1)Le
boîtier et l'alimentation
La
forme du boîtier n'est pas la caractéristique
essentielle d'un PC. Elle est cependant la plus apparente
pour les néophytes. Par ailleurs, elle conditionne
plusieurs points importants : l'ergonomie, les possibilités
d'extension et la ventilation. Les grands constructeurs utilisent
pour leurs PC des boîtiers spécifiques dessinés
spécialement pour eux. Les PC étant presque
tous construits à partir de composants semblables,
les variations possibles en ce qui concerne les dimensions
et la forme des boîtiers sont assez limitées.
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A.
La forme du boîtier
On
peut classer les PC, selon la forme de leur boîtier, en
trois catégories :
- Les PC à boîtier horizontal
- Les PC à boîtier vertical.
- Les portables. Les boîtiers des ordinateurs portables
sont de type horizontal.
L'ergonomie
La
forme et les dimensions du boîtier déterminent
la façon dont l'ordinateur pourra être installé
:
- Les boîtiers horizontaux sont conçus pour être
posés sur un bureau et pour supporter le poids de l'écran.
- Les boîtiers verticaux sont conçus pour être
placés à côté de l'écran.
Les
possibilités d'extension
Une
des caractéristiques les plus importantes d'un PC est
la faculté de lui ajouter des composants afin d'étendre
ses fonctions. Ces composants sont généralement
de deux types :
- Les cartes d'extension : carte mémoire pour étendre
la capacité de l'ordinateur, carte son pour profiter
des logiciels sonores, carte modem pour communiquer par l'intermédiaire
du réseau téléphonique, carte d'interface
pour ajouter un lecteur de disques optiques compacts (Cd-rom),
etc.
- Les périphériques, disque dur supplémentaire,
lecteur de disques amovibles, lecteur de bandes magnétiques,
lecteur de disques optiques compacts, etc.
La
taille du boîtier détermine en partie le nombre
de cartes d'extension et de périphériques qui
pourront être ajoutés. Dans les PC les plus courant,
les cartes d'extension sont placées perpendiculairement
à la carte mère. On peut souvent en installer
jusqu'à huit. Dans les boîtiers extra plats,
les cartes d'extension sont disposées parallèlement
à la carte mère, à l'aide d'un connecteur
spécial. Les boîtiers verticaux permettent de
disposer jusqu'à quatre périphériques
de 5,25 pouces (lecteur de disquette, de disque compact) et
autant de périphériques de 3,5 pouces (lecteurs
de disquettes ou disques durs).
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La
forme et les dimensions du boîtier déterminent
la façon dont l'ordinateur pourra être installé
:
- Les boîtiers horizontaux sont conçus pour être
posés sur un bureau et pour supporter le poids de l'écran.
- Les boîtiers verticaux sont conçus pour être
placés à côté de l'écran.
b)
Les possibilités d'extension
Une
des caractéristiques les plus importantes d'un PC est
la faculté de lui ajouter des composants afin d'étendre
ses fonctions. Ces composants sont généralement
de deux types :
- Les cartes d'extension : carte mémoire pour étendre
la capacité de l'ordinateur, carte son pour profiter
des logiciels sonores, carte modem pour communiquer par l'intermédiaire
du réseau téléphonique, carte d'interface
pour ajouter un lecteur de disques optiques compacts (Cd-rom),
etc.
- Les périphériques, disque dur supplémentaire,
lecteur de disques amovibles, lecteur de bandes magnétiques,
lecteur de disques optiques compacts, etc.
La
taille du boîtier détermine en partie le nombre
de cartes d'extension et de périphériques qui
pourront être ajoutés. Dans les PC les plus courant,
les cartes d'extension sont placées perpendiculairement
à la carte mère. On peut souvent en installer
jusqu'à huit. Dans les boîtiers extra plats, les
cartes d'extension sont disposées parallèlement
à la carte mère, à l'aide d'un connecteur
spécial. Les boîtiers verticaux permettent de disposer
jusqu'à quatre périphériques de 5,25 pouces
(lecteur de disquette, de disque compact) et autant de périphériques
de 3,5 pouces (lecteurs de disquettes ou disques durs).
c)
La
ventilation
La
ventilation des PC modernes est un problème sérieux.
La fiabilité d'un ordinateur dépend en partie
du bon respect de la température idéale de fonctionnement.
Les processeurs modernes dégagent une quantité
de chaleur non négligeable. La forme du boîtier
a une influence importante sur la ventilation :
- Plus l'espace libre est faible, plus le refroidissement
est problématique et plus les risques de surchauffe
sont élevés. Un boîtier de grande taille
est donc un gage de sécurité.
- Les boîtiers verticaux favorisent la convection naturelle
(le mouvement ascendant de l'air chaud). Dans ces boîtiers,
l'alimentation (toujours placée en haut) est mieux
dégagée des composants électroniques,
qui sont ainsi protégés de la chaleur qu'elle
dissipe.
Certains utilisateurs placent un boîtier horizontal
en position verticale. Cela présente entre autres inconvénients
celui de placer éventuellement l'alimentation au-dessous
des composants électroniques, ce qui n'est pas à
conseiller.
Conclusion
Les possibilités d'extension ne dépendent pas
seulement du nombre d'emplacements prévus pour les
périphériques ou du nombre de connecteurs. Il
faut également disposer d'une puissance électrique
suffisante. Par ailleurs, certains périphériques
ou certaines cartes d'extension peuvent se révéler
incompatibles. Installer six cartes d'extension et autant
de périphériques dans un boîtier peut
devenir un véritable casse-tête chinois !
d)
La face avant
La
face avant du PC comporte les principaux interrupteurs voyants
permettant d'en contrôler le fonctionnement, ainsi que
les ouvertures des " baies " servant à installer
les périphériques nécessitant un accès.
Tous les PC modernes comportent les mêmes éléments.
Seul le nombre de baies varie en fonction de la taille du boîtier.
>
L'interrupteur d'alimentation permet de mettre le PC sous
tension. En fin de travail, il est préférable
d'attendre que les données soient enregistrées
sur le disque avec de couper l'alimentation. Dans le cas contraire,
elles seront perdues. Les anciens ordinateurs ne s'éteignaient
pas automatiquement, il fallait attendre qu'il soit marqué
vous pouvez éteindre votre ordinateur en toute sécurité
pour pouvoir les éteindre. Maintenant les ordinateurs
se mettent hors tension automatique.
>
Le bouton réinitialisation (ou reset) est très
utile lorsque l'ordinateur ne répond plus aux commandes.
Il n'existait pas sur les premiers PC.
>
Le lecteur de disquettes est installé dans une baie
de 3,5 pouces. L'installation d'un deuxième lecteur
n'est possible que si le boîtier possède deux
baies.
>
Le lecteur de disques optiques compacts (CD-ROM) est une baie
de 5,25 pouces.
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La
face arrière du boîtier est réservée
aux différents connecteurs nécessaires au fonctionnement
du PC. Leur nombre et leur disposition peuvent varier en fonction
des cartes d'extension installées. La partie haute est
occupée par l'alimentation, avec les connecteurs correspondants.
On y trouve également la sortie d'air chaud du ventilateur
de refroidissement (elle ne doit pas être obstruée).
1
> Sortie d'aiventilateur de l'alimentation.
2 > Port USB servant relier
une imprimante, modem ou tout autre périphérique
possédant une prise USB.
3
> Connecteur de l'écran
4
> Le connecteur d'alimentation mâle doit être
relié à une prise murale à l'aide du
câble adéquat.
5
>Un sélecteur de tension est généralement
présent. Il sert à adapter l'alimentation à
la tension et à la fréquence du courant du secteur
(il est logiquement correctement configuré à
l'achat de l'ordinateur).
6
> Le connecteur d'alimentation femelle fournit une sortie
de courant alternatif permettant d'alimenter l'écran
grâce a un câble spécial.
7
> Connecteur de souris
8
> Connecteurs divers (imprimante avec prise parallèle,
joystic...).
f)
L'intérieur
et l'alimentation
On appelle
unité centrale l'ensemble composé du boîtier
et des éléments qu'il embarque.
Le
boîtier est fermé par six vis (pour les boîtiers
verticaux) situées sur la face arrière. Une
fois le capot retiré, on distingue facilement la carte
mère, portant les cartes d'extension, l'alimentation
et les disques.
- La
carte mère est fixée au boîtier au moyen
de vis ou de clips en plastique dans une position telle que
le les cartes d'extension soient alignées avec les
fentes de la face arrière. Le connecteur du clavier
doit également se trouver en face de l'ouverture correspondante.
La plupart des cartes mères modernes respectent une
disposition standard pour ces éléments, ce qui
permet de les remplacer facilement pour faire évoluer
le PC.
- Les lecteurs de disques durs, de disquettes et de CD-ROM
sont installés dans les baies correspondantes, qui
peuvent être horizontales ou verticales. Les lecteurs
peuvent être installés horizontalement ou verticalement,
mais pas la tête en bas.
- Un haut-parleur est situé derrière la face
avant du boîtier et relié à la carte mère.
Ses capacités de reproduction sonore sont assez faibles.
Il sert essentiellement à émettre des signaux
pour vous avertir d'un événement particulier
: erreur, fin d'une opération, etc.
- L'alimentation fournit du courant continu (5 volts et 12
volts) à la carte mère et aux lecteurs de disques.
Les connecteurs sont de trois types. Deux connecteurs alimentent
la carte mère. Ils sont placés côte à
côte, les extrémités qui portent les fils
noirs se touchant. En cas de dommage, il faut prendre garde
à ne pas les inverser car il n'y a pas de détrompeurs.
Le
boîtier contient un bloc d'alimentation électrique
(appelé alimentation). L'alimentation doit fournir
un courant de qualité (stable et continu). La durée
de vie des composants et la stabilité de fonctionnement
en dépendent. La puissance doit être suffisante
pour alimenter tous les accessoires installés. Les
composants ont une capacité de 5 volts et les périphériques
internes de 12 volts (lecteurs de disquette, lecteur de CD-ROM…),
l'alimentation sert à convertir le courant alternatif
du réseaux électrique (220 ou 110 Volts) en
un courant continu (5 ou 12 volts).La puissance est mesurée
en watts et est généralement comprise entre
200 et 350 Watts. Une puissance de 200 watts est suffisante
pour une configuration moyenne. Le nombre de connecteurs disponibles
est généralement en rapport avec la puissance
de l'alimentation. S'il n'y a plus de connecteurs libres,
on peut employer un câble en Y. Il ne faut pas abuser
des cette facilité sous peine de surcharger l'alimentation.
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B.
La carte mère
La
carte mère est la partie la plus importante d'un PC.
C'est elle qui détermine l'architecture interne de
celui-ci. En effet, elle est conçue pour recevoir un
certain type de processeur et pour fonctionner à une
fréquence déterminée. Les quantités
maximales de mémoire centrale et de mémoire
cache installables dans l'ordinateur dépendent également
du nombre d'emplacements prévus sur la carte mère.
Le nombre et le type de cartes d'extension qui peuvent être
employées dépendent du nombre de connecteurs
et de type de bus présents sur la carte. Elle porte
le plus souvent les composants principaux : le processeur,
la mémoire, les bus, l'horloge, le contrôleur
de clavier, etc. Dans certains PC, la mémoire ou le
processeur peuvent être placés sur des cartes
d'extension afin de faciliter une évolution future.
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a)
Les éléments de la carte mère
Le
processeur est le cœur de l'ordinateur. C'est lui qui exécute
les instructions des programmes. Les Pc ont évoluer permettant
aux cartes mères modernes de recevoir diffèrent
modèles de processeurs et fonctionner à des fréquences
variées.
La carte mère est composée des élements
suivant :
Les chipset qui sont des circuits qui contrôlent la majorité
des ressources (interface de bus du processeur, mémoire
cache et mémoire vive, slots d'extension,...),l'horloge
et la pile du CMOS,le BIOS et le bus système.
Il existe deux méthodes permettant l'évolution
du d'une carte mère. La première consiste à
acheter un processeur, appelé overdrive, qui remplace
ou complète le processeur d'origine pour donner des performances
identiques à celles d'un modèle de niveau supérieur.
La seconde méthode consiste remplacer le processeur par
un modèle plus puissant. Pour pouvoir adapter des cartes-mères
dans différents boîtiers de marques différentes,
des standards ont été mis au point: AT baby, AT
full format, ATX, LPX, NLX.
b)
Le circuit imprimé
La
carte mère est constituée d'un circuit imprimé.
Sur
la carte mère, on a l'impression que les deux faces
de la carte sont utilisées pour constituer un circuit
électrique, pourtant certains composants ont leurs
broches soudées dans des trous qui ne semblent reliés
à rien.
En
fait la carte est constituée de couches de cuivre supplémentaires
constituant autant de circuits distincts (noyés dans
la résine). Ces circuits sont reliés par des
trous dont la surface est métallisée. La broche
du composant est ainsi soudée dans un trou dont l'intérieur
est recouvert de cuivre et relié à un circuit
noyé dans la résine.
De
la même façon, les trous non occupés ne
correspondent pas à des composants manquants. Il s'agit
simplement des connexions entre les différentes couches
des circuits.
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c)
Le Chipset
Le
chipset (traduit jeu de composants) : c'est un circuit
électronique chargé de coordonner les échanges
de données entre les divers composants de l'ordinateur
(processeur, mémoire; ...). Si le chipset est intégré
à la carte mère, il est important d'en choisir
une avec un chipset récent afin d'optimiser les chances
de faire évoluer le PC.
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d)
L'horloge temps réel et la
pile du CMOS
L'horloge
temps réel (notée RTC, ou real time clock) est
un circuit qui est chargé de la synchronisation des signaux
du système. Elle est composée d'un cristal qui
en vibrant donne des impulsions (sous le nom de tops d'horloge)
qui permettent de cadencer le système. Le nombre de vibration
du cristal par seconde est appelé fréquence de
l'horloge et est exprimé en Mhz. Plus la fréquence
est élevée, plus il y a de tops d'horloge et donc
plus le système pourra traiter d'informations.
Lorsque l'ordinateur est hors tension, l'alimentation cesse
de fournir du courant à la carte-mère. Pourtant
lorsqu'il est mis sous tension, le système d'exploitation
est toujours à l'heure malgré l'absence de courant.
C'est le circuit électronique appelé CMOS (en
anglais : Complementary Metal-Oxyde Semiconductor, parfois appelé
BIOS CMOS) qui conserve certaines informations sur le système,
y compris l'heure et la date système. Il est continuellement
alimenté par une pile (au format pile bouton) qui est
également située sur la carte-mère. Ainsi
toute les information concernant le matériel installé
dans l'ordinateur sont conservées dans le CMOS. La mémoire
CMOS étant lente, parfois le contenu du CMOS est recopié
dans la RAM, on utilise alors le terme de memory shadow pour
décrire ce processus de copie.
C.
Le microprocesseur ou
le processeur
Le
microprocesseur est le coeur du micro-ordinateur. C'est lui
qui exécute les programmes. De ses capacités
et de sa vitesse dépendent en grande partie (mais en
partie seulement) les performances du PC. Dans un ordinateur,
le microprocesseur n'est pas visible car il est enfermé
dans un boîtier de céramique ou de résine.
Ce boîtier est scellé et ne peut être ouvert
sans détruire le microprocesseur.
Le
microprocesseur proprement dit est constitué d'une
pastille de sillicium sur laquelle sont gravés de minuscules
circuits. Ces circuits sont composés de l'équivalent
de millions de transistors.
La
taille d'un microprocesseur de PC est d'environ 1cm x 1,5
cm. Plus de 160 contacts électriques aboutissent sur
son périmètre. La taille de ces contacts est
donc très petite. C'est pourquoi les microprocesseurs
sont enchassés dans un boîtier carré de
plus grande taille, en céramique ou plastique. Les
broches sont reliées aux contact du microprocesseur
par des fils minuscules noyés dans la céramique.
Pour
plus de renseignements voir: fonctionnement
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D.
La mémoire
L'ordinateur
stocke les données et les programmes sur lesquels il
travaille dans sa mémoire pour qu'ils puissent être
exécutés.
Un
PC peut posséder trois types de mémoire :
- la
mémoire conventionnelle
- la mémoire étendue
- la mémoire paginée.
C'est
un composant essentiel du PC. La mémoire existe sous
deux formes : la mémoire vive (de l'anglais Random
Acces Memory) que l'on peut lire et modifier, et la mémoire
morte ou ROM ( de l'anglais Read Only Memory) qui ne peut
être modifiée.
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La
mémoire vive, généralement appelée
RAM (en anglais Random Access Memory, traduis : mémoire
à accès aléatoire), est la mémoire
principale du système, ou autrement dis l'espace permettant
de stocker de manière temporaire des données
lors de l'exécution d'un programme. Les données
sont stockées de mamnière temporaire car c'est
une mémoire qui s'efface si elle n'a pas été
rafraîchie par une impulsion électrique.
Voici les mémoire les plus courantes du PC :
- La mémoire centrale(c'est d'elle qu'il s'agit lorsque
l'on dit mon PC à 512 mo de RAM par exemple).
- La mémoire de la carte graphique
- La mémoire cache de certains lecteurs / disques durs
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b)
Les autres types de mémoire vive
Les
mémoires vive se trouvent sous deux formes: les SIMM
et les DIMM
Les premières mémoires vives étaient
sous forme de barrettes au format SIMM (en anglais single
InLine Memory Module) :
- Les barrettes SIMM à 30 connecteurs, qui sont des
mémoires 8 bits (elle équipaient les première
générations de PC (286, 386).
- Les barrettes SIMM à 72 connecteurs sont des mémoires
capables de gérer 32 bits de données simultanément.
Ces mémoires équipent les PC suivant (du 386DX
aux premiers Pentiums). Les ordinateurs doivent êtres
équipé de barrettes par paire car le processeur
travaille avec un bus d'une largeur de 64 bits
Suivent les barrettes au format DIMM (en anglais Dual InLine
Memory Module) : ce sont des mémoires à 64 bit
(elle ne fonctionnent pas par paire). Ces mémoires
possèdent 128 broches (pour la SDRAM) et les connecteurs
DIMM sont composés de leviers permettant d'insérer
facilement la barrette dans son connecteur.
Il existe un cas particulier, les barrettes RAMBUS DRAM qui
ne sont ni au format SIMM, ni au format DIMM, mais au format
RIMM et disposent d'une largeur de 16 bits.
On
les différencie par leur groupe ainsi que par leur
fonctionnement. Les principaux sont FPM, EDO ou SDRam. On
trouve aussi sur Quelques PC récents de la mémoire
SDRam-DDR ou RD RAM
c)
La mémoire morte
(ROM)
Tous
les ordinateurs comportent de la mémoire de ce type.
C'est en fait une mémoire qui n'a pas besoin d'être
rafraîchit par du courant. Elle ne s'efface par lors
de la mise hors tension du systèmes.
Il
existe aussi :
-le chargeur d'amorce qui amorce le système d'exploitation
pour permettre le démarrage de celui-ci.
-le
setup du BIOS, qui permet de modifier les paramètres
du BIOS lui même
-le POST (en anglais : power on self test) qui permet de tester
les périphériques au démarrage (exemple
: Il décompte lors du démarrage la mémoire
vive).
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d)
Les autres types de ROM
Il
existe différents types de ROM, tels que :
- Le ROM : les données étaient gravées
sur une plaque de silicium grâce à un masque
(Procédé qui n'est plus utilisé).
- Le PROM ( en anglais Programmable Read Only Memory): ces
mémoires sont constituées de fusibles qui peuvent
être grillés par un appareil qui envoie une forte
tension (12V). Lorsque le fusible est grillé il correspond
a un 0 et celui non grillé correspond a un 1.
- EPROM (en anglais Erasable Programmable Read Only Memory).
Le principe et le meme que le PROM, a part que cette mémoire
est effacable. Lorsque la mémoire est en présence
de rayons ultraviolets qui ont une longueur d'onde précise,
les fusibles se reconstituent, les bit reprennent donc comme
valeur 1.Elle est donc qualifié de PROM effaçable.
- EEPROM (en anglais Electrically Erasable read Only Memory).
Elle appartiennent aussi aux prom effaçables, mais
celles-ci s'effacent grace a un courant électrique.
Ces mémoire s'appellent aussi mémoires flash,
et l'opération qui consiste à flasher une mémoire
EEPROM est appelé flashage.
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Le
bus D'un PC est l'élément le plus caractéristique
de son architecture et il ne peut pas être changé
contrairement aux cartes d'extensions et aux processeurs.
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a)
Qu'est-ce qu'un bus?
Un
bus est simplement un ensemble de lignes électriques
permettant la transmission de signaux entre les différents
composants de l'ordinateur. Ces lignes comprennent :
-Les lignes de données
-Les lignes d'adresses
-Les lignes de contrôle, servant à transmettre
les différents signaux nécessaires au fonctionnement
de l'ensemble.
Un bus est caractérisé par le volume d'informations
transmises simultanément (en bits), correspondant au
nombre et à la disposition de ces lignes (un groupe
de 32 fils permet de transmettre 32 bits en parallèle).
On parle alors de " largeur de bus " pour désigner
la nombre de bits qui peuvent être transmit simultanément.
Un bus est également caractérisé par
sa fréquence de fonctionnement (exprimée en
Hertz), en quelque sorte le nombre de paquets de données
envoyés ou reçus par seconde. On désigne
chaque envoi ou réception de données par cycle.
Cela nous permet alors de connaître la bande passante
(ou le débit de données qu'il peut transporter)
d'un bus, en multipliant sa largeur par sa fréquence.
Exemple
:
Un
bus d'une largeur de 16 bits ayant une fréquence de
133 Mhz, possède donc une bande passante égale
à :
16 x 133.106 = 2128*106 bit/s,
soit
2128x106/8 = 266x106 octets/s
soit
266x106 /1024 = 259,7*103 Ko/s
soit
259,7x103 /1024 = 253,7 Mo/s
Alors
la bande pasante est de 253,7
Pour
permettre d'augmenter le débit des bus il existe deux
principales techniques permettant d'envoyer plus d'informations
sur un même cycle:
- le DDR (en anglais : Double Data rate) permettant d'envoyer
deux fois plus d'informations par cycle
- le QDR (en anglais : Quadruple Data rate) permettant d'envoyer
quatre fois plus d'informations par cycle.
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Le
fonctionnement du bus est supervisé par un circuit
spécial appelé contrôleur de bus. C'est
lui qui organise l'ensemble des accès en évitant
notamment les conflits qui pourraient survenir.
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2)
La mémoire de masse
Les
ordinateurs doivent manipuler de très grandes
quantités de donnée, qui ne peuvent
pas se trouver en permanence en mémoire centrale
(son contenu s'efface lorsque l'ordinateur est mis
hors tension). Les données et les programmes
sont donc stockés sur des supports de grande
capacité constituant la mémoire de
masse. Les données devant être manipulées
ainsi que les programmes devant être exécutés
sont transférés à la demande
de cette mémoire de masse vers la mémoire
centrale. Ainsi les données créées
ou modifiées sont ensuite transférées
de nouveau vers la mémoire de masse pour y
être stockées en attendant leur prochaine
utilisation.
Le support le plus employé pour la mémoire
de masse est le disque dur qui est constitué
de disques rigides fixes.
Un
disque dur est composé d'une série de
disques ou plateaux empilés les uns au-dessus
des autres dans un boîtier étanche à
l'air et à la poussière. Son rôle
est de conserver les données de manière
permanente, on l'appelle aussi mémoire de
masse.
