Architecture des systèmes informatiques
Introduction
A partir des cours de JL, FS, PB et Kléber
LYCÉECARNOT(DIJON), 2015 - 2016
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 1 / 21
Sommaire
1 Programme de l’année
2 Architecture
3 Architecture actuelle d’un ordinateur
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 2 / 21
Programme de l’année
Sommaire
1 Programme de l’année
2 Architecture
3 Architecture actuelle d’un ordinateur
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 3 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
◦ Langage Python
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
◦ Langage Python
◦ Passer de l’un à l’autre
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
◦ Langage Python
◦ Passer de l’un à l’autre
• Ingénierie et simulation numérique.
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
◦ Langage Python
◦ Passer de l’un à l’autre
• Ingénierie et simulation numérique.
◦ Résolution d’équations du type f(x) = 0.
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
◦ Langage Python
◦ Passer de l’un à l’autre
• Ingénierie et simulation numérique.
◦ Résolution d’équations du type f(x) = 0.
◦ Intégration numérique
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
◦ Langage Python
◦ Passer de l’un à l’autre
• Ingénierie et simulation numérique.
◦ Résolution d’équations du type f(x) = 0.
◦ Intégration numérique
◦ Résolution d’équations différentielles.
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
◦ Langage Python
◦ Passer de l’un à l’autre
• Ingénierie et simulation numérique.
◦ Résolution d’équations du type f(x) = 0.
◦ Intégration numérique
◦ Résolution d’équations différentielles.
◦ Résolution de systèmes (pivot de Gauss)
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
◦ Langage Python
◦ Passer de l’un à l’autre
• Ingénierie et simulation numérique.
◦ Résolution d’équations du type f(x) = 0.
◦ Intégration numérique
◦ Résolution d’équations différentielles.
◦ Résolution de systèmes (pivot de Gauss)
• Introduction aux bases de données.
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
◦ Langage Python
◦ Passer de l’un à l’autre
• Ingénierie et simulation numérique.
◦ Résolution d’équations du type f(x) = 0.
◦ Intégration numérique
◦ Résolution d’équations différentielles.
◦ Résolution de systèmes (pivot de Gauss)
• Introduction aux bases de données.
◦ Le principe du stockage structuré
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
◦ Langage Python
◦ Passer de l’un à l’autre
• Ingénierie et simulation numérique.
◦ Résolution d’équations du type f(x) = 0.
◦ Intégration numérique
◦ Résolution d’équations différentielles.
◦ Résolution de systèmes (pivot de Gauss)
• Introduction aux bases de données.
◦ Le principe du stockage structuré
◦ Le langage SQL
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Programme de l’année
• Rudiments d’architecture informatique.
◦ Description générale du matériel (hardware)
◦ Découvert de l’environnement logiciel (software)
◦ Stockage de l’information
• Algorithmique et programmation.
◦ Algorithmes ; pseudo-code ;
◦ Langage Python
◦ Passer de l’un à l’autre
• Ingénierie et simulation numérique.
◦ Résolution d’équations du type f(x) = 0.
◦ Intégration numérique
◦ Résolution d’équations différentielles.
◦ Résolution de systèmes (pivot de Gauss)
• Introduction aux bases de données.
◦ Le principe du stockage structuré
◦ Le langage SQL
◦ Mise en oeuvre pratique
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 4 / 21
Architecture
Sommaire
1 Programme de l’année
2 Architecture
Modèle de Von Neumann Evolutions technologiques
3 Architecture actuelle d’un ordinateur
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 5 / 21
Architecture Modèle de Von Neumann
Qu’entend-on par ordinateur ?
D
ÉFINITION: Ordinateur (définition simple)
Un ordinateur est une machine qui peut recevoir des données, les trai- ter électroniquement et transmettre des informations
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 6 / 21
Architecture Modèle de Von Neumann
Qu’entend-on par ordinateur ?
D
ÉFINITION: Ordinateur (définition simple)
Un ordinateur est une machine qui peut recevoir des données, les trai- ter électroniquement et transmettre des informations
D
ÉFINITION: Ordinateur (Portail Lexical - CNRTL)
Machine algorithmique composée d’un assemblage de matériels cor- respondant à des fonctions spécifiques, capable de recevoir de l’infor- mation, dotée de mémoires à grande capacité et de moyens de traite- ment à grande vitesse, pouvant restituer tout ou partie des éléments traités, ayant la possibilité de résoudre des problèmes mathématiques et logiques complexes, et nécessitant pour son fonctionnement la mise en œuvre et l’exploitation automatique d’un ensemble de programmes enregistrés.
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 6 / 21
Architecture Modèle de Von Neumann
Modèle de Von Neumann
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 7 / 21
Architecture Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 8 / 21
Architecture Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
• Le processeur est constitué :
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 8 / 21
Architecture Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
• Le processeur est constitué :
◦ d’une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ;
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 8 / 21
Architecture Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
• Le processeur est constitué :
◦ d’une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ;
◦ de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire.
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 8 / 21
Architecture Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
• Le processeur est constitué :
◦ d’une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ;
◦ de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire.
◦ d’une unité de contrôle qui permet de réaliser des actions sur les registres (lecture/écriture entre les différents registres)
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 8 / 21
Architecture Modèle de Von Neumann
Qui fait quoi ?
• La mémoire stocke indifféremment programmes et données.
REMARQUE:On dit qu’elle est inerte au sens où elle n’effectue aucun calcul.
• Le processeur est constitué :
◦ d’une unité arithmétique et logique (UAL) qui effectue les opérations sur les données ;
◦ de registres qui permettent de stocker les adresses des informations stockées dans la mémoire.
◦ d’une unité de contrôle qui permet de réaliser des actions sur les registres (lecture/écriture entre les différents registres)
• Les périphériques se présentent à l’ordinateur sous la forme d’une mémoire supplémentaire. Il s’agit de plages d’adresses sur lesquelles on peut écrire pour donner des ordres au périphérique, ou lire pour obtenir des informations de la part du périphérique.
REMARQUE:ils ne sont cependant pas nécessairement inertes et peuvent réagir aux instructions données.
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 8 / 21
Architecture Evolutions technologiques
Evolutions technologiques
Oups pas encore rédigé. . .
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 9 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
Sommaire
1 Programme de l’année
2 Architecture
3 Architecture actuelle d’un ordinateur
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 10 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
Le boitier ou l’unité centrale
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 11 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
Le boitier ou l’unité centrale
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 12 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
La carte mère
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 13 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
Le processeur
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 14 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
Le processeur
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 15 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
La mémoire vive (RAM Random Access Memory
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 16 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
La mémoire morte (disque dur magnétique)
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 17 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
La mémoire morte (disque dur SSD)
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 18 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
La carte graphique
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 19 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
Alimentation
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 20 / 21
Architecture actuelle d’un ordinateur
Assemblage complet
Informatique pour tous (PCSI-2) INTRO-1 - Architecture Année 2015 - 2016 21 / 21