Les périphériques informatiques
Comme nous l’avons étudié lors du premier cours, l’unité centrale (UC) n’est qu’un élément constituant un ordinateur. En plus de l’unité centrale, on trouve des périphériques, qui, comme l’indiquent leurs noms, se trouvent tout autour de l’unité centrale.
Les périphériques permettent à l’unité centrale de communiquer avec l’être humain ; on dit qu’ils servent d’interface. Il existe deux principaux types de périphériques :
a. Les périphériques d’entrée ____________________________________________
________________________________________________________________________
b. Les périphériques de sortie ____________________________________________
________________________________________________________________________
Compléter le schéma ci-dessous en précisant le nom des périphériques et leurs types (E/S). Vous relierez au crayon à papier les différents éléments.
1. Le clavier
Son rôle est ____________________________________________________________.
Il possède en général ____________________________________ depuis l’apparition des touches Windows. Il possède, dans les deux cas, un pavé numérique et des touches de fonction (F1, F2, etc..).
a. les types de connexions la connexion PS/2.
Ce type de connexion est utilisé par la grande majorité des claviers (cf photo ci- dessous).
la connexion USB.
L’USB (_________________________) est un des derniers connecteurs créés. Il permet de raccorder des périphériques (imprimantes, scanners, webcam, etc..) alors que l’ordinateur est sous tension – on appelle cela _______________________________________________ !
b. conclusion
Les claviers ayant des touches Windows permettent d’effectuer des raccourcis vers les fonctionnalités principales de Windows, dont voici quelques exemples à connaître :
Combinaison de touches Fonctionnalités
WIN – E Afficher l’explorateur
WIN – F Recherche un fichier
WIN – F1 Afficher de l’aide
WIN – M Minimiser toutes les fenêtres du bureau WIN – Pause Afficher les propriétés du système ALT ou WIN – Tab Explorer la barre de tâches
2. La souris
a. principe de fonctionnement d’une souris à boule
Une souris classique est composée __________________________________________
________________________________________ (Voir image ci-dessous).
La rotation de ces deux rouleaux placés sur deux axes perpendiculaires indique la position du curseur en agissant, de concert, horizontalement et verticalement.
b. Principes de fonctionnement des souris optiques
Sur les systèmes optiques traditionnels, une LED illumine la surface. La lumière réfléchie est captée au travers d’un système de lentilles puis acheminée vers le capteur (voir dessin ci –dessous). On obtient ainsi une photographie de la surface. Si la souris se déplace, chaque photo sera différente. Il ne reste plus au capteur qu’à analyser ces différences pour déterminer les coordonnées. Lorsqu’on parle de photo, il s’agit de produire des clichés qui mettent en avant les aspérités et la structure de la surface. Il est ainsi plus simple de comparer les différences pour déterminer le déplacement.
c. Les différents types de connecteurs
Il existe, à l’heure actuelle, trois types de connecteurs : La connexion série (connecteur DB9).
Ce type de connexion tend à disparaître ! Les connecteurs série DB9 ont également disparus au dos des cartes mères. Voici une photo du type de connecteur DB9 :
La connexion PS/2.
Ce type de connexion est encore très fréquent pour les souris. S’agissant du même type de connecteur que le clavier, ATTENTION de ne pas inverser les connexions du clavier avec celui de la souris lorsque vous brancherez ces deux composants sur la carte mère !!!
La connexion USB.
Comme pour les claviers (voir description ci-dessus), la connexion USB permet de brancher ou débrancher la souris à chaud, c'est-à-dire sans mettre l’ordinateur hors tension.
Ceci est très pratique si une souris tombe en panne, on peut la débrancher et rebrancher une autre souris fonctionnelle sans arrêter l’ordinateur. Celui-ci reconnaîtra la souris immédiatement ! A noter que le port USB est 2 à 3 fois plus rapide qu’un port PS/2.
3. Les imprimantes
Les imprimantes ont pour rôle de ___________________________________________
___________________________________________________.
Elles sont le périphérique _________________________________________________.
Il existe un choix conséquent d’imprimantes de différents types pour différentes applications.
On trouve, principalement, quatre types d’imprimantes : Les imprimantes matricielles à aiguilles.
Les imprimantes thermiques.
Les imprimantes à jet d’encre.
Les imprimantes laser.
a. Les imprimantes matricielles à aiguilles.
Sur les imprimantes matricielles à aiguilles, les lettres sont obtenues par une série de points produits par des aiguilles s’appliquant sur un ruban encreur. L’association de points dessine le caractère dans une grille (ou matrice).
Ces imprimantes permettent l’utilisation, dans un même document, de nombreuses polices de caractères et peuvent imprimer des documents sur du papier listing poly carboné (pour sortir plusieurs exemplaires).
Il existe des imprimantes matricielles monochromes ou couleur, à 9 ou 24 aiguilles. Plus le nombre d’aiguilles n’est important, meilleure sera la définition.
Elles sont utilisées dans les PME et PMI (ateliers, secrétariat, laboratoires, etc..).
b. Les imprimantes thermiques.
Les imprimantes thermiques sont essentiellement utilisées pour l’impression d’étiquettes, y compris les codes barre ! Elles nécessitent des papiers spéciaux réagissant à la chaleur (d’où le nom thermique). Leur utilisation reste très professionnelle, d’où une certaine marginalité de ce type d’imprimante.
c. Les imprimantes à jet d’encre.
Ces imprimantes sont ____________________________________________________, puisqu’elles arrivent à concilier _________________________________________________.
Elles utilisent une technologie qui consiste à projeter de gouttelettes d’encre sur le papier. L’association de ces gouttelettes forme des points minuscules qui dessinent les caractères ou les graphismes.
Il existe plusieurs modèles aux caractéristiques aussi diverses que le format d’impression (A4 ou A3), la couleur ou monochrome, multifonction (avec scanner) ou non, etc... (Voir photos ci-dessous).
Elles sont généralement très silencieuses et rapides. Actuellement, elles peuvent aussi bien imprimer du texte ou des photos, mais dans les deux cas, ce sera avec une bonne qualité d’impression.
d. Les imprimantes laser.
Les imprimantes laser sont très prisées par les entreprises du fait de leur rapidité, de leur qualité d’impression et surtout de leur coût d’impression le plus bas du marché.
Elles sont pourvues de mémoires pouvant être étendues et sont capables d’être l’imprimante d’un réseau informatique.
Depuis peu, il existe également des modèles couleur accessibles et compacts (voir photos ci-dessous).
Le principe de l’impression laser est basé sur celui de la xérographie (principe du photocopieur) :
Un tambour semi conducteur est entièrement chargé d’électricité statique. Un rayon, issu d’une source lumineuse (laser), vient, aux endroits où ne doit se faire aucune impression, décharger le tambour. Les endroits encore électrisés du tambour, retiennent les particules laser d’un toner. La feuille de papier à imprimer vient au contact du tambour et reçoit les particules du toner. Un dernier traitement thermique fixe définitivement le toner sur la feuille (cuisson).
e. La résolution de l’impression.
Quel que soit le type d’imprimante, celle-ci se caractérise par sa ___________________
____________________________ . Celle-ci est notée en ____________________________.
Prenons l’exemple d’une imprimante dont la résolution est de 1440 x 720 ppp. Que signifient ces valeurs ?
La première valeur (ici, 1440) indique le nombre de points maximum présents sur une ligne horizontale ayant une longueur d’un pouce (1440 points sur une longueur de 1 pouce).
La seconde valeur (ici, 720) indique le nombre de points maximum présents sur une ligne verticale ayant une longueur d’un pouce (720 points sur une longueur de 1 pouce).
Plus ces deux valeurs seront élevées, meilleure sera la qualité d’impression.
f. La vitesse d’impression.
La vitesse d’impression indique la rapidité à laquelle l’imprimante sort un document.
Cette vitesse théorique s’exprime en _____________________________________________.
Prenons l’exemple d’une imprimante ayant les caractéristiques suivantes : Rapidité d’impression en mode monochrome : 6 ppm.
Rapidité d’impression en mode couleur : 2 ppm.
Rapidité d’impression en mode photo : 1 ppm.
La première valeur indique que l’imprimante imprimera 6 pages (document texte noir et blanc) par minutes, la seconde valeur que l’imprimante imprimera 2 pages (document hybride texte noir et graphique couleur) par minutes et que la troisième valeur indique que l’imprimante imprimera 1 page (photo couleur) par minutes.
g. La connectique.
Actuellement, il existe deux types de connexions pour les imprimantes.
La connexion USB.
Ce type de connexion a déjà été étudié ci-dessus. Il existe deux sortes de connecteurs USB :
o l’USB 1.1
Apparu dès 1995 sous la forme 1.0, le standard USB a été élaboré pour une grande variété de périphériques, dont les imprimantes.
Il possède les caractéristiques suivantes : 1.5 Mb/s à basse vitesse ou 12 Mb/s en mode haute vitesse. Son logo est le suivant :
A noter qu’avec l’arrivée de l’USB 2.0, l’USB 1.1 est devenu l’USB 2.0 full speed ! o l’USB 2.0
Chargé de gérer des périphériques plus rapides (disques durs, lecteurs/graveurs de CD et DVD, etc..), la norme USB 2.0 permet d’obtenir des débits plus rapides pouvant atteindre ______________ ! Les périphériques certifiés 2.0 (USB High speed) portent le logo suivant :
Les deux normes sont compatibles entre elles ; le débit sera le plus lent des deux, donc en format USB 1.1 à 12 Mb/s.
Il existe deux types de connecteurs USB :
o Les connecteurs de type A, dont la forme est rectangulaire et servent pour des périphériques peu gourmands en bande passante (clavier, souris, webcam, etc.) ; oLes connecteurs de type B, dont la forme est carrée, sont utilisés pour des
périphériques à haut débit (disques durs externes, graveurs DVD, etc.).
La connexion parallèle.
Cette connexion est plus ancienne que la norme USB et bien qu’en fin de vie, elle est toujours d’actualité car très répandue !
Il faut un câble parallèle DB25/Centronics pour relier l’imprimante à l’ordinateur (voir photo ci-dessous). Ce câble porte le nom de câble parallèle.
Afin d’adapter les imprimantes parallèle aux connecteurs USB, il existe des adaptateurs USB-parallèle (voir photo ci-dessous).
4. Les moniteurs
Les moniteurs permettent __________________________________________________
________________________ Il existe principalement ___________________ de moniteurs : a. Les moniteurs à tube cathodique.
Le tube cathodique est également appelé _____________________________________.
Il s’agit d’une technologie en voie de disparition, mais elle offre encore l’avantage d’un meilleur rendu des couleurs ainsi qu’une plus grande flexibilité sur les changements de résolutions.
L’image est créée par __________________________________ qui balaye l’écran horizontalement et verticalement. Chaque point lumineux créé est appelé un ______________
__________________________________________ .
Chaque pixel est composé de _______________________________________________
(standard RVB – voir photo ci-dessous). En jouant sur les pourcentages de ces trois couleurs primaires, on obtient toutes les teintes possibles (jusqu’à plus de 4 milliards !).
Ainsi pour créer un point de couleur noir, on a les pourcentages suivants :
Rouge : 0% Vert : 0% Bleu : 0%
Pour créer un point de couleur blanche, on a les pourcentages suivants :
Rouge : 100% Vert : 100% Bleu : 100%
Voici quelques définitions de base :
La définition de l’écran : _____________________________________________
_______________________________________________________. Il est compris entre 640x480 (307 200 points) et plus de 1600x1200 (1 920 000 points).
La résolution de l’écran : ____________________________________________.
La taille de l’écran : elle est exprimée __________________________________
(1 pouce = ___________) et correspond à la dimension de ________________________________________________. Il existe des écrans de 15, 17, 19, 20 pouces, etc..
Le pas de masque : c’est la distance qu’il y a entre _________________________.
Plus celle-ci est petite et meilleure sera la résolution.
La fréquence de balayage (en Hz) : elle correspond au ______________________
______________________________________ Afin d’éliminer le scintillement, il faut que la fréquence de balayage ____________________________________ ! Plus la fréquence sera élevée, meilleure sera le confort visuel.
b. Les moniteurs à écran plat.
Les moniteurs à écran plat (________________________________________________) représentent la grande majorité des écrans. Ils sont constitués d’une couche de cristaux liquides emprisonnée entre deux plaques de verre. Ces cristaux ont la particularité de s’orienter lorsqu’ils sont soumis à un champ électrique.
Comme pour les écrans à tube cathodique, pour créer une image, il faut de nombreux pixels (points lumineux) eux-mêmes formés de trois couleurs primaires (le rouge, le vert et le bleu).
Le faisceau lumineux passe au travers d’un filtre polarisant horizontal ; il devient donc une raie lumineuse horizontale. Sous l’effet des cristaux liquides, il est plus ou moins dévié.
Son passage au travers d’un filtre rouge, vert ou bleu ne laisse passer que sa composante RVB. Ce faisceau traverse enfin un filtre polarisant vertical.
On voit donc que plus le faisceau aura été dévié, plus l’intensité lumineuse du point rouge, vert ou bleu sera importante (voir photo ci-dessous).
Voici quelques définitions de base :
La définition de l’écran : Idem écrans CRT.
Le contraste : Rapport de luminosité entre un pixel blanc et un pixel noir. Souvent obtenue en poussant la luminosité au-delà de l'utilisable. (valeurs courantes : entre 700 et 1000 :1).
La luminosité : (en toute rigueur c'est la luminance) Mesurée dans l'axe, en cd/m².
(valeurs courantes : entre 200 et 300 cd/m²).
Le temps de réponse : L'ISO définit le temps total de l'aller retour blanc->noir-
>blanc. Il est souvent meilleur que celui nécessaire à la transition blanc->gris-
>blanc, plus représentative d'une utilisation courante. (valeurs courantes : 8 ou 4 ms).
Les écrans plats offrent un encombrement et un poids moindre que les écrans CRT, cependant les couleurs ne sont pas homogènes sur tout l’écran et les temps de réponse restent bien supérieurs aux écrans CRT pouvant entrainer des effets de rémanence.
5. Les lecteurs de disquettes / clés USB
Les lecteurs de disquettes, bien qu’ancestraux, permettent de prendre le contrôle d’un ordinateur pour le dépanner. Ils laissent, de nos jours, la place à des système de stockage flash, mieux connues sous le nom de clé USB, dont la capacité exprimée de plusieurs centaines de Mo ou quelques Go est plus adaptée aux fichiers actuels.
6. Les lecteurs optiques (CD et DVD)
On trouve depuis quelques années des lecteurs optiques dans tous les ordinateurs.
Ceux-ci, qu’ils soient lecteurs/graveurs CD ou DVD, ont toujours le même format (____________________) et possèdent le même type de présentation :
Face avant :
Face arrière : (exemple d’un lecteur/graveur IDE – modèle le plus répandu)
a. Les CD-ROM, CD-R et CD-RW.
Le Compact Disc a été inventé par Sony et Philips en 1981 afin de constituer un support audio compact de haute qualité permettant un accès direct aux pistes numériques. Il a été officiellement lancé en octobre 1982.
CD-ROM signifie ____________________________________________________, c'est-à-dire qu’il s’agit d’un disque compact sur lequel on ne peut seulement que lire les données.
La géométrie du CD
Le CD (Compact Disc) est un disque optique de ________________________________
et de 1.2 mm d'épaisseur permettant de stocker des informations numériques, c'est-à-dire correspondant à 650 Mo de données informatiques (soient 300 000 pages dactylographiées) ou bien jusqu'à 74 minutes de données audio.
La composition du CD
Le CD est constitué de quatre couches :
• Une couche en matière plastique (polycarbonate).
• Une couche de fine pellicule métallique réfléchissante.
• Une couche de protection (laque anti-UV en acrylique).
• Une couche supplémentaire afin d'obtenir une face supérieure imprimée Fonctionnement
La tête de lecture est composée __________________________ (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) émettant un faisceau lumineux et _______________________________________________ chargée de capter le rayon réfléchi.
Le laser utilisé par les lecteurs de CD est un laser _______________________
(possédant une longueur d'onde de 780 nm) car il est compact et peu coûteux.
Un miroir semi réfléchissant permet à la lumière réfléchie d'atteindre la cellule photoélectrique, comme expliqué sur le dessin ci-dessous.
Si la couche n’existe plus à l’endroit lu (trou), il n’y a pas de réflexion ; le lecteur interprétera la donnée comme un ‘0’.
Si la couche existe à l’endroit lu, il y a réflexion ; le lecteur interprétera la donnée comme un ‘1’.
Le faisceau rencontre un creux : Le faisceau rencontre une bosse : Il est absorbé (donnée ‘0’) Il est réfléchi (donnée ‘1’)
Vitesse de rotation
Un chariot est chargé de déplacer le miroir de façon à permettre à la tête de lecture d'accéder à l'intégralité du CD-ROM.
La vitesse de base pour la lecture d’un CD audio est de 150 ko/s avec un temps de réponse moyen de 500 ms. Cette vitesse a été notée 1x.
Les générations suivantes de lecteurs de CD-ROM ont été caractérisées par des multiples de cette valeur (voir tableau suivant).
Débit Temps de réponse 1x 150 ko/s 400 à 600 ms 2x 300 ko/s 200 à 400 ms 4x 600 ko/s 150 à 220 ms 8x 1200 ko/s 120 à 180 ms 16x 2400 ko/s 80 à 120 ms 24x 3600 ko/s 70 à 90 ms 32x 4500 ko/s 70 à 90 ms 40x 6000 ko/s 60 à 80 ms 52x 7800 ko/s 60 à 80 ms
Les méthodes d'écriture
• Monosession : Le CD est créé en une seule fois. Il n’y a pas la possibilité de rajouter des données ultérieurement. Le CD est clôturé !
• Multisession : Contrairement à la méthode précédente, cette méthode permet de graver un CD en plusieurs fois, en créant une table des matières (TOC pour table of contents) de 14Mo pour chacune des sessions
• Track At Once : Cette méthode permet de désactiver le laser entre deux pistes, afin de créer une pause de 2 secondes entre chaque piste d'un CD audio.
• Disc At Once : Contrairement à la méthode précédente, le Disc At Once écrit sur le CD en une seule traite (sans pause).
• L’overburning : Ce procédé permet de graver légèrement au-delà des 74mn ou 80mn.
Les CD-R
Les CD-R (CD-Recordable) ne sont enregistrables qu’une seule fois. Ils peuvent être lus par un lecteur de CD-ROM ou de CD Audio de salon.
Il existe deux types de CD-R :
Un CD-R de 650 Mo ou 74 mn d’enregistrement audio.
Un CD-R de 700 Mo ou 80 mn d’enregistrement audio.
Les CD-R sont disponibles en plusieurs couleurs :
• Vert : La durée de vie est d’environ 10 ans. Ils sont moins sensibles à la variation du laser lors de l’écriture mais peuvent poser des problèmes de lecture sur de vieux lecteurs.
• Bleu : Les taux d’erreurs sont diminués.
• Or : La durée de vie théorique est de 100 ans ! Ils offrent une très grande résistance à la lumière et à la température. Ils peuvent être gravés à de grandes vitesses.
• Argent : L’argent réfléchit mieux la lumière du laser que l’or, mais n’offre pas sa durée de vie (ici de 10 ans).
Les CD-RW
Les CD-RW (CD-ReWritable) peuvent être gravés jusqu’à 1000 fois. Ils offrent les mêmes capacités que les CD-R.
Ils utilisent le principe de changement de phase : Le laser chauffe le matériau à la surface du disque qui passe alors d’un état cristallin (ex : eau en glace = avec forme) à un état amorphe (eau liquide = sans forme) suivant la température. On créé ainsi des bosses et des creux. Ce procédé est réversible !
b. Les DVD±R et DVD±RW.
Les DVD-ROM (________________________________________________________
__________________) possèdent des capacités de stockages plus importantes que les CD- ROM (à partir de 6 fois plus). Ceci s’explique par le fait que les trous et leurs espacements sont plus petits d’où l’utilisation de laser à longueur d’onde plus faible (_____________________________________________________________________).
Les DVD ‘double couche’ sont constitués d’une couche transparente à base d’or et d’une couche réflexive à base d’argent. Pour lire ces deux couches, le lecteur dispose de deux puissances de laser comme le montre le schéma ci-dessous :
L’intensité faible sera pour la face dorée, alors que la plus forte sera pour la face
Il existe quatre types de capacités : Type de
support Caractéristiques Capacité Temps musical équivalent
Nombre de CD équivalent
CD simple face, simple couche 650Mo 1h14 min 1
DVD-5 simple face, simple couche 4.7 Go 9h30 7
DVD-9 simple face double couche 8.5 Go 17h30 13
DVD-10 double face, simple couche 9.4 Go 19h 14
DVD-17 double face, double couche 18 Go 35h 26
Formats standard de DVD enregistrables
Il existe actuellement trois formats de DVD enregistrables :
• DVD-RAM de Toshiba © et Matsushita ©. Il s'agit d'un format essentiellement utilisé au Japon pour les sauvegardes.
• DVD-R / DVD-RW, porté par le DVD Forum. Les DVD au format DVD-R sont enregistrables une seule fois tandis que les DVD au format DVD-RW sont réinscriptibles à raison d'environ 1 000 enregistrements. Le format DVD-R, ainsi que le format DVD-RW, permet d'obtenir une capacité totale de 4.7 Go.
• DVD+R / DVD+RW, porté par Sony et Philips au sein de la DVD+RW Alliance, regroupant, en plus des deux précédentes, les sociétés Dell, Hewlett-Packard, Mitsubishi/Verbatim, Ricoh, Thomson et Yamaha.
Ces trois formats sont incompatibles entre eux, malgré des performances équivalentes.
