) : Il a été créé en 1991 par Intel. Il permet
de connecter des périphériques internes.
Bus AGP (Accelered Graphic Port) : Il a été créé en 1997 lors de l’explosion de
l’utilisation des cartes 3D qui nécessitent toujours plus de bandes passantes pour obtenir des rendus
très réalistes. C’est une amélioration du bus PCI.
Bus ISA (Industry Standard Architecture) : C’est l’ancêtre du bus PCI. On ne le retrouve
plus sur les nouvelles générations de cartes mères.
Bus SCSI (Small Computer System Interface) : C’est un bus d’entrée/sortie parallèle permettant
de relier un maximum de 7 ou 15 périphériques/ contrôleur. Son coût reste très élevé… elle est utilisée pour
les serveurs.
Bus USB (Universal Serial Bus ) : c’est un bus d’entrée/sortie plug-and-play série. Dans sa
deuxième révision (USB 2.0), il atteint un débit de 60 Mo/s. Un de ces avantages est de pouvoir
connecter théoriquement 127 périphériques
Bus FireWire : C’est un bus SCSI série. Il permet de connecter jusqu’à 63 périphériques à
des débits très élevés (100 à 400 Mo/s) pour des applications de la transmission de vidéos.
Liaison pont nord/pont sud : Ses caractéristiques dépendent du chipset utilisé. Chaque
fabricant a en effet développé une solution propriétaire pour connecter les deux composants de leur
chipset. Pour Intel, c’est Intel Hub Architecture (IHA) dont les débits atteignent 533 Mo/s. Pour Nvidia
(en collaboration avec AMD), c’est l’HyperTransport qui atteint des débits de 800 Mo/s.
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I.2 Le processeur :
I.2.1 Définition : Le processeur (CPU, pour Central Processing Unit, soit Unité Centrale
de Traitement) est le cerveau de l'ordinateur. C’est un composant électronique minuscule et complexe
(circuit intégré), fabriqué souvent en silicium, qui regroupe plusieurs millions de transistors élémentaires
interconnectés. Il permet de manipuler des informations numériques, c'est-à-dire des informations codées
sous forme binaire, et d'exécuter les instructions stockées en mémoire.
I.2.2 Rôle du microprocesseur : Le microprocesseur interprète les instructions et traite
les données d’un programme. Toute l’activité de l’ordinateur est cadencée par une horloge unique, de façon
à ce que tous les circuits électroniques travaillent tous ensemble de façon synchronisée.
Exemple : un ordinateur à 200 MHz possède une horloge envoyant 200 000 000 de battements par
seconde. A chaque top d'horloge le processeur exécute une action, correspondant à une instruction, la
puissance du processeur peut ainsi être caractérisée par le nombre d'instructions qu'il est capable de traiter
par seconde. L'unité utilisée est le MIPS (Millions d'Instructions Par Seconde).
I.2.3 Invention du microprocesseur :
Inventé en 1971 par un duo d'ingénieurs appartenant à la société Intel, Marcian Hoff et Federico Faggin.
1971 : Les différents composants électroniques d'un processeur tiennent sur un seul circuit intégré.
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I.2.4 Caractéristiques d’un microprocesseur :
Deux paramètres principaux contribuent à identifier un processeur :
- sa fréquence (la cadence de son horloge)
- sa largeur
D’autres paramètres existent :
- le nombre de ses noyaux de calcul (core)
- son jeu d’instructions (ISA en anglais, Instructions Set Architecture) dépendant de la famille (CISC,
RISC, etc.)
- Nombre de transistors.
La fréquence de l’horloge (MHz ou GHz) : correspond au nombre de millions voir des milliards de cycles
par seconde (GHz) que le processeur est capable d’effectuer. Plus elle est élevée, plus le processeur est
rapide.
La Largeur de ses registres internes de manipulation de données (4, 8, 16, 32, 64, 128 bits) (4 à ses débuts,
128 en 2011).
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I.2.5 La superposition du Processeur, radiateur et ventilateur :
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I.2.6 Architecture de Von Neumann :
I.2.7 Composition d’un microprocesseur :
Les parties essentielles d’un processeur sont :
L’Unité Arithmétique et Logique ou unité de traitement (UAL, Arithmetic and Logical Unit - ALU) : Elle prend en
charge les calculs arithmétiques élémentaires et les tests.
Unité de commande (aussi appelée partie contrôle, UC) : Son rôle principal est d'aller rechercher les instructions
situées en mémoire principale devant être exécutées et de les décoder. Elle effectue la recherche en mémoire de
l’instruction, le décodage, l’exécution et la préparation de l’instruction suivante. Elle permet de "séquencer" le
déroulement des instructions. L’unité de commande élabore tous les signaux de synchronisation internes ou externes
(bus des commandes) au microprocesseur.
Les registres : Sont des mémoires de petites tailles (quelques octets), suffisamment rapides pour que l'UAL puisse
manipuler leur contenu à chaque cycle de l’horloge. Ils permettent au microprocesseur de stocker temporairement des
données.
L’horloge qui synchronise toutes les actions de l’unité centrale.
L'unité d’entrée-sortie, qui prend en charge la communication avec la mémoire de l’ordinateur ou la transmission
des ordres destinés à piloter ses processeurs spécialisés, permettant au processeur d’accéder aux périphériques de
l’ordinateur.
I.2.8 Les registres :
Registres communs à la plupart des processeurs :
Compteur ordinal (Program Counter ou PC) : ce registre contient l’adresse mémoire de l’instruction en cours
d’exécution.
Accumulateur : ce registre est utilisé pour stocker les données en cours de traitement par l’UAL.
Registre d’adresses : il contient toujours l’adresse de la prochaine information à lire par l’UAL, soit la suite de
l’instruction en cours, soit la prochaine instruction.
Registre d’instructions : il contient l’instruction en cours de traitement.
Registre d’état : il sert à stocker le contexte du processeur, il est constitué de drapeaux (flags) servant à stocker des
informations concernant le résultat de la dernière instruction exécutée.
Registres généraux : ces registres sont disponibles pour les calculs.
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I.2.9 Les bus Processeurs :
Un processeur possède trois types de bus :
Un bus de données, définit la taille des données pour les entrées/sorties, dont les accès à la mémoire
(indépendamment de la taille des registres internes).
Un bus d'adresse permet, lors d'une lecture ou une écriture, d'envoyer l'adresse où elle s'effectue, et donc
définit le nombre de cases mémoire accessibles.
Un bus de contrôle permet la gestion du matériel, via les interruptions.
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I.2.10 Mémoires caches (ou mémoires tampons):
C’est une mémoire rapide permettant de réduire les délais d'attente des informations stockées en
mémoire vive. La mémoire centrale de l'ordinateur possède une vitesse bien moins importante que le
processeur.
Il existe néanmoins des mémoires beaucoup plus rapides, mais dont le coût est très élevé, appelés
mémoires caches ou tampons. La solution consiste donc à inclure ce type de mémoire rapide à proximité du
processeur et d'y stocker temporairement les principales données devant être traitées par le processeur.
Plusieurs niveaux de mémoires caches peuvent coexister : L1, L2 ou L3.
La mémoire cache de premier niveau (L1 Cache Level 1 Cache) :
Est directement intégrée dans le processeur. Elle se compose de 2 parties :
le cache d'instructions : contient les instructions issues de la mémoire vive décodées.
le cache de données : contient des données issues de la mémoire vive et celles utilisées lors des
opérations récentes du processeur.
La mémoire cache de second niveau (L2 Cache Level 2Cache)
Est située au niveau du boîtier contenant le processeur (dans la puce). Il est plus rapide d'accès que la RAM
que mais moins rapide que le cache L1.
La mémoire cache de troisième niveau (L3 Cache Level 3Cache)
Elle est aujourd'hui intégrée directement dans le CPU (elle était avant dans la carte mère).
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I.3 la mémoire :
C’est quoi une mémoire ?
• Une mémoire est un circuit à semi-conducteur capable :
D'enregistrer une information,
De la conserver (mémoriser)
et de la restituer (possible de la lire ou la récupérer par la suite).
Exemple de mémoire :
La mémoire centrale
Un disque dure
Une disquette
Un flash disque
• La mémoire peut être dans le processeur (des registres), interne (Mémoire centrale ou principale) ou
externe (Mémoire secondaire).
1.3.1 La capacité d’une mémoire :
• La capacité (taille) d’une mémoire est le nombre (quantité) d’informations qu’on peut enregistrer
(mémoriser) dans cette mémoire.
• La capacité peut s’exprimer en :
Bit : un bit est l’élément de base pour la représentation de l’information.
Octet : 1 Octet = 8 bits
kilo-octet (KO ) : 1 kilo-octet (KO )= 1024 octets = 210
octets
Mega-octet ( MO) : 1 Mega-octet ( MO)= 1024 KO = 220
octets
Giga-octet ( GO) :Giga-octet ( GO)=1024 MO = 230
octets
Tera-octet (To) : 1 Tera-octet (To)= 1024 Go =240
octets
1.3.2 La volatilité :
• Si une mémoire perd son contenu (les informations) lorsque la source d’alimentation est coupée alors
la mémoire est dite volatile.
• Si une mémoire ne perd pas (conserve) sont contenu lorsque la source d’alimentation est coupée
alors la mémoire est dite non volatile (mémoire permanente ou stable).
1.3.3 Mode d’accès à l’information (lecture /écriture) :
• Sur une mémoire on peut effectuer l’opération de :
• lecture : récupérer / restituer une information à partir de la mémoire.
• écriture : enregistrer une nouvelle information ou modifier une information déjà existante
dans la mémoire.
• Il existe des mémoires qui offrent les deux modes lecteur/écriture, ces mémoire s’appelles mémoires
vives.
• Il existe des mémoires qui offrent uniquement la possibilité de la lecture (ce n’est pas possible de
modifier le contenu). Ces mémoires s’appellent mémoires mortes.
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1.3.4 Temps d’accès :
• C’est le temps nécessaire pour effectuer une opération de lecture ou d’écriture.
• Par exemple pour l’opération de lecture, le temps d’accès est le temps qui sépare la demande de la
lecture de la disponibilité de l’information.
Le temps d’accès est un critère important pour déterminer les performances d’une mémoire ainsi que
les performances d’une machine.
1.3.4 Classification des mémoires :
Les mémoires peuvent être classées en trois catégories selon la technologie utilisée :
Mémoire à semi-conducteur : (mémoire centrale, ROM, PROM,…..) : très rapide mais de
taille réduite.
Mémoire magnétique : disque dur, moins rapide mais stock un volume d’informations très
grand.
Mémoire optique : DVD, CDROM,…
Mémoire à semi-conducteur :
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Les trois principaux types de mémoires installés sur les PC modernes sont :
• ROM (read only memory, mémoire en lecture seule);
• DRAM (dynamic random access memory, mémoire à accès aléatoire dynamique);
• SRAM (static random access memory, mémoire à accès aléatoire statique).
Remarque :
Le seul type de mémoire que vous devez normalement acheter et installer dans un système est la
DRAM.
Les autres sont intégrés à la carte mère (ROM), au processeur (SRAM = mémoire cache) et aux
autres composants, comme la carte vidéo, les disques durs, etc).
ROM (read only memory, mémoire en lecture seule :
• Le BIOS se trouve dans une puce ROM sur la carte mère. Il existe aussi des cartes d’extension
possédant des mémoires ROM.
• La plupart des systèmes actuels utilisent un type de ROM appelé EEPROM (Electrically
Erasable Programable ROM, ROM programmable effaçable électriquement), une forme de
mémoire flash.
• La mémoire flash est une véritable mémoire non volatile et réinscriptible, permettant aux
utilisateurs de mettre à niveau très facilement
la ROM,
ou tout autre composant (carte vidéo, carte SCSI, périphériques, etc.).
DRAM (dynamic RAM, RAM dynamique) :
• Les éléments de base d’un module DRAM sont de minuscules condensateurs qui emmagasinent
la charge correspondant à une donnée binaire.
• N’ont qu’un transistor et un condensateur par bit, ce qui les rend très compactes.
• Utilisé par la plupart des PC modernes : Points forts
sa densité
son faible coût, ce qui la rend abordable pour des tailles importantes de mémoire.
• Points faibles :
toutes les données peuvent disparaître en cas de crash du système.
de sa conception, elle doit constamment être régénérée, sinon les condensateurs se
vident et les données se perdent.
le rafraîchissement de la mémoire se fait malheureusement au détriment des autres
tâches (10% du temps processeur anciens pc, 1% nouveaux pc).
Certains systèmes permettent de modifier le cycle de rafraîchissement mémoire via un paramètre du Setup
de BIOS : appelé tREF (exprimé en cycles d’horloge et pas en millisecondes).
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• Attention : si on allant vers tREF pour accélérer le système, certaines cellules de mémoire
peuvent commencer à perdre l’information, ce qui entraîne des erreurs non consécutives à une
cause matérielle.
Mémoire cache : SRAM (static RAM, RAM statique) :
• contrairement à la DRAM, elle n’a pas besoin d’être rafraîchie
• mémoire est plus rapide que la DRAM intégrée dans les PC moderne
• mais de faible densité et de coût élevé.
Bien que la SRAM ne peux pas remplacer la mémoire principale du PC, elle est intégré en petite taille dans
le PC pour augmenter considérablement les performances
Plutôt que de remplacer la totalité de la mémoire orincipale RAM par de la mémoire SRAM dont la vitesse
est comparable à celle du processeur, il est beaucoup plus rentable d’introduire une petite quantité de
mémoire SRAM (L1, L2, L3) qui jouera le rôle d’intermédiaire.
La mémoire centrale : RAM : Random Acces memory (Mémoire à accès aléatoire)
Types des mémoires centrales : deux grandes familles des mémoires centrales :
o mémoires statiques (SRAM)
o mémoires dynamiques (DRAM).
C’est quoi une mémoire centrale ?
La mémoire centrale (MC) représente l’espace de travail de l’ordinateur (calculateur).
C’est l’organe principal de rangement des informations utilisées par le processeur.
Dans une machine (ordinateur / calculateur) pour exécuter un programme il faut le charger (copier) dans la
mémoire centrale.
Le temps d’accès à la mémoire centrale et sa capacité sont deux éléments qui influent sur le temps d’exécution
d’un programme (performance d’une machine).
Caractéristiques de la mémoire centrale :
Réalisée a base de semi-conducteurs.
Une mémoire vive : accès en lecture et écriture.
Dite à accès aléatoire (RAM : Random Acces Memory) c'est-à-dire que le temps d'accès à l'information est
indépendant de sa place en mémoire.
Volatile : la conservation de son contenu nécessite la permanence de son alimentation électrique.
Un temps d’accès à une mémoire centrale est moyen mais plus rapide que les mémoires magnétiques.
La capacité d’une mémoire centrale est limitée mais il y a toujours une possibilité d’une extension.
Pour la communication avec le processeur, la mémoire centrale utilise les bus (bus d’adresses et bus de données).
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Vue logique de la mémoire centrale :
• La mémoire centrale peut être vue comme un large vecteur (tableau) de mots ou octets.
• Un mot mémoire stocke une information sur n bits.
• Un mot mémoire contient plusieurs cellules mémoire.
• Une cellule mémoire stock 1 seul bit.
• Chaque mot possède sa propre adresse.
• Une adresse est un numéro unique qui permet d’accéder à un mot mémoire.
• Les adresses sont séquentielles (consécutives)
La taille de l’adresse (le nombre de bits) dépend de la capacité de la mémoire.
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1.4 La carte graphique : (carte vidéo, ou accélérateur graphique)
1.4.1 Définition :
Est un composant électronique chargé de convertir les données numériques à afficher en données graphiques
exploitables par un périphérique d'affichage.
1.4.2 Rôle :
- Envoi de pixels graphique à un écran,
- manipulations graphiques simples :
déplacement des blocs (curseur de la souris par exemple) ;
calcul de scènes graphiques complexes en 3D.
1.4.3 Types de carte :
Deux types de carte :
IGP : intégrée directement à la carte-mère (pont-nord) ou dans le processeur(moins couteux
mais performances limitées)
Dédiée : une carte additionnelle dispose sa propre mémoire, + puissance
1.4.4 Les principaux composants d'une carte graphique :
GPU (Graphical Processing Unit) : Un processeur graphique chargé de traiter les images en
fonction de la résolution et de la profondeur de codage. Il est parfois surmonté d'un radiateur et d'un
ventilateur.
Mémoire vidéo : chargée de conserver les images traitées par le GPU avant l'affichage.
RAMDAC (random access memory digital-analog converter) : permet de convertir les images
numériques stockées en signaux analogiques à envoyer au moniteur (écran).
BIOS Vidéo : contient les paramètres de la carte graphique et les modes supportés.
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1.4.5 Interfaces et connecteurs des cartes graphiques :
Interface : type de bus utilisé pour connecter la carte graphique à la carte mère. Bus AGP et PCI
Express = meilleures performances que le bus AGP.
Connecteurs :
VGA (ou SUB-D15 = 3 séries de 5 broches)
DVI (Digital Video Interface) : Envoie aux écrans des données numériques afin d’éviter la
conversions vers /de l’analogique.
S-Vidéo : De plus en plus de cartes sont équipée d'une prise S-Video pour afficher sur télévision
(appelée aussi prise télé : notée « TV-out »).
HDMI (High-Definition Multimedia Interface) rassemble sur un même connecteur à la fois les
signaux vidéo et audio. Extension de DVI, remplace (Péritel, S-Video).
1.4.6 Fabriquant de cartes graphiques
Actuellement il n'y a que deux fabricants de cartes graphiques importants : AMD et NVIDIA, mais il existe
de nombreuses marques de cartes graphiques. Nvidia et AMD fournissent leurs puces graphiques à de
nombreux constructeurs comme: Hercules, Sapphire, HIS, Asustek, Gigabyte, Point of view, MSI, XFX et
beaucoup d'autres.
Les cartes auront toutes des performances très proches voire identiques lorsqu'elles utilisent la même puce
graphique Nvidia ou AMD.
Le choix de la marque se fait donc en fonction de prix et propriétés de la carte.
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1.5 Le disque dur :
Un disque dur est un élément cacheté qui stocke les données non volatiles de l’ordinateur.
Non volatiles = données stockées même si l’ordinateur n’est pas alimenté.
C’est là que l’ordinateur stocke ses programmes et les données importantes.
Le premier disque dur est apparu en 1956.
1.5.1 Le disque dur en tant que composant électronique :
Constitué de plusieurs plateaux de forme circulaire en aluminium ou en verre non flexibles (dur). Les
plateaux de la plupart des disques durs sont inamovibles, ce qui explique que l’on qualifie ces disques durs
de fixes.
1.5.2 Composants d’un disque dur :
Plateaux, têtes de lecture/écriture, positionneur de têtes, moteur rotatif, carte logique, câbles et connecteurs,
éléments de configuration (cavaliers ou interrupteurs).
1.5.3 Evolution continue des disques durs :
En 1983 : disque dur Miniscribe2012, 5,25 pouces (203 × 146 × 82 mm) capacité 10 Mo (et non 10
Go), 2,5 kg (plus que certains portables actuels).
Aujourd’hui : disque dure 7K1000 SATA, 3,5 pouces (146 × 102 × 25 mm), ne pèse que 0,70 kg, pour
une capacité totale de 1 To = 100000 fois plus importante que le Miniscribe, pour une taille et un poids
nettement inférieurs.
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1.5.4 Différentes interfaces :
MFM et RLL (ISA), PATA (ATA parallèle) (IDE), SATA (ATA série), Ultra-320 SCSI, SAS.
Les interfaces sont bien plus rapides que les disques réels, elles proposent des débits (taux de transfert de
données) en évolution :
Années 80 : 100Ko/s interfaces MFM et RLL
Aujourd’hui :
133 Mo/s ATA parallèle.
150-300 Mo/s ATA série.
320 Mo/s Ultra-320 SCSI.
300 Mo/s ou 600 Mo/s SAS.
1.5.5 Facteurs de forme de disques durs :
5.25 pouces.
3.5 pouces : pc fixe.
2.5 pouces : pc portables et notebooks.
1.8 pouce : pc portables et notebooks.
1 pouce (micro-disques) : appareils photo numériques.
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UNIVERSITE MOULOUD MAMMERIE DE TIZI-OUZOU
FACULTE DES SCIENCES ET THECNOLOGIES
DEPARTEMENT DE MATHEMATIQUE ET D’INFORMATIQUE
ELECTRONIQUE ET COMPOSANTS DES SYSTEMES
Chapitre 6 : Les Systèmes d’Exploitation (SE) ou Operating System (OS)
1/ Définition : Un Système d’Exploitation est un programme informatique qui assure l’interface entre le
matériel et les applications de l’utilisateur.
2/ Mission :
- Permet d'accéder au matériel de façon transparente : un programme n'a pas à savoir s'il écrit sur un
disque NTFS ou une clé USB fat32.
- Gérer les ressources (accès physiques, mémoire, CPU) : optimiser l'usage de la machine (taux
d'occupation du CPU, minimisation des mouvements des têtes de lecture des disques, gestion de
l'énergie sur les systèmes portables…etc.).
- Veiller à la sécurité des applications et des données.
- Fournir une qualité de service (temps de réponse…).
- être robuste : éviter de planter, tolérance à l'erreur.
3/ Types de système :
a) Les systèmes monopostes: Gèrent un seul matériel (MS-DOS-mono-tâches, Windows- multitâches).
Les systèmes multipostes: Systèmes réseaux qui gèrent plusieurs machines à la fois: Windows
(2003, NT, 2000 server…), UNIX, Mac OS (SE pour Macintosh).
On peut citer aussi les systèmes d'exploitation pour les téléphones portables comme: Androïde, Samsung
bada, iOS4 pour les iPhone, RIM pour les BlackBerry, etc…
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b) Mono, Multi-utilisateurs :
EXP : un SE de téléphone peut être mono-utilisateur
c) Mono, Multitâches :
EXP : DOS était mono-tâche
d) Mono, Multiprocesseurs.
EXP : Temps réel : Garantit un délai maximal d'exécution quelles que soient les conditions
Le multi-utilisateur :
Protection des données de chacun sur les supports de stockage.
Nécessite la notion de droits d'accès.
Protection inter-utilisateurs.
Le multitâche :
Nécessite la notion de protection de la mémoire
4/ Les éléments du système :
- Un noyau : Espace mémoire protégé + ensemble de programmes qui forment la base minimale de
l'OS.
- Des bibliothèques.
- Des outils ou services système.
4.1/ Noyaux :
4.1.1/ Fonctionnalité du noyau :
Gestion des :
- Entrées/sorties ou périphériques (pilotes).
- Système de fichiers (les extensions).
- Mémoire (utilisateur et système).
- Processus en multitâche.
- Multi-utilisateurs (droits, mot de passe).
- Architectures multiprocesseurs.
- Synchronisation et communication.
- Gestion des protocoles réseau.
4.1.2/ Types de noyaux :
Monolithique : Tout est dans le noyau (système de fichiers, pilotes, etc…) Linux, FreeBSD.
Micronoyau : Seulement le strict minimum (ordonnanceur + mémoire virtuelle) Mac OS X.
Hybrid (Windows NT).
Exo-noyau ou Nano-noyau.
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4.1.3/ Typologie des systèmes :
Système Codage Multi-utilisateurs Multi
tâches
DOS 16 bits non non
Windows95/98 32 bits non coopératif
WindowsNT/2000 32 bits oui préemptif
WindowsXP 32/64 bits oui préemptif
Unix/Linux 32/64 bits oui préemptif
MAC/OS 32 bits oui préemptif
4.2/ Bibliothèques système :
Une bibliothèque est un ensemble de fonctions qui peuvent être utilisées dans un programme applicatif.
- Bibliothèques de bas niveau
E/S, accès aux fichiers, structures de données.
- Bibliothèques de haut niveau
Graphique, traitement d’images.
- Autres bibliothèques
Mathématiques…
Bibliothèques dynamiques DLL :
Sous Windows ce sont les fichiers .dll
Sous Unix ce sont les fichiers .so
4.3/ Services des systèmes :
Planifier les tâches.
Configurer les périphériques.
Gestion des utilisateurs.
Calculatrice, planning, lecteur multimédia…etc.
UNIVERSITE MOULOUD MAMMERIE DE TIZI-OUZOU
FACULTE DES SCIENCES ET THECNOLOGIES
DEPARTEMENT DE MATHEMATIQUE ET D’INFORMATIQUE
ELECTRONIQUE ET COMPOSANTS DES SYSTEMES
Chapitre 7 : Introduction aux réseaux
1/ Les réseaux :
Définition : Un réseau est un ensemble d’objets interconnectés les uns avec les autres. Il permet de faire circuler des informations entre chacun de ces objets selon des règles bien définies. Selon le type des objets, on peut distinguer :
• Réseau de transport : ensemble d’infrastructures permettant de transporter des personne, des biens entre plusieurs zones géographiques.
• Réseau téléphonique : infrastructure permettant de faire circuler la voix entre plusieurs postes téléphoniques.
• Réseau informatique : ensembles d’ordinateurs (ou autre équipements informatiques) reliés par des lignes de transmission permettant de faire circuler les informations sous forme de données numériques.
1.1/ Fonction d’un réseau :
Un réseau permet de rendre possible les communications et partages des ordinateurs entre les personnes. Les réseaux permettent :
a- Partage et distribution :
Les réseaux permettent trois types de partage : partage de fichiers, partage de ressources et partage d’applications.
• Partage de fichiers : des utilisateurs peuvent accéder, modifier et échanger des documents, des fichiers sans avoir à utiliser les disquettes. Le transfert de fichiers sur le réseau élimine le temps gaspillé à effectuer des copies sur une disquette puis à recopier le contenu des disquettes sur un autre PC.
• Partage de ressources matérielles : certaine ressources comme le disque dur, l’imprimante, …, peuvent être partagées. Par exemple, avec une seule imprimante, plusieurs utilisateurs peuvent imprimer leurs documents en même temps.
• Partage d’application : il est possible de centraliser les programmes essentiels, tels que les logiciels de finance ou de comptabilité. Les utilisateurs ont besoin d’accéder au même programme et de l’utiliser simultanément. Exemple agence de vente de billets pour laquelle il est important d’éviter de vendre le même billet deux fois.
b- La communication :
Les réseaux offrent des outils efficaces de communication dans l’entreprise. On distingue :
• Courier électronique,
• Message vocale,
• Télécopieur ou fax.
2/ Câblage de réseaux :
Il existe trois types de câblage :
- Le câblage filaire (Ethernet, RJ45). - Le câblage sans fils (Wifi). - Le câblage par fibres optiques.
3/ Types de réseaux :
Selon le nombre de postes reliés et leur distance, on distingue :
Les réseaux locaux LAN (Local Area Network) : il se compose d’un groupe d’ordinateurs et de périphériques interconnectés sur une zone géographique limitée (un bureau, un étage, un bâtiment). Il se caractérise par :
• Une zone géographique limitée ne dépassant pas 1 Km (Au plus de 5 Km), • Gestion du réseau est assurée par l’entreprise qui exploite le réseau, • Transfert de données à grande vitesse, • Taux d’erreur très faible.
Les réseaux métropolitains MAN (Metropolitan Area Network) : Un MAN et généralement une interconnexion de réseaux locaux. Il peut s’étendre à l’échelle d’une ville (des dizaines de Km ne dépassant pas 100). La gestion du réseau est assurée par une autre entreprise que l’entreprise propriétaire, exemple de deux réseaux locaux connectés par des lignes téléphoniques, donc le câblage appartient à une entreprise étrangère (PTT).
Les réseaux étendus WAN (Wide Area Network) : Un WAN est une interconnexion de plusieurs réseaux locaux et peut s’étendre à un pays et même à toute la planète (illimité).
Les supports de transmission peuvent être terrestre (ligne téléphonique) ou Hertziens (transmission par satellite).
Un WAN peut être :
• Un réseau d’entreprise : il connecte les réseaux répartis d’une même entreprise, Ex : PTT ou INTRANEFP (réseau de la formation professionnelle).
• Un réseau global : il connecte les réseaux de plusieurs organisations, Ex : INTERNET.
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Il existe deux structures de réseaux :
Réseaux organisés autour de serveurs : Client / Serveur : Le serveur est un ordinateur qui contient des données utiles et très importants a traités, comme un site web, des données partagées sur internet, les documents d'une entreprise, etc. Les clients veulent avoir accès aux données présentes sur le serveur : pour cela, ils doivent envoyer une demande au serveur. Le serveur traitera cette demande après réception, et renvoie le résultat de la demande.
Les réseaux poste-à-poste : Peer To Peer ou Egal à Egal : peut être vu comme une sorte d'amélioration du client-serveur, tout ordinateur peut alternativement être serveur et client.
LAN MAN
1 km
WAN
10 km
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4/ Les topologies des réseaux :
La topologie physique est la configuration spatiale des ordinateurs du réseau.
Il existe trois grands types de topologies de réseaux locaux (LAN) :
- Topologie en bus. - Topologie en étoile. - Topologie en anneau.
En bus : tous les postes sont reliés à un conducteur (fil) électrique commun. Avantages : câblage simple, économique. Inconvénients : si le bus est rompu, de nombreux postes sont déconnectés; collisions inévitables.
En étoile : tous les postes convergent vers un point central. Avantages : si un lien est rompu, un seul poste est déconnecté. Collisions évitables sous conditions. Inconvénients : câblage couteux; matériel d'interconnexion nécessaire.
En anneau : chaque poste à deux voisins; le dernier étant rebouclé sur le premier. Avantages : câblage relativement économique; pas de collisions; Inconvénients : si le bus est rompu, de nombreux postes sont déconnectés.
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5/ Avantages des réseaux dans une entreprise: Pour une entreprise, les réseaux peuvent présenter plusieurs avantages :
a- Fiabilité d’accès : les réseaux stockent le plus souvent la plupart de leurs informations sur un ordinateur centrale. Il est ainsi plus facile à chaque utilisateur de se servir de ses fichiers et de les organiser et d’y accéder depuis n’importe quel ordinateur.
b- Travail à domicile : Plusieurs réseaux possèdent des ordinateurs conçus spécialement pour permettre aux utilisateurs de se connecter aux réseaux depuis leurs domiciles à l’aide d’un modem et d’un PC. Une fois l’utilisateur connecté, il peut utiliser les données du réseau comme s’il était à l’intérieur de l’entreprise.
c- Productivité : Les utilisateurs d’un réseau peuvent échanger des données et travailler
facilement sur le même projet tout en travaillant dans des bureaux différents : gain de temps, travail efficace, productivité meilleure.
d- Logiciel : Les réseaux simplifient beaucoup l’installation des programmes dans la mesure
où il ne faut en installer qu’un exemplaire de chaque programme sur un réseau.
e- Le coût : Avant l’apparition des réseaux, les entreprises devaient généralement équiper chaque ordinateur de sa propre imprimante. Avec un réseau, il est possible de partager différentes ressources telle que : l’imprimante, disque dur, scanner, etc. Cette possibilité permet aux entreprises de réduire considérablement le budget qu’elle consacre au matériel.
f- Administration : Avec un réseau, il est facile d’identifier et de surveiller les utilisateurs
des ordinateurs des entreprises. L’administrateur est chargé des différentes tâches d’administration et de surveillance quotidienne. Chaque utilisateur doit avoir un nom et un mot de passe permettant à l’administrateur de savoir qui utilise le réseau et à quel moment.
g- Contrôle : Les responsables d’une entreprise peuvent à partir de leurs bureaux, contrôler
et coordonner le travail de leurs employés.
h- Sauvegarde : Les entreprises se servent de leur réseau pour sauvegarder les informations sur un ordinateur utilisé uniquement pour le stockage, permettant ainsi une meilleure protection des données.
