processeur + reseau

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Remerciements

Je tiens tout dabord remercier Mme : Dalila BOULACEL & Mr. : Hacne SAADALLAH, mon matre de stage, pour ses conseils pertinents et sa confiance, et pour mavoir motiv (sans le vouloir :-) poursuivre mes tudes vers un technicien.

Merci de manire gnrale toute lquipe du CFPA pour sa bonne humeur permanente, et pour leur chaleureux accueil.

1

SommaireI. II.

III.

SOMMAIRE ............................................................. ......................... 2 Historique de lentreprise 4 Introduction gnrale .. 14

IV.

Chapitre 1 :

1) Contenus dun microordinateur : 1-1) Le botier .. . 15 1-2) La carte mre . 15 1-3) La mmoire .. 15 1-4) Le microprocesseur . 16 1-5) Le disque dur 16 1-6) La carte graphique 17

2

1-7) La carte son .. 17 1-8) Le priphrique dentre . 18 1-9) Les priphriques de sortie 20 1-10) Les priphriques dentre et de sortie . 22 chapitre 2 : Le microprocesseur : introduction . 27 histoire . 27 Architecture et fonctionnement dun micro processeur. 31 Microcontrleur . 32 Du microprocesseur au microcontrleur .. 32 Larchitecture dun ordinateur simple . 34 Les diffrentes architectures . 36 Le diffrent type de mmoires vives dun ordinateur :. 41

V.

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)

I.

Chapitre 3 : Les outils rseau3

Introduction .. 47 2) Le protocole FTP . 47 3) HUB (REPETEUR) . 50 4) SWITCHE (COMMUTATEUR) 51 5) Diffrence entre un HUB et un SWITCHE .. 53 6) ROUTEUR .... 53 7) RJ45 . 54 8) CAT 6 . 60 9) MODEM ... 60 10)BNC .. 64 11)Point daccs .. 661)

I.

Conclusion 68

4

I.

Historique :

Algrie Tlcom a le statut d'une entreprise publique conomique, la naissance de cette entreprise remonte au 5 aot 2000, aprs une restructuration visant le secteur des Postes et Tlcommunications algriens, et sparant les domaines dactivits Postales Tlcommunications.

de

celles

des

Algrie Tlcom en chiffre Tlphonie :Equipements d'abonns : 4 067 975 Nombre d'abonns fixe : 3 200 000 Demandes en instance : 534 000 Densit tlphonique globale en Algrie Fixe : 8,31 %.

Rseau commercial :146 agences commerciales des tlcommunications (ACTEL). 113 divisions commerciales. 49 414 kiosques Multi Services (KMS). 4 425 taxiphones

Rseau de transmission : Rseaux public de transmission de donnes par paquets X25 (DZPAC) : 7 600 accs5

Backbone national de transmission 10 GB/s et 2,5 GB/s Rseau radio rural : 103 rseaux intgrant plus de 1500 localits 961 communes (APC) rattaches en fibres optiques

Algrie Telecom Mobile (MOBILIS) :

Plus de 8 millions d'abonns actifs

Algrie Telecom Satellite (ATS) :45 stations terriennes domestiques. 4 stations internationales. Intelsat et Arabsat. 1 station ctire INMARSAT. 1 rseau VSAT SCPC. Mobile par satellite (GMPCS) : Provider THURAYA en Algrie avec 1808 abonns. 1 rseau VSAT DVB/RCS 2000 TERMINAUX .Reseaux d'Entreprises. 5 rseaux VSAT iDirect.

Rseau international :Liaisons sous marine fibre optique reliant l'Algrie au rseau mondial de tlcommunications " SEA-ME WEA II" + ALPAL II + SEA ME IV (en cours de ralisation). "

Internet Djaweb :

7 000 accs RTC. 3 000 accs liaisons Spcialises. capacit actuel 100.000 clients. Mais la qualit des services proposes est mdiocre (connexion, service clients). 4 046 cybercafs 35 ISP (fournisseurs d'accs Internet) : dont le plus important est Eepad, socit prive de 40 000 abonns. 1 500 000 utilisateurs Internet en Algrie

Depuis la fermeture de l'accs ADSL de la socit Eepad, Algrie Tlcom fait figure de monopole de l'accs Internet domicile en Algrie.

Effectif :

Femmes: 17 849 (soit : 77,4%) Hommes: 4 206 (soit : 22,6%) Total: 23 0556

Autres chiffres :

Rattachement de 11 148 tablissements scolaires au rseau tlphonique (Internet) sur un total de 21 233. Informatisation des bureaux de postes : 3 023 sur un total de 3 282

Lorganigramme dAlgrie tlcom : Gestion technique du rseau :

7

Dure moyenne de raccordement d'abonns : 3 jours Taux moyen de relev de drangement : 0,8 soit l'quivalente de moins d'un drangement par an (purement thorique).

Prsentation du groupe :Algrie Telecom est leader sur le march Algrien des tlcommunications qui connait une forte croissance. Offrant une gamme complte de services de voix et de donnes aux clients rsidentiels et professionnels. Cette position sest construite par une politique dinnovation forte adapte aux attentes des clients et oriente vers les nouveaux usages. ALGERIE TELECOM, est une socit par actions capitaux publics oprant sur le march des rseaux et services de communications lectroniques. Sa naissance a t consacre par la loi 2000/03 du 5 aot 2000, relative la restructuration du secteur des Postes et Tlcommunications, qui spare notamment les activits Postales de celles des Tlcommunications ALGERIE TELECOM est donc rgie par cette loi qui lui confre le statut d'une entreprise publique conomique sous la forme juridique d'une socit par actions SPA. Entre officiellement en activit partir du 1er janvier 2003, elle s'engage dans le monde des Technologies de l'Information et de la Communication avec trois objectifs: Rentabilit Efficacit Qualit de service

Son ambition est d'avoir un niveau lev de performance technique, conomique, et sociale pour se maintenir durablement leader dans son domaine, dans un environnement devenu concurrentiel. Son souci consiste, aussi, prserver et dvelopper sa dimension internationale et participer la promotion de la socit de l'information en Algrie.

8

Missions et objectifs :L'activit majeure d'Algrie Tlcom est de : - Fournir des services de tlcommunication permettant le transport et l'change de la voix, de messages crits, de donnes numriques, d'informations audiovisuelles - Dvelopper, exploiter et grer les rseaux publics et privs de tlcommunications - Etablir, exploiter et grer les interconnexions avec tous les oprateurs des rseaux. ALGERIE TELECOM est engage dans le monde des technologies de l'information et de la communication avec les objectifs suivants : - Accrotre l'offre de services tlphoniques et faciliter l'accs aux services de tlcommunications au plus grand nombre d'usagers, en particulier en zones rurales. - Accrotre la qualit de services offerts et la gamme de prestations rendues et rendre plus comptitifs les services de tlcommunications - Dvelopper un rseau national de tlcommunication fiable et connect aux autoroutes de l'information.

Organisation d'Algrie Tlcom :ALGERIE TELECOM est organise en Divisions, Directions Centrales, et Rgionales, a cette structure s'ajoutent trois filiales:

Mobile (Mobilis) Internet (Djaweb) Tlcommunications Spatiales (RevSat) dans le dveloppement sociola fourniture des services de

ALGERIE TELECOM s'implique conomique du pays a travers tlcommunications.

En outre, ALGERIE TELECOM met en uvre des moyens importants pour rattacher les localits isoles et les tablissements scolaires. Le Marketing et l'action commerciale pour rhabiliter l'image de marque dALGERIE TELECOM et fidliser sa clientle, notamment par la mise en place du systme informatique GAIA qui permet : 1. Le client aura un guichet unique au niveau de l'ACTEL, qui saisit la demande du client, ses coordonnes, l'adresse, etc.9

2. La suppression de l'change de papier entre les services techniques du CECLI et l'Actel "gestion zro papier" 3. Permettre aux clients de consulter leurs factures travers l'Internet.

Mesures d'accompagnement :Recrutement et formation : Partenariat : Dans le cadre du partenariat, ALGERIE TELECOM pourra profiter aussi bien du savoir faire que de capitaux. S'agissant de diversification d'activits, la branche des services d'ALGERIE TELECOM, contrairement celle des infrastructures sera largement ouverte la concurrence travers des partenariats susceptibles d'engendrer l'panouissement de l'investissement pour obtenir des niveaux de rentabilit levs avec des retours rapides sur investissements.

Introduction massive des nouvelles technologies.Programme de dveloppement du rseau tlcoms 2004-2008 Le montant global des investissements consentir est valu 203 976 millions de DA soit l'quivalent de 2,5 milliards de Dollars US. Ces investissements mobiliseront tous les segments d'activits dALGERIE TELECOM, savoir les fonctions commutations, Transmission, Moyens auxiliaires des Tlcommunications (Energie et Gestion Rseau), les Tlcommunications Satellitaires, l'Internet, la Logistique des Tlcommunications, les Systmes Informatiques et Managements.

10

Luniversit Mentouri Constantine

PRESENTAION DE LORGANISME DACCUEILDfinition des Diffrents Elments de lUniversit : Luniversit de Constantine comprend : les services communs et les instituts Le rectorat comprend : 1. Un vise rectorat charg des questions pdagogiques, du perfectionnement et du recyclage qui pour mission le droulement des enseignements et stages, organisation des contrles des connaissances. Ce service est assist par le service de la pdagogie, et le service du perfectionnement, du recyclage et de la formation permanente. 2. Un vice rectorat charg des questions relatives la planification, lorientation et linformation, qui pour mission la tenue du fichier des statistiques, llaboration, la mise en forme et lutilisation des statistiques, la mise en place des programmes dquipent. Ce service est assist par le service de la planification, de lorientation et statistique, et du service des programmes dquipement et construction. 3. Un vise rectorat charg de la post- Graduation, recherche scientifique et aux relations extrieures qui pour mission lorganisation des relation avec les autres secteurs, les changes denseignants , chercheurs, tudiants, et documentation, lorganisation des colloques et sminaires et la coordination des projets de recherche. Il est assist par le service de la post- Graduation et le service des relations extrieures et de lorganisation des manifestations scientifiques 4. Un secrtariat gnral comprenant deux sous directions, ayant pour mission de grer le personnel, le fonctionnement des services communs et les activits sportives et culturelles.

11

12

Fichiers national des tudiants universitaires

13

Facults de l'universit Mentouri Constantine :1) 2) 3) 4) 5) 6) Facult de droit Facult de mdecine Facult des sciences Exactes Facult des lettres et langues Facult des sciences Economiques Facult des sciences humaines et de la sociologie 7) Facult des sciences de lingnieur 8) Facult des sciences de la nature et de la vie 9) Facult des sciences de la terre et lamnagement du territoire

Universit par les chiffresAnne Universitaire 2009/2010:

Effectif tudiants 78782 :Graduation : Post-Graduation : C.A.P.A. : U.F.C. : 67869 4988 2301 3624

Effectif Enseignants 2467 :356 386 110 1030 525 60 Professeurs Maitre de confrences classe A Maitre de confrences classe B Maitre assistants classe A Maitre assistants classe B Assistants

Effectif Travailleurs 2185 : I. Introduction Gnrale :

14

Linformatique est la science de traitement rationnel notamment laide des outils et matriels automatique Elle est considre comme le support des connaissances et de communication

Historiquement :Les constructeurs de matriels et logiciels informatique ont dvelopp des systmes de communication propritaires permettant les changes des donnes entre machines, cette offre venait en rponse aux besoins exprims par les utilisateurs qui possdent un parc important dunits parfois distantes les unes des autres pour sadapter un environnement et ragir de plus en plus avec cette dynamique

Gnralement

la

communication

entre

les

diffrents

secteurs

dactivits au sein dune mme institution est indispensable ceci, ncessite un partage de donnes et un systme de gestion intgr, scuris, fiable et impose une disponibilit de rseau pour la communication et lchange des informations configures selon les besoin

II. Chapitre 115

Dfinition Systme informatique :1) 1.1)

Contenus dun micro-ordinateur : Le Botier :

Le botier est une bote rectangulaire de mtal qui renferme ces priphriques internes et dautres. - Carte mre - Microprocesseur - Carte graphique - Mmoire - Disque dur - Carte son

Deux types de format :

le format bureau (en anglais, Desktop) le format tour (en anglais, Tower)

Deux types de norme : 1.1)

la norm AT (Advanced Technology) la norm ATX (Advanced Technology Extended)

La carte mre :

La carte mre est le circuit imprim principal. Elle se trouve au centre de lordinateur. Sur cette carte tous les composants du PC sont connects. La carte mre contient les connexions pour :

1.1)

le processeur la mmoire les cartes d'extension les priphriques de stockage

La mmoire :

Elle permet de conserver des informations et de les rendre rapidement accessibles au microprocesseur. La mmoire centrale se compose de la mmoire morte (ROM), de la mmoire vive (RAM) et de la mmoire cache.

Quatre types de mmoires : la mmoire EDO (Extended Data Out) Ordinateurs anciens16

la mmoire SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) Ordinateurs rcents - plus rapide que l EDO la mmoire SDRAM DDR (SD RAM Double Data Rate) Deux fois plus rapide que la SDRAM. Nouveaux ordinateurs. la mmoire RDRAM (Rambus DRAM) Transmission de donnes des vitesses beaucoup plus suprieures que les technologies prcdentes SDRAM, DDR Le format Simm Single Inline Memory Module Barrette 72 broches Anciens PC (Pentium, Pentium MMX, etc.) Obligatoirement monte par paire. Le format Dimm Dual Inline Memory Module Barrette 168 broches PC actuels (Pentium III, Athlon, etc.) Contrairement au format Simm, cette barrette peut tre monte une par une. Le format Rimm Rambus Inline Memory Module Barrette 168 broches Bien que trs ressemblante, les barrettes Rimm ne peuvent pas tre mlanges avec des barrettes Dimm.

1-4) Le microprocesseur :Le microprocesseur est le composant qui se trouve au centre de lordinateur. Vritable cerveau, il effectue la plupart des oprations de calcul de l'ordinateur. Il reoit les entres en fait le traitement et dirige les sorties vers les bons priphriques. La vitesse laquelle le microprocesseur traite l'information est indique en mgahertz. Un microprocesseur de 600 mgahertz pourra effectuer 600 cycles par seconde et sera plus rapide qu'un microprocesseur de 350 mgahertz. Les processeurs actuels ont une puissance qui varie de 600MHz 1.4Ghz.1.1)

Le disque dur :

Le disque dur est un support compos de disques magntiques sur lesquels on peut stocker de grandes quantits d'informations. L'information contenue sur cette mmoire auxiliaire est plus rapide d'accs au microprocesseur que l'information emmagasine sur les autres mmoires auxiliaires. Les disques durs actuels ont une capacit de stockage qui varie de 6 Go 160 Go. La vitesse de rotation du disque, correspond la vitesse laquelle les disques tournent l'intrieur du lecteur. Plus la vitesse de rotation est leve, plus le disque est rapide. Les disques durs actuels ont une vitesse de rotation qui varie entre 4500 et 10 000 t/min17

Trois types de connexion :

La connexion IDE Integrated Drive Electronics La connexion SCSI Small Computer System Interface La connexion IEEE 1394 Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394

1.1)

La carte graphique :

La carte vido est une carte lectronique qui permet d'afficher l'cran les images qu'elle a stockes dans sa mmoire. Le processeur est le vritable cerveau de la carte vido. Il effectue l'ensemble des calculs ncessaires, afin que l'image restitue l'cran soit la plus nette et la plus prcise possible. La mmoire de la carte vido est charge de stocker les donnes que l'ordinateur lui envoie. En effectuant cela, elle permet l'ordinateur de librer de la mmoire vive. Trois types de connexion :

La connexion AGP Accelerated Graphic Port Cartes vidos rcentes. La connexion PCI Peripheral Component Interface Anciennes cartes vidos. La connexion ISA Industry Standard Architecture Plus utilis par les cartes vido depuis un bon moment.

1.1)

La carte son :

La carte son est une carte lectronique qui permet de gnrer et d'enregistrer des signaux audio. Sur certains ordinateurs, les circuits audio ne sont pas sur une carte, mais sont directement intgrs la carte mre.

Les principales caractristiques : Le processeur DSP Digital Sound Processing :Toutes les cartes son ne possdent pas un processeur. Effets produits (cho, rverbration, etc.). Pour la bureautique, le processeur nest pas ncessaire. Pour les jeux vido ou la musique, processeur ncessaire

18

La polyphonie ou nombre de voix :La polyphonie correspond au nombre de notes diffrentes qui peuvent tre joues en mme temps. de musiques

La frquence d'chantillonnage :La frquence d'chantillonnage mesure en KHz, est la frquence laquelle un signal audio est converti sous la forme numrique.

1-8) Les priphrique dentre :- Souris - Clavier - Scanner - Microphone - Webcam Les priphriques d'entre sont les composantes d'un systme informatique qui permettent d'acheminer des informations (entres) l'intrieur de l'ordinateur pour que le microprocesseur puisse les traiter.

Le clavier :Le clavier est un priphrique qui permet la saisie des informations en direction de l'ordinateur.

Le standard :Azerty cinq premires touches alphabtiques que l'on retrouve dans la partie suprieure gauche du clavier. Les Anglo-Saxons : Qwerty

L'ergonomie :L'ergonomie du clavier est un point important.

19

Le type de connexion :Deux types de connexions - La connexion PS/2 - La connexion USB (Universal Serial Bus)

La souris :La souris est un priphrique qui permet de naviguer dans les diffrentes applications de l'ordinateur. Elle permet de dplacer un pointeur sur l'cran.

Le type :Deux types de souris : - La souris classique, avec boule. - La souris dtection par camra

Le type de liaison :- La liaison par cble - La liaison infrarouge distance 2 m - La liaison radio distance 10 m

Le type de connexion :Trois types de connexions - La connexion srie : rare. - La connexion PS/2 : trs frquent - La connexion USB (Universal Serial Bus).

Le scanner :Le scanner est un priphrique qui convertit une image ou du texte sous une forme numrique. Le scanner est semblable un photocopieur : il prend une photo d'une image ou d'un texte et la transfre l'ordinateur.

La webcam :

20

La webcam est un priphrique qui permet de capturer des images fixes ou animes. La webcam est semblable une camra : elle capture des images et les transfre l'ordinateur.

La rsolution :La rsolution correspond la qualit avec laquelle une webcam est capable de capturer des images. Cette rsolution est mesure en points. Plus la rsolution d'une webcam est leve, plus la qualit des captures sera bonne.

Le type de connexion :- La connexion passe par le port de limprimante et lalimentation passe par lintermdiaire clavier - La connexion USB Universal Serial Bus - La connexion IEEE 1394 Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394

Le microphone :Le microphone est un dispositif qui capte la voix et permet de l'acheminer vers l'ordinateur. Il est utilis pour enregistrer la voix sur une mmoire auxiliaire ou pour discuter avec des gens branchs sur Internet.

1-9) Les priphriques de sortie :- Moniteur - Haut parleur - Imprimante - Vido projecteur (data show) Les priphriques de sortie sont des composantes d'un systme informatique qui servent communiquer les rsultats du traitement. Ils ont le rle de transmettre des sorties l'extrieur de l'ordinateur pour pouvoir en prendre connaissance.

Le moniteur :L'cran permet dafficher le signal provenant de la carte vido. On peut trouver sur le march deux types d'crans : - Les crans standards tube cathodique (CRT)21

- Les crans plats Liquid Crystal Display (LCD)

Limprimante :L'imprimante est un priphrique qui permet de reproduire sur papier, des textes ou des images. On trouve sur le march destin au grand public, deux types d'imprimantes : jet d'encre et laser.

La rsolution :La rsolution correspond la qualit d'impression d'une imprimante. Cette rsolution est mesure en points par pouces (ppp).

La vitesse d'impression :La vitesse d'impression indique la rapidit laquelle l'imprimante imprime une page. Cette vitesse est exprime en page par minute (ppm).

Le type de connexion :- La connexion parallle. L'imprimante est relie l'ordinateur par l'intermdiaire d'un cble, qui porte le nom de cble parallle. - La connexion USB. L'imprimante est relie l'ordinateur l'intermdiaire d'un cble, qui porte le nom de cble USB. - La connexion SCSI. par

Le type dimprimantes :- L'imprimante matricielle - Limprimante laser - Limprimante jet d'encre - Limprimante thermique - Les traceurs ou tables traantes.

Le vido projecteur :Le projecteur lectronique permet de projeter sur un cran gant ce qui s'affiche l'cran du moniteur. Des enceintes acoustiques sont galement intgres pour faire entendre les sons.22

Le haut parleur :Les enceintes acoustiques sont des dispositifs qui permettent l'utilisateur d'entendre des sons, de la voix ou de la musique qui proviennent de l'ordinateur.

1-10) Les priphriques d entre et de sortie :

Disque dur Modem Lecteur disquette Lecteur zip Ecran tactile Lecteur cdrom Lecteur dvd rom

Un priphrique d'entre et de sortie est une composante d'un systme informatique qui permet la fois d'envoyer de l'information (entres) dans l'ordinateur et de produire des rsultats (sorties) afin den prendre connaissance.

Lcran tactile :Lappui sur lcran tactile permet dentrer de l'information (entre). Quand on appuie sur l'cran, la membrane de plastique qui le recouvre s'enfonce et les faisceaux lumineux situs derrire cette membrane se croisent pour indiquer un point prcis l'ordinateur.

Le Lecteur cd-rom :Le lecteur de CD-ROM (Compact Disc, Read Only Memory) est un priphrique de stockage qui permet la lecture de disques optiques : CD audio, CD de donnes. Seul le lecteur de cd-rom rinscriptible est un priphrique d'entre et de sortie : criture sur des (CD-R).

Le Lecteur dvd-rom :Possdant un plus par rapport au lecteur de CD-ROM, le DVD-ROM (Digital Versatile Disc, Read Only Memory) permet la lecture de disque au format DVD (Digital Versatile Disc).

Lecteur cd-rom ou dvd-rom : La capacit de stockage des supports :CD-ROM 650 Mo23

DVD-ROM (premire gnration)

4.7 Go

DVD-ROM (deuxime gnration) 17 Go

24

La vitesse de rotation :La vitesse de rotation des lecteurs de CD ou de DVD-ROM est exprime en "X" (un lecteur de CD-ROM 32X, par exemple). Les lecteurs de CD-ROM actuels ont une vitesse de rotation qui varie entre 24X et 52X. Et les lecteurs de DVD-ROM actuels ont une vitesse de rotation qui varie entre 8X et 16X.

Le type de connexion :

La connexion IDE Integrated Drive Electronics La connexion SCSI Small Computer System Interface La connexion USB Universal Serial Bus La connexion IEEE 1394 Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394

Le Disque dur :Le disque dur possde un lecteur qui permet de lire le contenu de son disque et d'y emmagasiner des donnes supplmentaires.

Le Modem :Le modem est un priphrique qui permet un ordinateur de se connecter Internet, mais aussi un autre ordinateur. Il sert d'intermdiaire entre l'ordinateur et la ligne tlphonique ou le cble. Son nom vient de MODulateur - DEModulateur.

Le type de modem :La technologie RTC Rseau Tlphonique Commut : Utilisation du rseau tlphonique traditionnel. La technologie RNIS Rseau Numrique Intgration de Services : possibilit de tlphoner, envoyer un fax et "surfer" sur Internet simultanment. La technologie ADSL Asymetric Digital Subscriber Line : Transfert haut dbit de donnes numriques sur le rseau tlphonique traditionnel (RTC).

Le Cble : La vitesse :RTC (norm V90) 56 Kbits/s RTC (norm V92) 56 Kbits/s RNIS 128 Kbits/s ADSL de 1.5 Mbits/s 8 Mbits/s25

Cble

Jusqu' 38 Mbits/s

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Le type de connexion :

La connexion interne La connexion srie La connexion USB Universal Serial Bus

Le Lecteur disquette :

Le lecteur de disquettes permet de lire et d'crire sur des disquettes haute densit. Lecteur de disquettes 1.44 Mo Lecteur de disquettes 62 Ko/s

Le Lecteur zip :Le lecteur de disquettes Zip ou Jaz permet de lire et d'crire sur des disquettes Zip ou Jaz

La capacit :Lecteur Iomega Zip 100 Lecteur Imation Super Disk Lecteur Hi-FD de Sony Lecteur Iomega Zip 250 DVD-RAM (premire gnration) DVD-RAM (deuxime gnration) 100 Mo 120 Mo 200 Mo 250 Mo 5.2 Go (sur deux faces) 9.4 Go (sur deux faces)

Le taux de transfert :Lecteur Iomega Zip 100 (USB) 700 Ko/s Lecteur Imation Super Disk (parallle) 750 Ko/s Lecteur Hi-FD de Sony (parallle) 600 Ko/s Lecteur Iomega Zip 250 (USB) 900 Ko/s DVD-RAM (IDE) 1.4 Mo/s

Le type de connexion :La connexion IDE Integrated Drive Electronics : Ce type de connexion est parfois utilis par les priphriques de sauvegarde. La connexion parallle :

27

De moins en moins utilis. Liaison l'ordinateur par l'intermdiaire d'un cble parallle

La connexion SCSI Small Computer System Interface La connexion USB Universal Serial Bus La connexion IEEE 1394 Institute of Electrical and Electronics Engineers 1394

Les Types de connexion :

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Synthse :

PROC : excute des instructions lmentaires accde la mmoire centrale communique avec les units d'change

Mmoire centrale : contient les instructions du ou des programmes en cours d'excution contient les donnes associes aux programmes conserve et restitue les informations la demande du processeur

Unit change : passerelle vers le monde extrieur interface entre l'unit centrale et ses priphriques

29

I. Microprocesseur : 1) Introduction :

Chapitre 2

Le processeur, ou CPU (de l'anglais Central Processing Unit), Unit centrale de traitement , est le composant de l'ordinateur qui excute les programmes informatiques. Avec la mmoire notamment, c'est un des composants qui existent depuis les premiers ordinateurs et qui sont prsents dans tous les ordinateurs. Un processeur construit en un seul circuit intgr est un microprocesseur. L'invention du transistor en 1948 a ouvert la voie la miniaturisation des composants lectroniques. Les processeurs des dbuts taient conus spcifiquement pour un ordinateur d'un type donn. Cette mthode coteuse de conception des processeurs pour une application spcifique a conduit au dveloppement de la production de masse de processeurs qui conviennent pour un ou plusieurs usages. Cette tendance la standardisation qui dbuta dans le domaine des ordinateurs centraux (mainframes transistors discrets et mini-ordinateurs) a connu une acclration rapide avec l'avnement des circuits intgrs. Les circuits intgrs ont permis la miniaturisation des processeurs. La miniaturisation et la standardisation des processeurs ont conduit leur diffusion dans la vie moderne bien audel des usages des machines programmables ddies.

La puce d'un microprocesseur

30

2)

Histoire :

Le Microprocesseur :L'introduction du microprocesseur dans les annes 1970 a marqu de manire significative la conception et l'implmentation des units centrales de traitement. Depuis l'introduction du premier microprocesseur (Intel 4004) en 1971 et du premier microprocesseur employ couramment (Intel 8080) en 1974, cette classe de processeurs a presque totalement dpass toutes les autres mthodes d'implmentation d'unit centrale de traitement. Les fabricants d'ordinateurs centraux (mainframe et Miniordinateurs) de l'poque ont lanc leurs propres programmes de dveloppement de circuits intgrs pour mettre

niveau les architectures anciennes de leurs ordinateurs et ont par la suite produit des microprocesseurs jeu d'instructions compatible en assurant la compatibilit ascendante avec leurs anciens modles. Les gnrations prcdentes des units centrales de traitement comportaient un assemblage de composants discrets et de nombreux circuits faiblement intgrs sur une ou plusieurs cartes lectroniques. Les microprocesseurs sont construits avec un trs petit nombre de circuits trs fortement intgrs (ULSI), habituellement un seul. Les microprocesseurs sont implments sur une seule puce lectronique, donc de dimensions rduites, ce qui veut dire des temps de commutation plus courts lis des facteurs physiques comme par exemple la diminution de la capacit parasite des portes. Ceci a permis aux microprocesseurs synchrones d'augmenter leur frquence de base de quelques dizaines de mgahertz plusieurs gigahertz. De plus, mesure que la capacit de fabriquer des transistors extrmement petits sur un circuit intgr a augment, la complexit et le nombre de transistors dans un seul processeur a considrablement augment. Cette tendance largement observe est dcrite par la loi de Moore, qui s'est avre tre jusqu'ici un facteur prdictif assez prcis de la croissance de la complexit des processeurs (et de tout autre circuit intgr). Les processeurs multi cur (multicores) rcents comportent maintenant plusieurs curs dans un seul circuit intgr, leur efficacit dpend grandement de la topologie d'interconnexion entre les curs. De nouvelles approches comme la superposition de la mmoire et du cur de processeur (memory stacking) sont l'tude et devraient conduire un nouvel accroissement des performances. En se basant sur les tendances des 10 dernires annes, les performances des processeurs devraient atteindre le Ptaflop, vers 2010 pour les serveurs, et l'horizon 2030 dans les PC. Dbut juin 2008 le supercalculateur militaire IBM Roadrunner est le premier franchir cette barre symbolique du Ptaflop. Puis en novembre31

2008 c'est au tour du supercalculateur Jaguar de Cray. En avril 2009 ce sont les deux seuls supercalculateurs avoir dpass le Petaflop. Tandis que la complexit, la taille, la construction, et la forme gnrale des processeurs ont fortement volu au cours des soixante dernires annes, la conception et la fonction de base n'ont pas beaucoup chang. Presque tous les processeurs communs d'aujourd'hui peuvent tre dcrits trs prcisment comme machines programme enregistr de Von Neumann. Alors que la loi de Moore, mentionne ci-dessus, continue tre vrifie, des questions ont surgi au sujet des limites de la technologie des circuits intgrs transistors. La miniaturisation des portes lectroniques est si importante que les effets de phnomnes comme l'lectro-migration (dgradation progressive des interconnexions mtalliques entranant une diminution de la fiabilit des circuits intgrs) et les courants de fuite (leur importance augmente avec la rduction des dimensions des circuits intgrs, ils sont l'origine d'une consommation d'nergie lectrique pnalisante), auparavant ngligeables, deviennent de plus en plus significatifs. Ces nouveaux problmes sont parmi les nombreux facteurs conduisant les chercheurs tudier d'une part, de nouvelles technologies de traitement telles que l'ordinateur quantique l'usage du calcul parallle, etd'autre part, d'autres mthodes d'utilisation du modle classique de Von Neumann.

Lvolution des microprocesseurs :Finess Largeur Frquence Nombre de e de des de transistors gravur donne l'horloge e (m) s 4 bits/4 2 300 108 kHz bits bus 8 bits/8 6 000 6 2 MHz bits bus 16 bits/8 29 000 3 5 MHz bits bus 6 16 MHz 16 134 000 1,5 (20 MHz bits/16 chez AMD) bits bus 32 275 000 1,5 16 40 MHz bits/32 bits bus 32 16 1 200 000 1 bits/32 100 MHz bits bus

Date

Nom

MIPS

1971 1974 1979 1982

4004 8080 8088 80286

0,64 0,33 1

1985

80386

5

1989

80486

20

32

1993

Pentium

3 100 000

0,8 0,28 0,35 0,25 0,25 0,13 0,18 0,065

1997

Pentium II

7 500 000

1999 Pentium III

9 500 000

2000

Pentium 4 42 000 000

2004

Pentium 4D 125 000 00 0,09 Prescott 0 0,065 Core 2 Duo Core 2 Quad Core 2 Duo (Penryn) Core 2 Quad (Penryn) 291 000 00 0,065 0 2*291 000 000 0,065

2006

2007

2008

410 000 00 0,045 0 2*410 000 0 0,045 00

2008

0,045 Intel Core i7 731 000 00 (2008) 2008 (Nehalem) 0 0,032 (2009)

Intel Core 774 000 00 0,045 2009 i5/i7 0 (2009) (Lynnfield)

2010

Intel Core i7 1 170 000 0 0,032 (Gulftown) 00

32 bits/64 100 bits bus 32 233 bits/64 300 450 MHz bits bus 32 450 bits/64 510 1 400 MHz bits bus 32 1,3 bits/64 1 700 3,8 GHz bits bus 32 2.66 bits/64 9 000 3,6 GHz bits bus 64 2,4 GHz bits/64 22 000 (E6600) bits bus 64 3 GHz bits/64 2*22 000 (?) (Q6850) bits bus 64 3,33 GHz bits/64 ~24 200 (E8600) bits bus 64 3,2 GHz bits/64 ~2*24 200 (QX9770) bits bus 2,66 GHz (Core i7 64 920) bits/64 ? 3,33 GHz bits bus (Core i7 Ext. Ed. 975) 2,66 GHz (Core i5 64 750) bits/64 ? 2,93 GHz bits bus (Core i7 870) 3,33 GHz 64 (Core i7 bits/64 ? 980X) bits bus 60 233 MHz

33

Date : lanne de commercialisation du microprocesseur. Nom : le nom du microprocesseur. Nombre de transistors : le nombre de transistors contenus dans le microprocesseur. Finesse de gravure (m) : le diamtre (en micromtres) du plus petit fil reliant deux composantes du microprocesseur. En comparaison, l'paisseur d'un cheveu humain est de 100 microns. Frquence de lhorloge : la frquence de lhorloge de la carte mre qui cadence le microprocesseur. MHz = million(s) de cycles par seconde. GHz = milliard(s) de cycles par seconde. Largeur des donnes : le premier nombre indique le nombre de bits sur lequel une opration est faite. Le second nombre indique le nombre de bits transfrs la fois entre la mmoire et le microprocesseur. MIPS : le nombre de millions dinstructions effectues par le microprocesseur en une seconde.

3) Architecture et microprocesseur : Structure dun calculateur :Monde Mmoire Unit de Unit registres Horloge Unit Unit (priphrique centrale transfertde arithmtique dentres/ capteur, etsorties contrle logique actionneurs,..) ( UAL)

fonctionnement

dun

: Ordre ou commande

34

: Donnes

Llment de base dun calculateur est constitue par lunite centrale de traitement (UCT, CPU: Central Processing Unit). LUCT est constitue : dune unit arithmtique et logique (UAL, ALU : Arithmetic and Logic Unit) : Cest lorgane de calcul du calculateur. de registres : zones de stockage des donnes de travail de lUAL (oprandes, Rsultats intermdiaires). dune unit de contrle (UC, CU : Control Unit) : elle envoie les ordres (ou commandes) tous les autres lments du calculateur afin dexcuter un programme. La mmoire centrale contient : le programme excuter dinstructions lmentaires les donnes traiter.

:

suite

Lunit dentres/sorties (E/S) : est un intermdiaire entre le calculateur et le monde Extrieur. Lunite de transfert : est le support matriel de la circulation des donnes. Les changes dordres et de donnes dans le calculateur sont synchroniss par une horloge qui dlivre des impulsions (signal dhorloge) des intervalles de temps fixes. Dfinition : un microprocesseur consiste en une unit centrale de traitement (UAL + Registres + unit de contrle) entirement contenue dans un seul circuit intgr. Un calculateur construit autour dun microprocesseur est un microcalculateur ou un microordinateur. Remarque : un circuit intgr qui inclut une UCT, de la mmoire et des priphriques Est un microcontrleur.

4) Microcontrleur :Un microcontrleur est un circuit intgr qui rassemble les lments essentiels d'un ordinateur : processeur, mmoires (mmoire morte pour le programme, mmoire vive pour les donnes), units priphriques et interfaces d'entres-sorties. Les microcontrleurs se caractrisent par un plus haut degr d'intgration, une plus faible consommation lectrique (quelques milliwatts en fonctionnement, quelques nanowatts en veille), une vitesse de fonctionnement plus faible (quelques mgahertz quelques centaines de mgahertz ) et un cot rduit par rapport aux microprocesseurs polyvalents utiliss dans les ordinateurs personnels.35

Par rapport des systmes lectroniques base de microprocesseurs et autres composants spars, les microcontrleurs permettent de diminuer la taille, la consommation lectrique et le cot des produits. Ils ont ainsi permis de dmocratiser l'utilisation de l'informatique dans un grand nombre de produits et de procds.Les microcontrleurs sont frquemment utiliss dans les systmes embarqus, comme les contrleurs des moteurs automobiles, les tlcommandes, les appareils de bureau, l'lectromnager, les jouets, la tlphonie mobile, etc. ...

5) Du microprocesseur au microcontrleur :Le processeur est l'lment central d'un systme informatique : il interprte les instructions et traite les donnes d'un programme. Il a besoin de certains lments externes pour fonctionner :

une horloge pour le cadencer (en gnral quartz) ou Boucle verrouillage de phase (PLL : Phase-Locked Loop) de la mmoire pour stocker les variables durant lexcution du programme (mmoire vive RAM) et le programme dune mise sous tension lautre (mmoire morte ROM). Si l'on conoit un systme ddi une tche bien particulire (ce qui est gnralement le cas des systmes embarqus), le programme n'est pas amen changer. Il peut donc tre stock dans une mmoire morte (ROM) des priphriques (pour interagir avec le monde extrieur). Le bus d'adresse qui permet au microprocesseur de slectionner la case mmoire ou le priphrique auquel il veut accder pour lire ou crire une information (instruction ou donne) Le bus de donnes qui permet le transfert des informations entre les diffrents lments, ces informations seront soit des instructions, soit des donnes en provenance ou destination de la mmoire ou des priphriques. Le bus de contrle qui indique si l'opration en cours est une lecture ou une criture, si un priphrique demande une interruption pour faire remonter une information au processeur, etc.

Ces lments sont relis par 3 bus :

36

Structure d'un systme microprocesseur Traditionnellement, ces composants sont intgrs dans des circuits distincts. Le dveloppement d'un tel systme base de microprocesseur se trouve donc pnalis par (liste non exhaustive) :

La ncessit de prvoir l'interconnexion de ces composants (bus, cblage, nappes de connexion) La place occupe physiquement par les composants et les moyens d'interconnexion La consommation nergtique La chaleur dgage Le cot financier.

Les microcontrleurs amliorent l'intgration et le cot (li la conception et la ralisation) d'un systme base de microprocesseur en rassemblant ces lments essentiels dans un seul circuit intgr. Un microcontrleur est donc un composant autonome, capable d'excuter le programme contenu dans sa mmoire morte ds qu'il est mis sous tension. Selon les modles et les conditions de fonctionnement, les microcontrleurs peuvent avoir besoin de quelques composants externes (quartz, quelques condensateurs, parfois une ROM), mais ceci reste trs limit. Lorsque toutes les fonctions du systme informatique sont regroupes dans un unique circuit intgr, y compris les fonctions logiques, analogiques, radiofrquence, d'interface (USB, Ethernet, etc.), on parle alors de System on Chip (systme sur puce ou systme mono-puce). Ces composants sont bass sur un ou plusieurs curs de microcontrleur, de microprocesseur ou de DSP.

1)

Larchitecture dun ordinateur simple :BUS INTERNE DE LUC

UAL

REGISTRE S

gnrau

Pointeur de programm

Registre dinstructi on

Contrle de temps

Registre dadress e

Registre tampon

Schma synoptique dune unit centrale

Lunit de commande :37

Son rle est : denvoyer des signaux de contrle pour connecter les registres au bus ; de superviser le fonctionnement de lUAL ; de donner des signaux dhorloge lensemble de lordinateur. Toutes les actions de lunit de commande concernent les cycles de chargement et dexcution des instructions. Par exemple, il y a besoin de signaux de contrle pour relier les registres au bus, pour superviser le fonctionnement de lUAL, et pour donner des signaux dhorloge lensemble de lordinateur. La plupart de ces signaux provient de la section de contrle de lUC (voir la ralisation des squenceurs). Cycle de chargement : Les instructions sont lues une par une, puis dcodes et excutes. Pour aller chercher une instruction en mmoire, il faut excuter les oprations suivantes :1. Charger le contenu du pointeur de programme dans le registre

dadresse mmoire qui est reli au bus 2. Demander la mmoire de lire la donne, et de la placer sur le bus (signal Read Memory)

38

3.4. Ranger la valeur lue sur le bus de donnes, dans le buffer de lUC 5. Transfrer le buffer dans le registre dinstruction 6. Incrmenter le pointeur de programme dune unit pour aller

chercher linstruction suivante. Pour effectuer ces oprations, il faut envoyer un certain nombre de signaux de contrle aux divers registres de lUC et la mmoire. Par exemple, pour la premire opration, le systme de contrle doit fermer toutes les sorties de registres en direction du bus interne, ouvrir la sortie du pointeur de programme en direction du bus, et charger Bus dadresse Bus dedonnes

REGISTRE DADRESSE Mmoire

BUFFER

MEMOIRE

POINTEUR DE PROGRAMME

REGISTRE DINSTRICTI ON

UAL UcRegistre gnraux

Le contenu du bus dans le registre dadresse mmoire. Il faut videmment envoyer tous ces signaux dans un ordre correct et avec un dcalage temporel correct entre eux. Cycle dexcution : Lensemble des oprations prcdentes se rpte chaque cycle de chargement. Mais, selon larchitecture et la teneur de chaque instruction, la faon dont le cycle dexcution se droule est trs variable. Prenons comme exemple laddition de laccumulateur et dun autre registre avec le rsultat dans laccumulateur. Puisque les registres sont dans lUC, la squence dexcution est : 1. transfert du contenu de laccumulateur dans lUAL 2. transfert du contenu du registre adress vers lautre entre de lUAL

39

3. dclenchement de laddition (en envoyant les signaux ncessaires dans lUAL) 4. retour du rsultat dans laccumulateur.

1) Les diffrentes architectures : Architecture uni processeur : Architecture Von Neumann (1946) :Architecture conventionnelle, la plus utilise dans le domaine des ordinateurs. Elle repose sur quatre entits principales :

Unit de command

Uc

UAL

Mmoire

Unit de e/ s

Architecture de Von Neumann Un seul processeur (unit centrale) travaille de manire squentielle sur des informations en mmoire qui constituent la fois les donnes et les programmes : une seule unit de commande traitant une seule squence dinstruction (Single Instruction Stream) et une seule unit dexcution (UAL) traitant une unique squence de donnes (Single Data Stream). Cette architecture est donc appele SISD (Single Instruction Single Data). Un bus unique relie les diffrents modules. Cette architecture commande unique constitue un frein au traitement parallle.

Architecture de Harvard (1940, la premire employe pour les ordinateurs) :Mmoire de programme

Mmoire de donnes

Uc

Unit d e/s

40

Unit de commande

UCuc UAL

Architecture de Harvard Elle est caractrise par la sparation des donnes et programmes en mmoire. Laccs chacun seffectue par un bus spar, diffrent et indpendant. Donc un accs simultan aux instructions et aux donnes est possible, ce qui implique une excution plus Rapide. Cette architecture est abandonne sur les ordinateurs universels en raison de sa complexit Matrielle, mais elle est avantageuse pour les systmes de traitement numrique De s signaux. Le 4004 (premier processeur Intel) relvent de cette architecture, de mme Que la plupart des processeurs DSP.

Architectures parallles : Architectures avec cadencement des donnes : UCUnit de commande

UAL

UAL

UAL

Mmoire centrale

Architecture avec cadencement de donnes Cette architecture flot de donnes soppose une architecture traditionnelle dite Flot dinstructions. Cette configuration est appele SIMD (Single Instruction Multiple Data) et ce type de processeur processeur vectoriel . On peut classer dans cette catgorie les processeurs vectoriels disposant des Instructions vectorielles (exemple dapplication : addition de41

deux vecteurs en virgule Flottante). Lunit de commande envoie uneinstruction toutes les UAL qui excutent. Linstruction pas pas sur des donnes locales. Le rseau dinterconnexions permet aux Rsultats dtre envoys vers une autre UAL qui pourra les utiliser comme oprande dans Une instruction suivante. Les processeurs DSP utilisent cette architecture.

Architecture multiprocesseurs (MIMD) :Processeur 1 Processeur 2 Processeur 3

Mmoire centrale Plusieurs processeurs partagent la mme mmoire.Chaque unit centrale (processeur) dispose de indpendant. Plusieurs distributions architecturales sont possibles : Architecture centralise : son propre programme

Mmoire centrale

Microprocesseur Centrale

Micro 1 Micro 2 Micro 3

Architecture centralise

Architecture horizontale :BUS

Micro 1

Micro2

Micro 3 42

Architecture horizontale Chaque microprocesseur est soit un processeur central, soit un processeur spcialis (E/S par exemple). Chaque processeur constitue une ressource pour le systme. structure hybride :

BUS

Micro 1 Mmoir e locale

Micro 2 Mmoir e locale

Micro3 Mmoir e locale

Architecture hybride Dans les structures prcdentes la charge du bus (transfert de donnes, communication entre les processeurs) freine lefficacit de larchitecture multiprocesseurs. Lintroduction de mmoire locale associe chaque processeur permet dliminer les accs la mmoire centrale hirarchie de bus :Bus intermodul

Micro 0

Micro 1

Mm 1

Micro 2

Mm 2

Hirarchie de busUne autre mthode de dcharger le bus consiste raliser une hirarchie de bus. Celle-ci peut tre tendue aux E/S

Processeur multi-units de traitement :Cette architecture na de sens que si le temps de chargement et de dcodage est faible par rapport la dure de son excution.

43

Processeur pipeline :Lide est inspire de lorganisation du travail la chane : cette technique permet deffectuer davantage de travail par unit de temps. Chaque tape de lexcution de linstruction (chargement, dcodage, recherche des donnes) se fait dans une unit spare :

Unit de commande

Analyse dinstruction Additionne ur Multiplieur Calcul flottan t Diviseur Comparat eurRegistre

Mmoire centrale

Calcul logiqu e

dcala

Processeur multi-units de traitement

Recherche de linstruction

Analyse de linstruction Unit de calcul dadresseUnit de recherche de donnes Excution de linstruction

Mmoire Centrale

Uc Processeur pipeline

44

La premire est charge dans la premire unit la deuxime unit commence dcoder linstruction pendant que la premire travaille charger la deuxime instruction un peu plus tard, la troisime unit travaille sur le calcul dadresse pendant que la deuxime unit dcode la deuxime instruction, et que la premire unit charge linstruction suivante (exemple : IBM 360/195, CDC STAR).

2) Le diffrent ordinateur :

type

de

mmoires

vives

dun

On distingue plusieurs types de mmoires vives en fonction de : leur utilisation leur vitesse leur mode dadressage leur mode daccs aux donnes. Les registres Un registre est un ensemble ordonn de bascules dans lequel on peut crire puis Mmoriser un mot binaire. Ce sont des mmoires particulires car linformation ny est Pas adresse. Les registres se situent lintrieur de lunit centrale, alors que la mmoire centrale Forme un bloc fonctionnel part entire en dehors de lunit centrale. Ils offrent un temps Daccs en lecture/criture beaucoup plus faible (rapport 10) que la mmoire centrale. Conceptuellement, les registres et mmoire centrale sont semblables : ce sont le lieu dimplantation dans la machine, la capacit de stockage et le temps daccs aux informations Quils contiennent qui les diffrencient. les registres accessibles aux programmeurs constituent une mmoire trs petite (en gnral 16 registres dun mot) compars aux mmoires centrales, mais ils sont beaucoup plus rapides. au sein de la couche microprogramme, les registres sont utiliss pour assurer le stockage dinformations ncessaires lexcution en cours de traitement.

Mmoire centrale :

45

Cest la zone de stockage des donnes et des programmes. Elle peut tre considre comme un ensemble de registres accessibles individuellement grce une adresse spcifique: mmoire accs alatoire. La capacit de la mmoire centrale est plus ou moins importante selon le systme. Elle est en gnral forme de plusieurs botiers de RAM : cest une association de circuits en parallle pour crer la longueur du mot dsir (traitable par le processeur) et de circuits en srie pour crer la capacit dsire. Exemple : constitution de 6 kmots de 8 bits laide de botiers de 2k4 bits.

La mmoire cache, ou antmmoire :Les microprocesseurs 8 et 16 bits travaillent des vitesses environ gales aux temps daccs mmoire : la performance dun systme tait donc due en gnral aux processeurs eux-mmes. Le problme majeur avec lapparition des microprocesseurs rapides est de synchroniser laccs la mmoire avec la vitesse du processeur (la vitesse des microprocesseurs augmente vite alors que celle des mmoires volue lentement). Autrement dit, il faut pouvoir satisfaire assez vite les demandes en criture/lecture en mmoire pour ne pas laisser le processeur tourner vide. La solution est la mmoire cache. Principe : on place, entre le processeur et la mmoire centrale classique, quelques circuits de mmoire ultra-rapide (type SRAM) mais coteux , ce bloc renfermera les lments les plus utiliss lors dune tcheProcesseur rapide Cache Mmoire centrale

Contrleur de cache

Principe de la mmoire cache

Chaque fois que le processeur doit lire une donne, il commence par la cherche dans la mmoire cache. Si elle sy trouve, il ny a alors aucune attente, sinon le systme charge dans le cache non seulement la donne demande mais aussi toute la zone environnante de la mmoire centrale. Grce cela la requte suivante du processeur a toutes Les chances dtre effectivement dans le cache (il y a duplication de linformation mais ceci est transparent pour lutilisateur).46

Remarque 1 : certains processeurs ont une mmoire cache interne (486 : 8 ko, Pentium: 16 ko, Clerons 32 ko L1 + 128 ko L2, Pentium III : 32 ko L1 + 256 ko L2, Athlone : 128 ko L1 + 256 ko L2, Pentium 4 : 32 ko L1 + 256 ko L2) Remarque 1bis : le Pentium 4 possde en fait un cache L1 de 8 ko associ un cache de trace dexcution L1 de 12000 oprations : on a donc un cache donn et un cache instructions distincts. Le cache L2 est de 256 ou 512 ko selon la version. Remarque 2 : le 486 travaillent en 32 bits (interne et externe) et le pentium en 64 bits interne et 32 bits externe. Pour le Pentium certains constructeur ont conu un bus sur 64 bits pour relier le cache et le contrleur de cache ,dautres ont adapt des solutions existantes et transfrent les 64 bits en 2 fois 32 bits. Remarque 3 : le Pentium pose un autre problme : ce circuit est si rapide que le temps de chargement du cache avec lensemble des donnes prsentes en mmoire vive devient lui aussi critique. Quelques constructeurs proposent de relier cache et RAM par un bus de 128 bits. Structure gnrale dun cache : La mmoire cache nest pas adresse comme toutes les mmoires, cest--dire en faisant correspondre une adresse une cellule mmoire. Dans un cache sont ranges en mme temps les donnes ainsi que leur adresse (la cl) correspondante dans la mmoire centrale (ou seulement une partie). Ce type de mmoire, appel mmoire associative , opre selon deux tapes : test de prsence dadresse dans la mmoire adresse si oui, mettre la donne sur le bus de donne. Remarque : la recherche par cl (adresse) dans la mmoire associative ne seffectue pas de manire squentielle, mais en parallle sur toutes les cases de la mmoire associative. En un accs, on sait si linstruction cherche se trouve ou non dans lantmmoire. Structure gnrale dun cache : recherche par clef.

Bus adresse

Mmoire associative

Mmoire adresse

Mmoire donne

47

Bus donne

Recherche par clef dans une mmoire cache

Mmoire virtuelle :Pour permettre lutilisation de programmes volumineux et multiutilisateurs, on fait appel un systme de gestion de la mmoire appel mmoire virtuelle . Elle permet de disposer de plus de mmoire que nen offrent les circuits RAM de lordinateur, lide tant de sparer les concepts de la mmoire adressable et de la mmoire (RAM) disponible.

Fonctionnement : les parties de programmes ou de donnes qui excdent la mmoire de lordinateur sont stockes sur une mmoire de masse (auxiliaire) et sont recharges dans la RAM quand cela est ncessaire. Rappel : hirarchie de la mmoire dans un ordi : registres cache mmoire principale (RAM) mmoire auxiliaire (disque dur) Principe de la mmoire virtuelle Cela consiste autoriser lexcution dun processus dont la capacit mmoire est suprieure la RAM disponible. Le dispositif pour la gestion de la mmoire virtuelle se compose de la RAM et dune mmoire de masse (exemple : disque). Exemple : soit un systme 16 lignes dadresse, donc de 64 ko despace adressable, mais avec seulement 4 ko de mmoire centrale (RAM). Si le48

programme log dans les 4 ko fait appel un processus dont ladresse est hors des 4 ko, alors un dfaut sera dtect. Le processeur va alors cherche un bloc de programme dans la mmoire auxiliaire et le place dans la zone disponible de la RAM. ce moment, ladresse dappel ne correspond toujours aucun programme. Il faut donc par une mthode de table, raliser une translation des adresses afin que ladresse spcifie rentre dans le cadre des adresses disponibles cest--dire les adresses RAMMmoire auxiliaire Mmoire principale de 4 ko

Principe de la mmoire virtuelleRemarque : le principe de la mmoire virtuelle peut tre compar au

principe de la mmoire cache.

49

Circulation de linformation dans un calculateur :La ralisation matEurielle des ordinateurs est gnralement base larchitecture de Von Neumann : Microprocess eur priphrique MmoireE/S

sur

priphriq

BusLe microprocesseur change des informations avec la mmoire et lunite dE/S, sous forme De mots binaires, au moyen dun ensemble de connexions appele bus. Un bus permet De transfrer des donnes sous forme parallle, cest--dire en faisant circuler n bits Simultanment. Les microprocesseurs peuvent tre classs selon la longueur maximale des mots binaires Quils peuvent changer avec la mmoire et les E/S : microprocesseurs 8 bits, 16 bits, 32 bits, ... Le bus peut tres dcompos en trois bus distincts : le bus dadresses permet au microprocesseur de spcifier ladresse de la case Mmoire lire ou `a crire le bus de donnes permet les transferts entre le microprocesseur et la mmoire ou Les E/S le bus de commande transmet les ordres de lecture et decriture de la mmoire et des E/S.

Microprocesse ur

Mmoire

E/S 50

Priphriques Largeur de bus (Nombre de bites En parallle) donne 8 Bus de

16 dadresse

Bus

Bus de commande

Remarque : Les bus de donnes et de commande sont bidirectionnels, le bus dadresse Est unidirectionnel : seul le microprocesseur peut dlivrer des adresses (il existe une Drogation pour les circuits daccs direct `a la mmoire, DMA).

Description matrielle dun microprocesseur :Alimentation

Horloge

Reset Microproces seur

Bus dadresse Bus de donnes

Signaux de Commande du Microprocesseur

Bus de commande

51

I.

chapitre3

Les outils de rseau :

1)

Introduction aux outils rseau :

Les rseaux informatiques sont par nature complexes car leur administration demande des comptences sur un grand nombre de domaines. Par ailleurs la multiplicit des protocoles, des systmes d'exploitation et des quipements rend leur gestion complique.

Ainsi la plupart des systmes d'exploitation proposent des outils d'administration rseau rudimentaires permettant d'effectuer les quelques tests indispensables lors de la mise en rseau d'une nouvelle machine ou lors d'une panne globale du rseau, permettant de dterminer d'o proviennent les ventuels problmes.2)

Le protocole FTP :

FTP (File Transfer Protocol) est un protocole, c'est--dire un langage standard de communication entre deux machines, permettant des

52

machines de types diffrents (ou dont le systme d'exploitation est diffrent) de transfrer des fichiers sur un rseau fonctionnant sous TCP/IP. FTP fonctionne dans un environnement client/serveur, c'est--dire que la machine distante est configure en serveur et par consquent attend qu'une machine lui demande un service. Sous UNIX, le service est fourni par ce que l'on appelle un dmon, une petite tche qui fonctionne en arrire plan. Le dmon FTP s'appelle ftp.

Dmarrage d'une session :La commande ftp est disponible en standard sous diverses plateformes, dont UNIX, Windows et Linux. La commande permettant d'initier une session FTP est gnralement la suivante :

53

Le rle du protocole FTP :Le protocole FTP dfinit la faon selon laquelle des donnes doivent tre transfres sur un rseau TCP/IP. Le protocole FTP a pour objectifs de : permettre un partage de fichiers entre machines distantes permettre une indpendance aux systmes de fichiers des machines clientes et serveur permettre de transfrer des donnes de manire efficace

Le modle FTP :Le protocole FTP s'inscrit dans un modle client-serveur, c'est--dire qu'une machine envoie des ordres (le client) et que l'autre attend des requtes pour effectuer des actions (le serveur). Lors d'une connexion FTP, deux canaux de transmission sont ouverts : Un canal pour les commandes (canal de contrle) Un canal pour les donnes

Ainsi, le client comme le serveur possdent deux processus permettant de grer ces deux types d'information :

le DTP (Data Transfer Process) est le processus charg d'tablir la connexion et de grer le canal de donnes. Le DTP ct serveur est appel SERVER-DTP, le DTP ct client est appel USER-DTP le PI (Protocol Interpreter) est l'interprteur de protocole permettant de commander le DTP l'aide des commandes reues sur le canal de contrle. Il est diffrent sur le client et sur le serveur :

- Le SERVER-PI est charg d'couter les commandes provenant d'un USER-PI sur le canal de contrle sur un port donn, d'tablir la connexion

54

pour le canal de contrle, de recevoir sur celui-ci les commandes FTP de l'USER-PI, d'y rpondre et de piloter le SERVER-DTP - Le USER-PI est charg d'tablir la connexion avec le serveur FTP, d'envoyer les commandes FTP, de recevoir les rponses du SERVER-PI et de contrler le USER-DTP si besoin

Dans cette configuration, le protocole impose que les canaux de contrle restent ouverts pendant tout le transfert de donnes. Ainsi un serveur peut arrter une transmission si le canal de contrle est coup lors de la transmission.

Les commandes FTP permettent de prciser :

Le port utilis Le mode de transfert des donnes La structure des donnes La nature de l'action effectuer (Retrieve, List, Store, ...)

On distingue trois types de commandes FTP : Les commandes de contrle d'accs Les commandes du paramtrage de transfert Les commandes de service FTP

Les rponses FTP :Les rponses FTP permettent d'assurer la synchronisation entre client et serveur FTP. Ainsi chaque commande envoye par le client, le serveur55

effectuera ventuellement une action et renverra systmatiquement une rponse. Les rponses sont constitues d'un code 3 chiffres indiquant la faon suivant laquelle la commande envoye par le client a t traite. Toutefois, ce code 3 chiffres tant difficilement lisible par un humain, il est accompagn d'un texte (chane de caractres Telnet spare du code numrique par un espace). Les codes de rponse sont constitus de 3 chiffres dont voici les significations : Le premier chiffre indique le statut de la rponse (succs ou chec) Le second chiffre indique ce quoi la rponse fait rfrence Le troisime chiffre donne une signification plus spcifique (relative chaque deuxime chiffre) 1)

3) Hub (rptiteur) : Introduction :Un Hub sont est un simple rptiteur (son nom en Franais). Il ne fait qu'amplifier le signal pour le retransmettre sur tous ses ports. Il est utilis en Ethernet base 10 et base 100. Le rel problme de ce type de concentrateur, c'est justement le renvoi des donnes vers tous les quipements. Les Hub sont tous Half Duplex (pas d'mission / rception en mme temps). Les HUB sont caractriss par un nombre de connexion: 4, 5, 8, 10, 16, 24, ... Ils sont remplacs par les Switch dans tous les rseaux actuels. Hubs base 10: nombre de ports suivant le modle, port ddoubl avec 1 connecteur inverseur (connexion de deux concentrateurs sans cble crois), un port Ethernet coaxial 10 Base2. Par port rseau, on retrouve une LED de connexion et une laid de collision (ventuellement une pour tous les ports). Hubs base 100: nombre de ports suivant le modle, port inverseur, plus de connexion coaxial. Les Lied sont identiques aux modles 10 base T, avec en plus deux LED pour chaque canal pour signaler la vitesse (base 10 et base 100). Selon la vitesse, le nombre maximum de HUB en cascade (raccords port port) est limit 4 entre 2 stations pour le 10 base T et 2 pour le 100 base T. Ceci est li au temps maximum de propagation d'un signal ETHERNET avant sa disparition et au temps de dtection des collisions sur le cble. Il se pourrait que la collision ne soit pas dtecte temps et que56

la deuxime station mettrice envoie le message en pensant que la communication est libre. Cette limitation n'existe pas pour les Switch qui enregistrent les trames avant de les envoyer

2) Switch (commutateur) :Introduction :En recevant une information, un Switch dcode l'entte de trame pour ne l'envoyer que vers le port Ethernet associ, ce qui rduit le trafic sur l'ensemble du cblage rseau par rapport un HUB qui renvoie les donnes sur tous les ports, rduisant la bande passante en provoquant plus de collisions. Chaque Switch utilise une table de correspondance adresse MAC - numro de connexion et pas d'adresse IP comme on pourrait le penser. Les ordinateurs utilisent une table de correspondance ARP, comme nous vu avec la commande DOS ARP en systmes d'exploitation qui reprend la correspondance MAC- IP. Reste voire comment a va fonctionner dans la pratique. Les switchers travaillent suivant les modles sur les: niveau 1 :(comme les hubs) mais surtout sur le niveau 2 du modle OSI. Dans ce cas, ils utilisent une table de correspondance Adresse MAC - port Ethernet qui reprend les adresses Mac des cartes rseaux connectes directement ou par l'intermdiaire d'autres concentrateurs (y compris HUB) ... donc pas d'adresses IP connues.

Niveau 3 ;(appels Switch de niveau 3 justement) dcodent les trames de niveau 2 et donc les adresses IP contenues dedans. Ceci permet d'implanter des services de qualits en fonctions de plages d'adresses IP comme nous le verrons avec un petit labo sur les Switch mangeables comme par exemple allouer des priorits des adresses IP pour le transfert de donnes, mais aussi de vrifier les collisions sur diffrents nuds du rseau ou de bloquer des communications entre diffrents ports de sortie. Les transmissions se font toujours avec une table de correspondance reprenant des adresses MAC. Par contre, ils ne font pas de transitions entre classes d'adresses comme les routeurs.

Les Switch de niveau 4 sont encore plus forts. La diffrence avec les layers 3, c'est qu'ils analysent aussi la couche 3 (transport) lie TCP et UDP qui reprennent des ports lis aux diffrentes applications. Ils sont capables de bloquer des ports et donc certaines applications entre leurs diffrents ports rseaux (y compris en les regroupant).

... mais tous utilisent une correspondance MAC - port Ethernet, les 3 et 4 ne donnent donc que des possibilits de configurations57

supplmentaires. (configurables).

D'ailleurs,

ces

deux

types

sont

mangeables

Switch

Fonctionnement d'un Switch :Au dmarrage, un Switch (Layer 2 mais aussi les autres) va construire une table de correspondance adresse MAC - (numro de) port Ethernet. Cette table est enregistre dans une mmoire interne (en RAM). Par exemple pour un D-Link DSS-16+ (16 ports), elle est de 8000 entres (stations). Par contre, pour un modle de gamme infrieure (D-Link DES -1024D de 24 ports) elle est galement de 8000 entres, pour la majorit des Switch 5 ports, elle varie de 512 1000 entres. Ceci ne pose pas de problmes pour un petit rseau interne mais bien pour de gros rseaux. J'ai dj eut le problme dans un rseau de 30 PC. Ds que l'usine dmarrait, les vitesses de communications du rseau s'effondraient. Dans le cas ou le rseau utilise 2 switche. Le PC1 envoie le message avec l'adresse de destination sur le switch1 sur lequel il est raccord. Celui-ci va vrifier dans sa table si l'adresse de destination est physiquement raccorde sur un de ses ports. Dans notre cas ce n'est pas le cas. Le Switch va donc envoyer un broadcast (une adresse MAC FF.FF.FF.FF.FF.FF) sur tous ses ports pour dterminer sur quel port se trouve l'ordinateur de destination. Dans notre cas, elle est prsente. Il va donc renvoyer un message au Switch 1 signifiant que le message est pour lui. Le Switch 1 va alors diriger le message vers le port connect au Switch numro 2. Le Switch 1 va mmoriser dans sa table l'adresse du PC2 et le port Ethernet associ. Ceci ne pose pas trop de problmes tant que la capacit de la table mmoire du premier Switch est suffisante.

58

1) Diffrence entre un HUB et un Switch :HUB SWITCH Les donnes envoyes d'un ordinateur vers un autre sont Les donnes envoyes sont envoys sur tous les ports aux priphriques uniquement reues par destinataire. Si un autre ordinateur envoie des qui dcodent la trame d'en-tte donnes vers l'imprimante, elles sont pour savoir si elles leurs sont totalement dissocies, les deux destines. communications peuvent se faire simultanment.

La bande passante totale est limite La bande passante est dtermine la vitesse du hub. Un hub 100 par le nombre de ports. i.e. Un Switch base-T offre 100 Mbps de bande 100 Mbps 8 ports peut grer jusqu' passante partage entre tous les 800 Mbps en half duplex, le double en PC, quelque soit le nombre de ports full duplex. Pas compatible "half-duplex". Un port 100 Mbps permet juste une liaison a 100 Mbps. Ils sont compatibles "full-duplex", doublant la vitesse de chaque port, de 100 Mb/s 200 Mb/s pour un Ethernet 100 Base T.

Le prix par port rseau est quivalent actuellement, les Hubs ne sont pratiquement plus commercialiss.

2) Routeur :Les hubs et Switch ne grent que les transferts entre quipements dans la mme classe d'adresse IP d'un mme sous-rseau. Chaque quipement du LAN reoit une adresse unique de type X.X.X.X, par exemple 192.168.1.1. Les valeurs X varient de 0 255. L'adresse IPV4 est constitue de 32 bits et d'un masque galement cod sur 32 bits. Un59

routeur analyse les trames pour rcuprer lentte (adresses de destination et de dpart) et permet de transfrer les donnes entre des rseaux de classes d'adresses diffrentes. Il dtermine galement des routes (le routage) pour communiquer avec d'autres routeurs qui ne sont pas directement connects dessus. Il travaille sur la couche rseau (couche 3 du modle OSI) et dissocie deux rseaux entre deux en filtrant les informations pour ne transmettre que ce qui est effectivement destiner au rseau suivant. Les donnes transitant sur le rseau local (pas Internet) restent l'intrieur du LAN. Comme les adresses des sites INTERNET sont dans des classes diffrentes de votre ordinateur en rseau local, la connexion d'un rseau LAN INTERNET utilise obligatoirement un routeur.

Routeur :De plus, les routeurs permettent en partie de masquer les ordinateurs du rseau interne en ne reprenant pour l'extrieur d'un seul quipement. Pour cela, il utilise le NAT (Network adresse translation). Ce mcanisme utilise une table mmoire interne qui mmorise l'adresse de dpart (l'ordinateur) et l'adresse de destination (typiquement, l'adresse d'un site Internet). Le PAT (Port Adresse Translation) permet de re-directionner les donnes au niveau des ports UDP et TCP/IP. Les routeurs intgrent parfois un firewall hardware paramtrable et permettent notamment de bloquer certaines connexions Ethernet au niveau des ports TCP ou UDP. Ils sont utiliss pour interfacer diffrents groupes de PC (par exemple les dpartements) en assurant un semblant de scurit.

3) RJ45 :

Connecteur RJ45 vu du haut

Introduction :Un connecteur RJ45 est une interface physique souvent utilise pour terminer les cbles de type paire torsade. RJ vient de l'anglais60

Registered Jack (prise jack enregistre) qui est une partie du Code des rglements fdraux (Code of Federal Regulations) aux tats-Unis. Il comporte huit broches de connexions lectriques. Il est souvent utilis avec des standards comme le TIA/EIA-568-B qui dcrit le brochage de terminaison du cblage.

Usage :Une utilisation trs courante est le cblage Ethernet, utilisant quatre broches (2 paires). On l'utilise aussi comme connecteurs de tlphones de bureaux et pour les applications de rseaux informatiques comme l'ISDN et les T1.

Cblage :Lors d'un cblage informatique en 10/100 Mbit/s, seules les broches 12 et 3-6 sont utilises pour transmettre les informations. Lors d'un cblage informatique en 1 000 Mbit/s (1 Gbit/s) les 8 broches sont utilises. Lorsque l'on branche un poste de travail dans un concentrateur (hub) ou un commutateur (Switch), un cble droit doit tre utilis. Lorsque l'on doit brancher deux postes de travail ensemble, un cble crois doit tre utilis, sauf pour le cas d'une communication en Gigabit o il faudra aussi utiliser un cble droit. Dans le cble crois, les paires utiles sont inverses, c'est-dire que la paire de transmission d'un ct est connecte aux broches de rception de l'autre ct.

Cblage droit :

Brochage de la prise RJ45 Le cble droit est utilis pour connecter l'appareil un hub ou un Switch.

61

Embout 1 Embout 2

T568A (obsolte)

T568A (obsolte)

no broche

no paire

Couleur

Couleur

no paire

no broche

1

1

Blanc-vert

Blancvert

1

1

2

1

Vert

Vert

1

2

3

2

Blancorange

Blancorange

2

3

4

3

Bleu

Bleu

3

4

5

3

Blanc-bleu

Blancbleu

3

5

6

2

Orange

Orange

2

6

7

4 Blanc-brun Blanc-

4

7

62

brun

8 8 4 Brun Brun 4

T568B

T568B

no broche

no paire

Couleur

Couleur

no paire

no broche

1

1

Blancorange

Blancorange

1

1

2

1

Orange

Orange

1

2

3

2

Blanc-vert

Blanc-vert

2

3

4

3

Bleu

Bleu

3

4

5

3

Blanc-bleu

Blanc-bleu

3

5

6

2

Vert

Vert

2

6

7

4

Blanc-brun

Blanc-brun

4

7

63

8

4

Brun

Brun

4

8

Cblage crois :Le cble crois est utilis pour connecter deux appareils identiques ensemble et ainsi s'affranchir d'un hub ou switch ; le croisement ci-dessous est valable pour les connexions 1 000 Mbit/s (Gigabit). La connexion d'un appareil un switch ou un hub peut se faire par cble crois condition d'avoir un switch, un hub ou un adaptateur rseau qui dtecte le cblage (systme de Croisement Auto MDI/MDI-X). Depuis quelques annes, la connexion entre deux PC peut se faire par cble non crois, la carte rseau tant capable d'analyser si le cble est crois ou non (natif pour les cartes gigabit).

Embout 1 Embout 2

code couleur T568A

code couleur T568B

no broche

no paire

Couleur

Couleur

no paire

no broche

1

3

Blanc-vert

Blancorange

2

1

2

3

Vert

Orange

2

2

3

2

Blancorange

Blanc-vert

3

3

4

1

Bleu

Blanc-brun

4

4

64

5

1

Blanc-bleu

Brun

4

5

6

2

Orange

Vert

3

6

7

4

Blanc-brun

Bleu

1

7

8

4

Brun

Blanc-bleu

1

8

Certains quipements un peu anciens ou certains types d'installations peuvent ncessiter d'avoir un cble crois uniquement avec les paires 2 et 3, les 2 autres paires (brins bleu/blanc-bleu et brun/blanc-brun) ne devant pas tre croiss. On a alors un cble crois qui ne peut pas fonctionner en Gigabit/s (mais fonctionne en 10/100 Mbit/s donc) et qui ressemble a :code couleur T568A code couleur T568B

no broche

no paire

Couleur

Couleur

no paire

no broche

1

3

Blanc-vert

Blancorange

2

1

2

3

Vert

Orange

2

2

3

2

Blancorange

Blanc-vert

3

3

65

4

1

Bleu

Bleu

1

4

5

1

Blanc-bleu

Blanc-bleu

1

5

6

2

Orange

Vert

3

6

7

4

Blanc-brun

Blanc-brun

4

7

8

4

Brun

Brun

4

8

Il est donc conseill d'avoir les 2 types de cbles croiss Aussi, plutt que d'avoir un cordon crois RJ45 mle/RJ45 mle, on peut prfrer crer un adaptateur croiseur en utilisant un connecteur RJ45 mle et un connecteur RJ45 femelle en suivant les mmes montages que ci-dessus. Ainsi, en utilisant en plus un cordon rseau droit de la longueur qui nous intresse, on obtient facilement un cordon crois sur mesure en passant par ce petit adaptateur (qui se trouve galement dans le commerce). Le seul inconvnient ici est qu'on ajoute des connectiques et donc autant de sources potentielles de perte de signal

4)

Categories 6:

Definition:Category 6 cable, commonly referred to as Cat-6, is a cable standard for Gigabit Ethernet and other network protocols that are backward compatible with the Category 5/5e and Category 3 cable standards. Compared with Cat-5 and Cat-5e, Cat-6 features more stringent specifications for crosstalk and system noise. The cable standard provides66

performance of up to 250 MHz and is suitable for 10BASE-T, 100BASE-TX (Fast Ethernet), 1000BASE-T / 1000BASE-TX (Gigabit Ethernet) and 10GBASE-T (10-Gigabit Ethernet). Category 6 cables has a reduced maximum length when used for 10GBASE-T; Category 6a cable, or Augmented Category 6, is characterized to 500 MHz and has improved alien crosstalk characteristics, allowing 10GBASE-T to be run for the same distance as previous protocols. Category 6 cables can be identified by the printing on the side of the cable sheath.

5) MODEMTechnologie :Modem acoustique (le combin du tlphone devait tre pos sur les supports).Cest un dispositif lectronique, en botier indpendant ou en carte insrer dans un ordinateur, qui permet de faire circuler (rception et envoi) des donnes numriques sur un canal analogique. Il effectue la modulation : codage des donnes numriques, synthse dun signal analogique qui est en gnral une frquence porteuse module. Lopration de dmodulation effectue lopration inverse et permet au rcepteur dobtenir linformation numrique. On parle de modem pour dsigner les appareils destins faire communiquer des machines numriques (ordinateurs, systmes embarqus) travers un rseau analogique (rseau tlphonique commut, rseau lectrique, rseaux radios ).Toutes ces catgories de modem servent bien souvent accder Internet (ou envoyer ou recevoir des tlcopies, se connecter des services Minitel), ou mme faire de la tlphonie numrique. Depuis la fin des annes 1990, de nombreuses normes de tlcommunications sont apparues et, donc autant de nouveaux types de modems : RNIS (ou ISDN), ADSL, GSM, GPRS, Wifi, Wi max

Types de modulation :Diffrents types de modulation sont utiliss dans les modems : la modulation damplitude (AM, Amplitude Modulation) ; celle-ci sera par exemple ralise laide dun multiplicateur analogique recevant sur une entre la porteuse, sur lautre le signal numrique transporter ;

67

la modulation de frquence (FSK, Frequency Shift Keying), les diverses frquences peuvent tre obtenues laide dun VCO (VoltageControlled Oscillator, peu prcis) ou par traitement numrique dun signal produit par une horloge quartz (division de frquence, synthse numrique) ;

la modulation de phase diffrentielle (DPSK, Differential Phase Shift Keying) : la fin de chaque cycle de la porteuse, un changement de phase de 180 reprsente un bit 0, pas de changement de phase un bit 1, ceci peut tre obtenu en plaant la sortie de loscillateur gnrant la porteuse un inverseur et un commutateur qui slectionne, chaque passage par 0 de la porteuse, soit la sortie directe, soit la sortie inverse ;

modulation damplitude et de phase combines (QAM, Quadrature Amplitude Modulation) : on cre deux sinusodes de mme frquence mais dphases de 90, les deux signaux sont combins en leur donnant des amplitudes adquates, une des normes prcise seize combinaisons possibles (trois niveaux damplitude, douze dphasages), lensemble des combinaisons constituent ce que lon appelle une constellation, une constellation de 16 points permet de transmettre ltat de 4 bits simultanment, cest ce qui permet une cadence plus leve que les autres systmes dcrits ci-dessus, qui ne transmettent quun bit la fois

une variante de la QAM est le codage en treillis, on utilise ici une constellation de 32 tats, ce qui devrait permettre la transmission simultane de 5 bits, mais le 5e bit est un bit de vrification, qui assure une protection renforce contre les erreurs de transmission, on transmet donc, comme en QAM, ltat de 4 bits.

les modems 56 kbit/s sont conus pour travailler dans lenvironnement des rseaux numriques, ils utilisent la modulation par impulsions codes (PCM, Pulse Code Modulation) pour convertir le signal analogique en squence numrique : lamplitude est mesure 8 000 fois par seconde, avec une rsolution de 8 bits, le dbit thorique devrait atteindre 64 kbit/s, mais le dbit rel se situe gnralement entre 40 et 56 kbit/s, selon ltat de la ligne de transmission.

Structure dun modem :Un modem comporte les blocs suivants : un modulateur, pour moduler une porteuse qui est transmise par la ligne tlphonique

un dmodulateur, pour dmoduler le signal reu et rcuprer les informations sous forme numrique

68

un circuit de conversion 2 fils / 4 fils : le signal du modulateur est envoy vers la ligne tlphonique alors que le signal arrivant par la ligne tlphonique est aiguill vers le dmodulateur, cest grce ces circuits, disposs de part et dautre de la ligne tlphonique, que les transmissions peuvent se faire en duplex intgral (full duplex, cest--dire dans les deux sens la fois)

un circuit dinterface la ligne tlphonique (DAA, Data Access Arrangement) constitu essentiellement dun transformateur disolement et de limiteurs de surtensions.

Procdure typique dmission : titre dexemple, montrons comment ces diffrents signaux peuvent tre utiliss : avant de dmarrer une transmission de donnes, lordinateur A vrifie que le modem A est sous tension en vrifiant le niveau de DSR

lordinateur A donne lordre au modem A de former le numro de tlphone le modem appel, que nous nommerons B, dtecte la sonnerie et prvient lordinateur B auquel il est raccord en activant sa ligne RI quand lordinateur B est prt recevoir les donnes, il active sa ligne RTS le modem B active alors sa porteuse le modem A dtecte la porteuse et prvient lordinateur A en

activant CD lordinateur A active RTS pour demander sil peut commencer la transmission

le modem A rpond en activant CTS, et la transmission des donnes peut commencer

Diffrents standards pour les modems :LUIT-T (Union Internationale des Tlcommunications - standardisation des Tlcommunications, cet organisme tait appel jusquen 1992 CCITT, Comit Consultatif International Tlphonique et Tlgraphique) a mis un certain nombre davis concernant le fonctionnement des modems. Ces avis spcifient les conditions de fonctionnement des appareils : vitesses de transmission autorises, types de modulation, systmes de compression et/ou de dtection derreurs ventuels, ils constituent en ralit des normes qui sont respectes par de nombreux constructeurs. Ci-aprs quelques normes importantes.

69

Norme V.21 : dbit de 300 bps en duplex intgral (full-duplex, les 2 sens simultanment), modulation FSK, mode asynchrone, frquences utilises : 980 et 1 180 Hz (pour le 0 et le 1) dans un sens, 1 650 et 1 850 Hz dans lautre sens Norme V.22bis : dbit de 2 400 bps en duplex intgral, mode asynchrone ou synchrone, frquences porteuses de 1 200 Hz dans un sens, 2 400 Hz dans lautre, modulation QAM avec une constellation de 16 points Norme V.32 : dbit de 9 600 bps en duplex intgral , porteuse 1 800 Hz la fois pour lmission et la rception (donc ncessit de prvoir des suppresseurs dchos pour viter une interfrence entre les signaux se propageant dans les 2 sens) , modulation 2 400 bauds, avec une constellation de 32 points , on transmet donc 5 bits par intervalle, mais le 5e bit tant redondant, la vitesse effective est 4 2 400, soit 9 600 bps. Norme V.32bis : dbit de 14,4 kbps, modulation QAM ou treillis Norme V.32terbo : dbit 14,4, 16,8 ou 19,2 kbps, modulation DPSK et treillis Norme V.FAST : dbit de 28,8 kbps Norme V.34 : dbit de 28,8 kbps Norme V.90 : dbit de 56 kbps pour la liaison descendante (downstream, vers lutilisateur), mais 33,6 kbps pour la liaison montante (AdStream, vers le rseau), on a donc une liaison asymtrique, comme pour lADSL Norme V.92 : dbit descendant jusqu 56 kbps, et dbit montant jusqu 48 kbps. V92 ajoute aussi quelques fonctions supplmentaires (exemple : V44 plus performante que V42, prise dappel tlphonique ).

Plus la vitesse de transmission est leve, plus petit est lcart entre les diffrents tats de la ligne. Le taux derreurs a donc tendance augmenter, particulirement lorsque la ligne de transmission est perturbe. Ceci a amen la mise au point de normes pour dtecter et corriger les erreurs, telles que les normes V.42 et MNP 1 MNP 4 (ces dernires normes ont t mises au point par la firme Microcom). Par ailleurs, comme, avec la norme V.90, on arrive prs de la vitesse de transfert thorique maximum dune ligne tlphonique standard, on a mis au point des techniques permettant daugmenter le dbit en procdant, avant lenvoi, une compression des donnes.

70

La norme V.42bis, qui utilise la technique de compression BTLZ, permet de multiplier par 4 la vitesse de transmission effective dune ligne

La norme MNP 5 permet de doubler le dbit

La norme MNP 6 dcrit la procdure dtablissement de la vitesse de transmission, chaque modems commence par se connecter sa vitesse la plus basse (gnralement 2 400 bps), puis augmente progressivement sa cadence jusqu ce que lautre modem ne suive plus 3 La norme MNP 9 tente daccrotre la bande passante en plaant les ACK (accuss de rception) dans les paquets de donnes plutt que spars La norme MNP 10 utilise une compression MNP 5 ou V.42bis, mais parvient accrotre encore le dbit ; si, par suite de mauvaises conditions de transmission (bruit, parasites), les modems ont rduit leur cadence, MNP 10 leur permet daccrotre nouveau la cadence si ltat de la ligne samliore La norme MNP 7 est un protocole de compression dun facteur

Commandes AT :La firme Hayes, fabricant de modems, a dvelopp un protocole pour la commande dun modem externe partir dun ordinateur. Le protocole dfinit diverses commandes permettant par exemple : de composer un numro de tlphone de commander le raccordement du modem la ligne (lquivalent de dcrocher le tlphone) de connatre ltat transmettre, ligne occupe utiliser de la ligne : tonalit dinvitation

de spcifier le type de transmission et le protocole de liaison de rgler le volume sonore du haut-parleur interne du modem denvoyer les caractres transmis simultanment vers lcran dafficher certains renseignements concernant le modem de manipuler les registres internes du modem

10) BNC :

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Connecteur BNC :Le connecteur BNC (connecteur Bayonet Neill-Concelman) est un modle de connecteur RF utilis en terminaison de cble coaxial. Quelques-uns dfinissent l'abrviation BNC comme tant : Baby Neill-Concelman car il est plus petit que les connecteurs N et C. Il a t galement incorrectement dfini comme tant : Bayonet Navy Connector, British Naval Connector, ou Bayonet Nut Connector. Prise BNC mle

Utilisation :Il est frquemment utilis pour les rseaux Ethernet fins, 10BASE2, tant sur le cble de liaison que sur la carte rseau. D'autres usages courants comprennent les connexions vido professionnelles, pour les signaux analogiques comme numriques, les connexions d'antennes radioamateur, et presque tous les outils de test lectronique fabriqus dans les 35 dernires annes ou plus, telles par exemple, les sondes d'oscilloscope.

Variante :Une version vis du connecteur BNC, appele connecteur TNC (pour Threaded Neill-Concelman) est galement distribue. Ce dernier possde des performances amliores, par rapport au connecteur BNC, aux frquences micro-ondes.

Connecteur BNC femelle

Connecteurs BNC en T avec rsistance de terminaison

72

11) Point daccs : Dfinition de point daccs :

Un point d'accs public Internet (PAPI) est un lieu, ouvert au public, qui permet une connexion Internet, gnralement gr par un oprateur public ou parapublic. Les modalits peuvent diffrer selon les cas : accs entirement gratuit, ou par abonnement (sur le modle des bibliothques publiques) ou factur au temps de connexion accs des postes informatiques, ou connexion disponible pour des ordinateurs portables individuels (ou accs mixte) prsence ou pas d'un animateur

Point d'accs IP :Dans le domaine de l'Internet et de l'informatique c'est un endroit compos d'une structure ad-hoc permettant de se connecter

73

matriellement un rseau filaire tlphonique (toile) pour trafic IP, en suivant une procdure logicielle. Il existe plusieurs type de plus frquentes sont les publiques, d'ailleurs plus cette dnomination, mais attribuent le terme point modem station d'accueil usage priv et ( exemple, Live box, Free P.A (ou A.P ) les bornes Wifi connues sous en gnral les FAI d'accs leur rserv un domestique. box etc. ..)

Ethernet :

Connecteur RJ45 pour Ethernet

Ethernet est un protocole de rseau local commutation de paquets. Bien qu'il implmente la couche physique (PHY) et la sous-couche Media Access Control (MAC) du modle OSI, le protocole Ethernet est class dans la couche de liaison, car les formats de trames que le standard dfinit sont normaliss et peuvent tre encapsuls dans des protocoles autres que ses propres couches physiques MAC et PHY. Ces couches physiques font l'objet de normes spares en fonction des dbits, du support de transmission, de la longueur des liaisons et des conditions environnementales. Ethernet a t standardis sous le nom IEEE 802.3. C'est maintenant une norme internationale : ISO/IEC 8802-3. Information extraite du document de G.Requil du CNRS et adapte

Varits d'Ethernet :La section ci-dessous donne un bref rsum de tous les types de mdia d'Ethernet. En plus de tous ces standards officiels, plusieurs vendeurs ont implment des types de mdia propritaires pour diffrentes raisons quelquefois pour supporter de plus longues distances sur de la fibre optique.

74

I.

CONCLUSION :

Ce stage m'aura au final apport beaucoup de choses, tant au niveau technique qu'au niveau des relations humaines. En effet sur le plan des connaissances, le domaine de linformatique et des technologies web avait seulement t abord par un projet de systmes d'exploitation. J'ai donc d pendant la premire partie de mon stage raliser une importante auto-formation. Heureusement Internet est trs fourni en cours et ressources concernant ces technologies, et j'ai donc pu beaucoup apprendre dans ce domaine. De plus il m'a t laiss une grande libert dans le choix des mthodes et outils employer pour arriver au rsultat, ce qui m'a permis de comparer les technologies et les rseaux que je pouvais utiliser, et de faire les choix technologiques que je jugeais les plus adapts. Cette partie, qui prcde la dcouverte, m'a paru trs importante car elle conditionne l'ensemble de la suite de ce stage. Sur le plan humain, l'immersion dans le fonctionnement du centre de formation a t forte. En effet la taille humaine de cette entreprise m'a permis d'tre en permanence au contact de l'ensemble de ses acteurs. Ma participation aux runions, notamment, m'a beaucoup appris sur la direction au quotidien d'une entreprise. Enfin le fait de ctoyer des personnes de diffrents ho