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ROYAUME DU MAROC

OFPPT

Module :

Installation dun poste informatique WWW.TRI.ON.MA

SECTEUR : TERTIAIRE ET NTIC

SPCIALIT : SYSTME ET RSEAUX INFORMATIQUES

NIVEAU : TECHNICIEN SPCIALIS

http://adnaneadnane.ifrance.com/

Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail DIRECTION RECHERCHE ET INGENIERIE DE FORMATION

SECTEUR TERTIAIRE

RESUME THEORIQUE

& GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES

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MODULE : Installation de poste informatique

Dure : 120 H 60% thorique 40 % pratique

OBJECTIFS OPERATIONNELS DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT

COMPORTEMENT ATTENDU

Pour dmontrer sa comptence, le stagiaire doit installer des lments physiques et logiques dans un poste informatique selon les conditions, les critres et les prcisions qui suivent.

CONDITIONS DEVALUATION

Individuellement. Travaux effectus laide :

- dun micro-ordinateur et de ses priphriques ; - dun inventaire de composants logiciels et matriels de systmes

informatiques de diffrentes technologies ; - de systmes dexploitation varis : Systme dexploitation commercial

(Windows) et systme dexploitation open source (Linux) ; - de sources de rfrence et fiches techniques des composants.

Travaux effectus partir : - dune demande pr autorise prcisant la nature de linstallation ; - de sources de rfrence : manuels et schmas ; - dtudes de cas et mise en situation ; - de consignes du formateur.

CRITERES GENERAUX DE PERFORMANCE

dinstaller et de configurer adquatement diffrents lments physiques ; de tester diffrents lments physiques ; danalyser les caractristiques techniques de diffrents lments physiques ; dvaluer et de choisir des lments physiques et logiques rpondant au besoin de

lutilisateur.

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OBJECTIFS OPERATIONNELS DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT

PRECISIONS SUR LE COMPORTEMENT ATTENDU

CRITERES PARTICULIERS DE PERFORMANCE

A. Analyser larchitecture interne de lordinateur.

Fonctionnement interne dun micro-ordinateur ou dun quipement ddi.

Caractrisation des lments constituants les ordinateurs ou dquipements ddi.

Caractrisation des priphriques internes et externes.

Dmonstration de lutilisation de mcanismes de communication.

Interprtation des normes et standards relatifs au cblage et la connexion des priphriques.

Diffrents types de mmoires. Caractristiques des mmoires (RAM, ROM,

Flash). Diffrents types de mmoires de masse. Modes dorganisation des donnes sur les

supports tels que disquette, disque dur, ruban magntique et CD-ROM.

Identification et caractrisation des sous ensembles constitutifs de larchitecture dun micro-ordinateur (Alimentation, carte mre, bus standards (PCI, AGP), mmoires, cartes dextension).

Matriel risque de panne. Lorganisation physique du poste (cblage,

alimentation). Lorganisation logique du poste (adresse Ip,

nommage, scurit). Lorganisation du disque dur (partition,

rpertoire risque, etc..). B. Rechercher et analyser les diffrents produits disponibles.

Slection des sources dinformations. Caractristiques considrer :

o Compatibilit matrielle et logicielle ; o Possibilit de mise niveau.

Estimation du cot laide de sites transactionnels de fournisseurs.

Comparaison de couts entre diffrents fabricants.

Licences et droits dutilisation. Procdures, politiques et standard de

lentreprise. Rapport dvaluation et recommandations. Dfinition et fonction dun systme

dexploitation. Dfinition et fonction dune application. Dfinition et fonction dun utilitaire. Description des caractristiques techniques

des systmes dexploitation. Multi taches multi utilisateurs.

Les caractristiques techniques, les possibilits et les limites des systmes de

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fichiers de diffrents systmes dexploitation. Description des diffrentes versions des

systmes dexploitation Microsoft. Description des diffrentes distributions de

LINUX. Comparaison entre les diffrentes

distributions dexploitation.

C. Analyser le processus de traitement des donnes du systme dexploitation.

Fonction dun systme dexploitation : o Gestion de la mmoire ; o Gestion de priphriques.

Relation entre le systme dexploitation et les

composants de lordinateur. Chargement systme

D. Installer des lments physiques.

Dmonstration des rgles et consignes de scurit concernant le travail dans appareil lectrique.

Panoplie des outils utiliss. Interprtation des normes et standards relatifs

linstallation de composantes physiques et la connexion de priphriques.

Identification des ressources disponibles dun ordinateur et des techniques dallocation en vue dune modification.

Processus dinstallation. Installation et configuration de quelques

composants. Mthodes de vrification du bon

fonctionnement des composants installs.

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E. Installer des systmes dexploitation.

Prparation et contrle du matriel Prparation du disque Procdures dinstallation Paramtre dinstallation Mise jour post installation du systme

dexploitation (services pack et correctifs). Etapes et techniques de vrification du

fonctionnement dune station de travail et des priphriques qui y sont rattachs aprs installation.

Procdure de dsinstallation. Partitionnement organisationnel. Organisation du disque dur.

F. Effectuer les oprations de base concernant

la manipulation dun systme dexploitation.

Interface graphique. Ligne de commande. Manipulation des fichiers et des rpertoires. La hirarchie des rpertoires. Systme de fichiers. Outils de maintenance de disque dur inclus

dans le systme dexploitation.

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G. Personnaliser lenvironnement de la station

de travail dans des systmes dexploitation

varis.

Identification des besoins particuliers de lutilisateur : o Priphriques ; o Applications.

Possibilit de personnalisation de

lenvironnement du travail. Configuration de lenvironnement de travail. Principes ergonomiques. Principes dconomie dnergie. Vrification de linstallation de la station de

travail dans lenvironnement de lutilisateur par rapport la demande.

Notion dutilisateur et de groupe. Les outils dadministration du systme

dexploitation. Notions de base sur les rseaux locaux. Avantages et inconvnients de la mise en

rseaux. Elments de la mise en rseaux dgal gal. Pilotes de cartes rseaux.

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H. Exploiter les fonctions avances du systme

dexploitation.

Gestion de lordinateur. Base de registre. Droits et permissions. Scurit des fichiers et des rpertoires. Paramtres de scurits locaux. Stratgie de groupes. Stratgie de scurit locale. Partages de ressources dans un rseau

dgal a gal.

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I. Installer des applications Installation et configuration de logiciels dapplication.

Mise jour des logiciels. Les facteurs influenant la performance

de lordinateur. Les moyens et techniques permettant

didentifier les goulots dtranglement.

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J. Optimiser linstallation laide dutilitaires. Outils danalyse de performance intgrs au systme dexploitation.

Utilitaires tiers partie danalyse de performance.

Installation et exploitation dutilitaires. Mthodes dinterprtation des donnes

recueillies. Optimisation du fonctionnement du

systme dexploitation. Cration de CD ou DVD dinstallation

personnaliss et optimiss. Notion de scurit de donnes. Notions sur les sauvegardes de donnes. Les diffrentes mthodes de sauvegarde

de donnes. Notion de virus et antivirus. Notions de logiciel espion. Notion de scurits informatiques en

rapport avec lutilisation dInternet. Notion sur le courant lectrique. Notion sur les diffrents types dincidents

lis lalimentation lectrique. Notion sur la protection de

lenvironnement.

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K. Protger les donnes et le poste

informatique.

Procdures de sauvegarde et de restauration des donnes.

Installation de logiciels de compression de donnes.

Installation et mise jour dun logiciel antivirus.

Installation et mise jour dun logiciel anti espion.

Installation et mise jour dun logiciel pare feu

Autorisation des fonctions de protection. Clonage de linstallation dun poste

informatique laide dun logiciel de clonage.

Cration de points de restauration. Cration de CD ou DVD de restauration

du systme aprs une installation complte et optimise.

Mcanismes de protection conter les problmes lis lalimentation lectrique et lenvironnement.

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L. Dsinstaller des lments physiques et

logiques

Dmonstration des rgles et consignes de scurit concernant le travail dans un appareil lectrique.

Processus de dsinstallation. Risques lis une dsinstallation. Vrification du bon fonctionnement du

poste informatique aprs la dsinstallation dun lment physique ou logique.

Proncipes de recyclage et mise au rebus cologique.

Normes environnementales.

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M. consigner linformation sur linstallation Mthode pour faire la synthse des informations.

Constitution et utilisation dun systme dinventaire simple.

Mthodes de reporting (utiliser les fonctionnalits de reporting des utilitaires pour gnrer automatiquement des rapports).

Classification des problmes et solutions correspondantes suite aux interventions.

Rapports techniques. Rapport dintervention.

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OBJECTIFS OPERATIONNELS DE SECOND NIVEAU

LE STAGIAIRE DOIT MAITRISER LES SAVOIRS, SAVOIR -FAIRE, SAVOIR-PERCEVOIR OU SAVOIR-ETRE JUGES PREALABLES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT REQUIS POUR LATTEINTE DE LOBJECTIF DE PREMIER NIVEAU, TELS QUE : Avant dapprendre Analyser larchitecture interne de lordinateur (A), le stagiaire doit:

1. Enumrer les diffrentes familles de micro-ordinateurs. 2. Distinguer et reprer les lments de la carte mre. 3. Dcrire les caractristiques et les fonctions propres aux processeurs, aux mmoires,

aux bus et aux horloges. 4. Distinguer les caractristiques et les fonctions propres aux ports de communication. 5. Etablir les relations entre les diffrents lments.

Avant dapprendre rechercher et analyser les diffrents produits disponibles (B), le stagiaire doit :

6. Faire la distinction entre systme dexploitation, application et utilitaire. 7. Identifier les caractristiques techniques des systmes dexploitation courants. 8. Comparer les possibilits et les limites des systmes de fichiers de diffrents

systmes dexploitation.

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OBJECTIFS OPERATIONNELS DE SECOND NIVEAU

Avant dapprendre Installer des systmes dexploitation (E)), le stagiaire doit :

9. Dfinir la notion darborescence.

Avant d'apprendre Personnaliser lenvironnement de la station de travail dans des systmes dexploitation varis (G)), le stagiaire doit :

10. Dfinir la notion dutilisateur et de groupe. 11. Identifier les fonctions avances du systme dexploitation. 12. Interprter le vocabulaire particulier aux rseaux dgal gal. 13. Distinguer les champs dapplication de la mise en rseau dgal gal. 14. Identifier les commandes et les procdures appropries du systme dexploitation

pour la mise en rseau dgal gal

Avant d'apprendre Installer des applications (I)), le stagiaire doit :

15. Identifier les lments sur lesquels intervenir pour amliorer la performance de la

station de travail. 16. Identifier les utilitaires permettant dobtenir des informations sur la configuration de

la station de travail.

Avant d'apprendre Optimiser linstallation laide dutilitaires (J), le stagiaire doit : 17. Expliquer lintrt de crer des copies de sauvegarde. 18. Identifier les risques auxquels sont exposs les donnes et le poste informatique. 19. Identifier les diffrents types de problmes lis lalimentation lectriques et

lenvironnement.

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PRESENTATION DU MODULE

Ce module de comptence gnrale sinscrit dans la premire anne du programme dtude et constitue un pralable pour lenseignement des modules Assistance technique la clientle , Soutien technique en milieu de travail .

Ce module vise essentiellement initier le futur technicien en informatique aux techniques dentretien dun ordinateur personnel. Le stagiaire doit comprendre entre autres les concepts de systmes dexploitation, de logiciels dapplication, de priphriques, de pilotes ainsi que les interactions de chacun de ces composants dans le micro-ordinateur. Dici la fin de ce module, le stagiaire doit dmontrer quil est capable :

o Dinstaller et de configurer adquatement diffrents lments physiques dans un ordinateur ; o De tester diffrents lments physiques ; o Danalyser les caractristiques techniques de diffrents lments physiques ; o Dvaluer et de choisir des lments physiques et logiques rpondants au besoins de lutilisateur.

Conjointement avec le module optimisation dun poste de travail et assistance la clientle , ce module permet aux stagiaires de prparer lexamen de certification CompTIA A+. Le champ dapplication de ce module couvre aussi bien les systmes dexploitation vieillissants que rcents, open source et commercial. Ce guide de contenu couvre les objectifs dapprentissage dcrits dans le module (Installation dun poste informatique) de la filire Technicien Spcialis en Systmes et Rseaux Informatiques. Il est divis en deux parties :

La premire partie organise en 10 chapitres, contient un rsum thorique, un ensemble d'exercices d'application et des contrle continus. Chacun des chapitres correspondants un objectif du Guide Pdagogique.

La deuxime partie qui est le guide des travaux pratiques contient 8 Ateliers pratiques, chacun contenant les objectifs viss, la dure du TP ainsi que le matriel requis pour le droulement du TP. Certains de ces ateliers compltent le rsum thorique, d'autres couvrent totalement des objectifs d'ordre pratique.

Enfin, une proposition d'examen de fin de module et fournie, le formateur est invit l'adapter pour mieux valuer ses stagiaires.

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Module :

Installation d'un poste informatique

RESUME THEORIQUE

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Analyse de larchitecture interne de lordinateur

I. Fonctionnement interne dun micro-ordinateur : 1. Reprsentation des donnes

1.1 Introduction :

Les informations traites par un ordinateur peuvent tre de diffrents types (texte, nombres,

etc.) mais elles sont toujours reprsentes et manipules par lordinateur sous forme binaire. Toute

information sera traite comme une suite de 0 et de 1. Lunit dinformation est le chiffre binaire

(0 ou 1), que lon appelle bit (pour binary digit, chiffre binaire).

Le codage dune information consiste tablir une correspondance entre la reprsentation externe

(habituelle) de linformation (le caractre A ou le nombre 36 par exemple), et sa reprsentation

interne dans la machine, qui est une suite de bits. On utilise la reprsentation binaire car elle est

simple, facile raliser techniquement laide de bistables (systme deux tats raliss laide

de transistors). Enfin, les oprations arithmtiques de base (addition, multiplication etc.) sont

faciles exprimer en base 2 (noter que la table de multiplication se rsume 0x0 = 0, 1x0 = 0 et

1x1 = 1).

1.2 Changements de bases :

Avant daborder la reprsentation des diffrents types de donnes (caractres, nombres

naturels, nombres rels), il convient de se familiariser avec la reprsentation dun nombre dans

une base quelconque (par la suite, nous utiliserons souvent les bases 2, 8, 10 et 16).

Habituellement, on utilise la base 10 pour reprsenter les nombres, c'est--dire que lon crit

laide de 10 symboles distincts, les chiffres.

En base b, on utilise b chiffres. Notons ai la suite des chiffres utiliss pour crire un nombre

a0 est le chiffre des units.

(On utilise les 6 premires lettres comme des chiffres).

a. Reprsentation des nombres entiers: En base 10, on crit par exemple 1996 pour reprsenter le nombre

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Dans le cas gnral, en base b, le nombre reprsent par une suite de chiffres

Est donn par :

A0 est le chiffre de poids faible, et an le chiffre de poids fort.

Exemple en base 2 :

La notation ( ) b indique que le nombre est crit en base b.

b. Passage dune base quelconque la base 10: Il suffit dcrire le nombre comme ci-dessus et deffectuer les oprations en dcimal.

Exemple en hexadcimal :

(En base 16, A reprsente 10, B 11, et F 15).

c. Passage de la base 10 vers une base quelconque: On procde par divisions successives. On divise le nombre par la base, puis le quotient obtenu

par la base, et ainsi de suite jusqua obtention dun quotient nul.

La suite des restes obtenus correspond aux chiffres dans la base vise,

Exemple : soit convertir (44)10 vers la base 2.

Donc (44)10 = (101100)2.

Cas des bases 2, 8 et 16

Ces bases correspondent des puissances de 2 do des passages de lune

lautre trs simples. Les bases 8 et 16 sont pour cela trs utilises en informatique, elles permettent

de reprsenter rapidement et de manire compacte des configurations binaires.

La base 8 est appele notation octale, et la base 16 notations hexadcimales. Chaque chiffre en

base 16 reprsente un paquet de 4 bits conscutifs. Par exemple :

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De mme, chaque chiffre octal reprsente 3 bits.

On manipule souvent des nombres forms de 8 bits, nomms octets, qui sont donc nots sur 2

chiffres hexadcimaux.

Oprations arithmtiques

Les oprations arithmtiques seffectuent en base quelconque b avec les mmes mthodes

quen base 10. Une retenue ou un report apparat lorsque lon atteint ou dpasse la valeur b de la

base.

d. Codification des nombres entiers La reprsentation (ou codification) des nombres est ncessaire afin de les stocker et manipuler

par un ordinateur. Le principal problme est la limitation de la taille du codage : un nombre

mathmatique peut prendre des valeurs arbitrairement grandes, tandis que le codage dans

lordinateur doit seffectuer sur un nombre de bits fix.

Entiers naturels

Les entiers naturels (positifs ou nuls) sont cods sur un nombre doctets fix (un octet est

un groupe de 8 bits). On rencontre habituellement des codages sur 1, 2 ou 4 octets, plus rarement

sur 64 bits (8 octets, par exemple sur les processeurs DEC Alpha).

Un codage sur n bits permet de reprsenter tous les nombres naturels compris entre 0 et .

Par exemple sur 1 octet, on pourra coder les nombres de 0 255 = On reprsente le nombre

en base 2 et on range les bits dans les cellules binaires correspondant leur poids binaire, de la

droite vers la gauche. Si ncessaire, on complte gauche par des zros (bits de poids fort).

Entiers relatifs

Il faut ici coder le signe du nombre. On utilise le codage en complment deux, qui permet

deffectuer ensuite les oprations arithmtiques entre nombres relatifs de la mme faon quentre

nombres naturels.

Entiers positifs ou nuls

On reprsente le nombre en base 2 et on range les bits comme pour les entiers naturels.

Cependant, la cellule de poids fort est toujours 0 : on utilise donc n - 1 bits.

Le plus grand entier positif reprsentable sur n bits en relatif est donc 1

Entiers ngatifs

Soit x un entier positif ou nul reprsent en base 2 sur n - 1 bits

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Et soit

On constate facilement que

Or sur n bits, est reprsent par n - 1 zros, donc on x + y = 0 modulo ,

Ou encore y = - x. y peut tre considr comme loppos de x.

La reprsentation de -x est obtenue par complmentation de x. On dit complment deux.

Pour obtenir le codage dun nombre x ngatif, on code en binaire sa valeur absolue sur n - 1 bits,

puis on complmente (ou inverse) tous les bits et on ajoute 1.

Exemple :

Soit coder la valeur -2 sur 8 bits. On exprime 2 en binaire, soit 00000010. Le

complment 1 est 11111101. On ajoute 1 et on obtient le rsultat : 1111 1110.

Remarques :

(a) le bit de poids fort dun nombre ngatif est toujours 1 ;

(b) sur n bits, le plus grand entier positif est

(c) sur n bits, le plus petit entier ngatif est

e. Reprsentation des caractres Les caractres sont des donnes non numriques : il ny a pas de sens additionner ou

multiplier deux caractres. Par contre, il est souvent utile de comparer deux caractres, par

exemple pour les trier dans lordre alphabtique.

Les caractres, appels symboles alphanumriques, incluent les lettres majuscules et

minuscules, les symboles de ponctuation (& ~ , . ; # " - etc...), et les chiffres.

Un texte, ou chane de caractres, sera reprsent comme une suite de caractres. Le codage

des caractres est fait par une table de correspondance indiquant la configuration binaire

reprsentant chaque caractre. Les deux codes les plus connus sont lEBCDIC (en voie de

disparition) et le code ASCII (American Standard Code for Information Interchange).

Le code ASCII reprsente chaque caractre sur 7 bits (on parle parfois de code ASCII tendu,

utilisant 8 bits pour coder des caractres supplmentaires).

Notons que le code ASCII original, dfini pour les besoins de linformatique en langue anglaise)

ne permet la reprsentation des caractre accentus (, , , ,...), et encore moins des caractres

chinois ou arabes. Pour ces langues, dautres codages existent, utilisant 16 bits par caractres.

A chaque caractre est associ une configuration de 8 chiffres binaires (1 octet), le chiffre

de poids fort (le plus gauche) tant toujours gal zero.

Plusieurs points importants propos du code ASCII :

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Les codes compris entre 0 et 31 ne reprsentent pas des caractres, ils ne sont pas affichables.

Ces codes, souvent nomms caractres de contrles sont utiliss pour indiquer des actions comme

passer la ligne (CR, LF), mettre un bip sonore (BEL), etc.

Les lettres se suivent dans lordre alphabtique (codes 65 90 pour les majuscules, 97 122

pour les minuscules), ce qui simplifie les comparaisons.

On passe des majuscules au minuscules en modifiant le 5ime bit, ce qui revient ajouter 32 au

code ASCII dcimal.

Les chiffres sont rangs dans lordre croissant (codes 48 57), et les 4 bits de poids faibles

dfinissent la valeur en binaire du chiffre.

f. Reprsentation des nombres rels (norme IEEE) Soit codifier le nombre 3,25, qui scrit en base 2 (11; 01)2. On va normaliser la

reprsentation en base 2 de telle sorte quelle scrive sous la forme 1; ::: x 2n

Dans notre exemple 11; 01 = 1; 101 x 21

La reprsentation IEEE code sparment le signe du nombre (ici +), lexposant n (ici 1), et la

mantisse (la suite de bits aprs la virgule), le tout sur 32 bits.

Le codage a la forme : seeeeeeeemmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm.

Le signe est reprsent sur le bit de poids fort s, + est reprsent par 0 et par 1.

Lexposant est cod sur les 8 bits e. On code en binaire la valeur n + 127.

La mantisse est code sur les 23 bits de poids faibles m.

Remarques :

1. Les exposants 00000000 et 11111111 sont interdits :

lexposant 00000000 signifie que le nombre est dnormalis ;

lexposant 11111111 indique que lon na pas affaire un nombre ( note cette configuration

NaN, Not a Number, et on lutilise pour signaler des erreurs de calculs, comme par exemple une

division par 0).

Les plus petit exposant est donc -126, et le plus grand +127.

2. Organisation de la mmoire :

On appelle mmoire tout composant lectronique capable de stocker temporairement

des donnes. La mmoire est divise en emplacements de taille fixe (par exemple 8 bits) utiliss

pour stocker instructions et donnes. En principe, la taille dun emplacement mmoire pourrait

tre quelconque ; en fait, la plupart des ordinateurs en service aujourdhui utilisent des

emplacements mmoire dun octet (byte en anglais, soit 8 bits, unit pratique pour coder un

caractre par exemple).

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1.1 Structure de la mmoire principale:

Dans une mmoire de taille N, on a N emplacements mmoires, numrots de 0 N-1.

Chaque emplacement est repr par son numro, appel adresse. Ladresse est le plus souvent

crite en hexadcimal. La capacit (taille) de la mmoire est le nombre demplacements, exprim

en gnral en kilo-octets ou en mga - octets, voire davantage.

Rappelons que le kilo informatique vaut 1024 et non 1000 (2 10 = 1024 1000). Voici les

multiples les plus utiliss :

1 K (Kilo) 2 10 = 1024. 1 M (Mga) 2 20 = 1048 576. 1 G (Giga) 2 30 = 1 073 741 824. 1 T (Tra) 2 40 = 1 099 511 627 776.

1.2 Squence damorage (POST):

La squence de dmarrage c'est toutes les tapes qui vont tre excutes ds le moment ou

vous allez dmarrer votre ordinateur. Il y a plusieurs lments qui entrent en jeu durant cette

squence. A quoi sert de connatre cette squence ? Tout simplement en cas de problme, mieux

identifier celui-ci et mieux le rsoudre. Et aussi bien entendu mieux connatre votre ordinateur.

Pour commencer, ds le moment o vous allez appuyer sur le bouton de mise sous tension de

votre PC, une impulsion lectrique va tre envoye l'alimentation depuis la carte mre. Laquelle

va ensuite produire du courant, courant qui va allumer le Bios.

9 Le BIOS Le BIOS s'occupe de tester et d'initialiser tous les matriels. On appelle aussi cette partie la

squence POST (Power On Self Test) ou encore squence prboot. C'est la squence durant

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laquelle tous les composants vont tre tests de mme que leur compatibilit. Si la squence POST

ne passe pas, le systme n'ira pas plus loin et votre OS ne sera pas lanc. Il va commencer par

contrler le bus systme et va vrifier ensuite tous les connecteurs d'extension.

Il va continuer en vrifiant la mmoire de la carte graphique et les signaux commandant

l'affichage. Ensuite, il va interroger le BIOS de la carte vido et ajouter son code de

reconnaissance. C'est partir de ce moment-l que les premiers affichages arrivent l'cran. Il va

tester la RAM, pour cela, il tente une criture sur chaque zone mmoire et tente de lire ensuite

pour les comparer ce qu'il a crit. Il vrifie si le clavier et la souris sont bien connects.

Ensuite, il envoie des signaux tous les priphriques de stockage (disquette, cd, HDD, USB, #)

pour dfinir quels sont les diffrents lecteurs. Tous les rsultats sont compars sur le CMOS, ce

qui permet au BIOS de savoir si la configuration matrielle a chang depuis le dernier dmarrage

ou pas. Ensuite, il intgre les identifiants de tous les composants ayant un BIOS.

Ensuite, les tests matriels valids, il va tenter d'amorcer en mmoire le secteur d'amorce principal

du disque dur aussi appel MBR.

Il y a pas mal d'erreurs qui peuvent se produire durant cette phase, elles sont le plus souvent

d'ordre matriel, par exemple une barrette de mal branche ou un composant manquant ou encore

une incompatibilit entre 2 matriels.

Ces erreurs sont indpendantes du systme d'exploitation.

9 Le MBR Le MBR (Master Boot Record) ou table de partition en franais, permet de trouver la partition

active du disque.

Une fois que cette partition est identifie, le MBR va charger le secteur de boot correspondant

et transfrer ensuite l'excution ce dernier.

Les erreurs pouvant arriver ce stade du dmarrage sont souvent d'ordre de stockage. C'est--dire

qu'il peut y avoir plusieurs partitions actives, ou aucun support de stockage valable. Ou alors, il

peut arriver que la table de partition soit altre.

9 Le secteur de boot Une fois que le MBR lui a donn la main, le secteur de boot va charger les 15 secteurs qui le

suivent sur le disque et va ensuite transfrer le contrle un programme prsent sur ces secteurs.

Ces 15 premiers secteurs sont appels " Boostrap Code " et s'occupent de localiser puis de

transfrer l'excution au fichier NTLDR.

Les erreurs qui peuvent arriver ce niveau sont encore une fois surtout des problmes hardware.

C'est--dire que par exemple un des secteurs qu'il doit charger est manquant. Ou alors que le

disque sur lequel on dmarre n'a pas de NTLDR, donc on ne peut pas booter dessus. Ou alors, il

peut arriver qu'il y aie un problme avec le fichier NTLDR.

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9 NTLDR On va maintenant passer sur le NTLDR, qui marque cette fois la premire partie de l'excution

de Windows. C'est le chargeur d'amorage de Windows. C'est lui qui va savoir quels windows

sont installs et lequel il faut lancer. Il commence par charger les pilotes du systme de fichier

appropri. Ensuite, en fonction du fichier Boot.ini, il va dfinir quels sont les systmes

d'exploitations qu'il peut lancer et s'il y en a plusieurs, il va les afficher l'cran et demander

l'utilisateur d'en choisir un. Il charge le programme NTDETECT qui va ensuite dtecter le matriel

du pc. Il charge plusieurs dll qui vont permettre d'effectuer la suite du travail. Il charge la majorit

de la base de registre (le reste tant charg plus tard par le systme d'exploitation). Et enfin, il

donne le contrle NTOSKRNL.exe.

Les problmes qui peuvent arriver ici sont surtout des problmes lis aux fichiers qui doivent tre

lancs, par exemple un fichier qui manque ou alors un problme d'accs un des fichiers.

9 NTOSKRNL.exe Nous voil la fin de la squence de dmarrage du PC, cette fois, le noyau NT va se lancer

dfinitivement et va charger le programme de logon et nous allons nous retrouver sur notre bon

vieux Windows.

1.3 Le systme dexploitation :

9 Les buts dun systme dexploitation Le systme dexploitation est un logiciel offrant :

une interface adapte aux besoins des usagers. une interface relativement indpendant de la machine. une gestion optimale des ressources physiques. un contrle des usagers.

9 Interface adapt aux besoins des usagers Suivant quoi est destine la machine le systme dexploitation offre des outils adapts

aux utilisateurs :

Des outils de dveloppement Ou une gestion de donnes Ou des possibilits tendues de connexions des appareils externes Etc...

9 Interface relativement indpendant de la machine Par lutilisation de langages symboliques volus.

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Par la manipulation de ressources logiques au niveau usager, la correspondance ressource logique, ressource physique tant assure par le systme .

Eventuellement par la ralisation de systmes standard prsentant la mme machine logique quelle que soit la machine physique.

9 Gestion optimale des usagers Par le partage des ressources entre les usagers dun systme Par lutilisation du paralllisme possible de fonctionnement au niveau matriel Par la rcupration des erreurs

II. Caractrisation des lments constituants les ordinateurs : 1. Prsentation de lordinateur :

La comprhension du vocabulaire informatique reprsente gnralement la principale

difficult laquelle se heurtent les acheteurs potentiels d'ordinateurs personnels. En effet,

contrairement un tlviseur, pour lequel les critres de choix sont assez limits, le choix d'un

ordinateur revient choisir chaque lment qui le compose et en connatre les caractristiques.

Ce dossier n'a pas pour but de donner un sens toutes les abrviations informatiques (dans la

mesure o de nombreux constructeurs ont leurs propres terminologies), mais il cherche aider

mieux comprendre les principaux composants d'un ordinateur, d'en expliquer le fonctionnement et

d'en donner les principales caractristiques.

Toute machine capable de manipuler des informations binaires peut tre qualifie

d'ordinateur, toutefois le terme ordinateur est parfois confondu avec la notion d'ordinateur

personnel (PC, abrviation de personal computer), le type d'ordinateur le plus prsent sur le

march

2. Constitution de lordinateur :

Un ordinateur est un ensemble de composants lectroniques modulaires, c'est--dire des

composants pouvant tre remplacs par d'autres composants ayant ventuellement des

caractristiques diffrentes, capables de faire fonctionner des programmes informatiques. On parle

ainsi de hardware pour dsigner l'ensemble des lments matriels de l'ordinateur et de

software pour dsigner la partie logicielle.

Les composants matriels de l'ordinateur sont architecturs autour d'une carte principale

comportant quelques circuits intgrs et beaucoup de composants lectroniques tels que

condensateurs, rsistances, etc. Tous ces composants sont souds sur la carte et sont relis par les

26

connexions du circuit imprim et par un grand nombre de connecteurs : cette carte est appele

carte mre.

La carte mre est loge dans un botier (ou chssis), comportant des emplacements pour les

priphriques de stockage sur la face avant, ainsi que des boutons permettant de contrler la mise

sous tension de l'ordinateur et un certain nombre de voyants permettant de vrifier l'tat de marche

de l'appareil et l'activit des disques durs. Sur la face arrire, le botier prsente des ouvertures en

vis--vis des cartes d'extension et des interfaces d'entre-sortie connectes sur la carte mre.

Enfin, le botier hberge un bloc d'alimentation lectrique (appel communment

alimentation), charg de fournir un courant lectrique stable et continu l'ensemble des lments

constitutifs de l'ordinateur. L'alimentation sert donc convertir le courant alternatif du rseau

lectrique (220 ou 110 Volts) en une tension continue de 5 Volts pour les composants de

l'ordinateur et de 12 volts pour certains priphriques internes (disques, lecteurs de CD-ROM, ...).

Le bloc d'alimentation est caractris par sa puissance, qui conditionne le nombre de priphriques

que l'ordinateur est capable d'alimenter. La puissance du bloc d'alimentation est gnralement

comprise entre 200 et 450 Watts.

On appelle unit centrale , l'ensemble compos du botier et des lments qu'il

contient. Les lments externes l'unit centrale sont appels priphriques.

L'unit centrale doit tre connecte un ensemble de priphriques externes. Un ordinateur

est gnralement compos au minimum d'une unit centrale, d'un cran (moniteur), d'un clavier et

d'une souris, mais il est possible de connecter une grande diversit de priphriques sur les

interfaces d'entre-sortie.

27

Architecture schmatique dun ordinateur

Le processeur est divis en deux parties, lunit de commande et lunit de traitement : lunit de commande est responsable de la lecture en mmoire et du dcodage des

instructions ;

lunit de traitement, aussi appele Unit Arithmtique et Logique (U.A.L.), excute les instructions qui manipulent les donnes .Mmoire centrale : unit

servant stocker les programmes et les donnes.

Mmoire principale : unit servant stocker les programmes et les donnes. Priphriques dEntre/Sortie : units de communication avec lextrieur. Bus : groupement de fils permettant le transit des informations (Artre centrale de communication).

3. Prsentation de la carte mre

L'lment constitutif principal de l'ordinateur est la carte mre (en anglais mainboard

ou motherboard). La carte mre est le socle permettant la connexion de l'ensemble des lments

essentiels de l'ordinateur. La carte mre est une carte matresse, prenant la forme d'un grand circuit

28

imprim possdant notamment des connecteurs pour les cartes d'extension, les barrettes de

mmoires, le processeur, etc.

3.1 Les diffrents composants de la carte mre :

La carte mre contient un certain nombre d'lments embarqus, c'est--dire intgrs sur son

circuit imprim :

Le chipset, circuit qui contrle la majorit des ressources (interface de bus du processeur, mmoire cache et mmoire vive, slots d'extension,...),

L'horloge et la pile du CMOS,

Le BIOS,

Le bus systme et les bus d'extension.

carte rseau intgre ;

carte graphique intgre ;

29

carte son intgre ;

contrleurs de disques durs volus.

9 Le chipset :

Le chipset (traduisez jeu de composants ou jeu de circuits) est un circuit lectronique

charg de coordonner les changes de donnes entre les divers composants de l'ordinateur

(processeur, mmoire; ...). Dans la mesure o le chipset est intgr la carte mre, il est important

de choisir une carte mre intgrant un chipset rcent afin de maximiser les possibilits

d'volutivit de l'ordinateur.

Certains chipsets intgrent parfois une puce graphique ou une puce audio, ce qui signifie qu'il

n'est pas ncessaire d'installer une carte graphique ou une carte son. Il est toutefois parfois

conseill de les dsactiver (lorsque cela est possible) dans le setup du BIOS et d'installer des cartes

d'extension de qualit dans les emplacements prvus cet effet.

9 L'horloge et la pile du CMOS :

L'horloge temps rel (note RTC, pour Real Time Clock) est un circuit charg de la

synchronisation des signaux du systme. Elle est constitue d'un cristal qui, en vibrant, donne des

impulsions (appels tops d'horloge) afin de cadencer le systme. On appelle frquence de

l'horloge (exprime en MHz) le nombre de vibrations du cristal par seconde, c'est--dire le nombre

de tops d'horloge mis par seconde. Plus la frquence est leve, plus le systme peut traiter

d'informations.

Lorsque l'ordinateur est mis hors tension, l'alimentation cesse de fournir du courant la

carte mre. Or, lorsque l'ordinateur est rebranch, le systme est toujours l'heure. Un circuit

lectronique, appel CMOS (Complementary Metal-Oxyde Semiconductor, parfois appel BIOS

CMOS), conserve en effet certaines informations sur le systme, telles que l'heure, la date systme

et quelques paramtres essentiels du systme.

Le CMOS est continuellement aliment par une pile (au format pile bouton) ou une batterie

situe sur la carte mre. Ainsi, les informations sur le matriel install dans l'ordinateur (comme

par exemple le nombre de pistes, de secteurs de chaque disque dur) sont conserves dans le

CMOS. Dans la mesure o le CMOS est une mmoire lente, certains systmes recopient parfois le

contenu du CMOS dans la RAM (mmoire rapide), le terme de memory shadow est employ

pour dcrire ce processus de copie en mmoire vive.

30

9 Le BIOS :

Le BIOS (Basic Input/Output System) est le programme basique servant d'interface entre le

systme d'exploitation et la carte mre. Le BIOS est stock dans une ROM (mmoire morte, c'est-

-dire une mmoire en lecture seule), ainsi il utilise les donnes contenues dans le CMOS pour

connatre la configuration matrielle du systme.

Il est possible de configurer le BIOS grce une interface (nomme BIOS setup, traduisez

configuration du BIOS) accessible au dmarrage de l'ordinateur par simple pression d'une touche.

9 Le support de processeur :

Le processeur (aussi appel microprocesseur) est le cerveau de l'ordinateur. Il excute les

instructions des programmes grce un jeu d'instructions. Le processeur est caractris par sa

frquence, c'est--dire la cadence laquelle il excute les instructions. Ainsi, un processeur

cadenc 800 MHz effectuera grossirement 800 millions d'oprations par seconde.

La carte mre possde un emplacement (parfois plusieurs dans le cas de cartes mres multi-

processeurs) pour accueillir le processeur, appel support de processeur. On distingue deux

catgories de supports :

Slot (en franais fente) : il s'agit d'un connecteur rectangulaire dans lequel on enfiche le processeur verticalement

Socket (en franais embase) : il s'agit d'un connecteur carr possdant un grand nombre de petits connecteurs sur lequel le processeur vient directement s'enficher

Au sein de ces deux grandes familles, il existe des versions diffrentes du support, selon le type de

processeur. Il est essentiel, quel que soit le support, de brancher dlicatement le processeur afin de

ne tordre aucune de ses broches (il en compte plusieurs centaines). Afin de faciliter son insertion,

un support appel ZIF (Zero Insertion Force, traduisez force d'insertion nulle) a t cr. Les

supports ZIF possdent une petite manette, qui, lorsqu'elle est leve, permet l'insertion du

processeur sans aucune pression et, lorsqu'elle est rabaisse, maintient le processeur sur son

support.

Le processeur possde gnralement un dtrompeur, matrialis par un coin tronqu ou

une marque de couleur, devant tre align avec la marque correspondante sur le support.

31

Dans la mesure o le processeur rayonne thermiquement, il est ncessaire d'en dissiper la chaleur

pour viter que ses circuits ne fondent. C'est la raison pour laquelle il est gnralement surmont

d'un dissipateur thermique (appel parfois refroidisseur ou radiateur), compos d'un mtal ayant

une bonne conduction thermique (cuivre ou aluminium), charg d'augmenter la surface d'change

thermique du microprocesseur. Le dissipateur thermique comporte une base en contact avec le

processeur et des ailettes afin d'augmenter la surface d'change thermique. Un ventilateur

accompagne gnralement le dissipateur pour amliorer la circulation de l'air autour du dissipateur

et amliorer l'change de chaleur. Le terme "ventirad" est ainsi parfois utilis pour dsigner

l'ensemble Ventilateur + Radiateur. C'est le ventilateur du botier qui est charg d'extraire l'air

chaud du botier et permettre l'air frais provenant de l'extrieur d'y entrer.

9 Les connecteurs de mmoire vive :

La mmoire vive (RAM pour Random Access Memory) permet de stocker des informations

pendant tout le temps de fonctionnement de l'ordinateur, son contenu est par contre dtruit ds lors

que l'ordinateur est teint ou redmarr, contrairement une mmoire de masse telle que le disque

dur, capable de garder les informations mme lorsqu'il est hors tension. On parle de volatilit

pour dsigner ce phnomne.

Pourquoi alors utiliser de la mmoire vive alors que les disques durs reviennent moins

chers capacit gale ? La rponse est que la mmoire vive est extrmement rapide par

comparaison aux priphriques de stockage de masse tels que le disque dur. Elle possde en effet

un temps de rponse de l'ordre de quelques dizaines de nanosecondes (environ 70 pour la DRAM,

60 pour la RAM EDO, et 10 pour la SDRAM voire 6 ns sur les SDRam DDR) contre quelques

millisecondes pour le disque dur.

La mmoire vive se prsente sous la forme de barrettes qui se branchent sur les connecteurs de la

carte mre.

32

9 Les connecteurs d'extension :

Les connecteurs d'extension (en anglais slots) sont des rceptacles dans lesquels il est

possible d'insrer des cartes d'extension, c'est--dire des cartes offrant de nouvelles fonctionnalits

ou de meilleures performances l'ordinateur. Il existe plusieurs sortes de connecteurs :

Connecteur ISA (Industry Standard Architecture) : permettant de connecter des cartes ISA, les plus lentes fonctionnant en 16-bit

Connecteur VLB (Vesa Local Bus): Bus servant autrefois connecter des cartes graphiques

Connecteur PCI (Peripheral Component InterConnect) : permettant de connecter des cartes PCI, beaucoup plus rapides que les cartes ISA et fonctionnant en 32-bit

Connecteur AGP (Accelerated Graphic Port): un connecteur rapide pour carte graphique.

Connecteur PCI Express (Peripheral Component InterConnect Exress) : architecture de bus plus rapide que les bus AGP et PCI.

Connecteur AMR (Audio Modem Riser): ce type de connecteur permet de brancher des mini-cartes sur les PC en tant quips

9 Les connecteurs d'entre-sortie :

La carte mre possde un certain nombre de connecteurs d'entres-sorties regroups sur le

panneau arrire .

33

La plupart des cartes mres proposent les connecteurs suivants :

Port srie, permettant de connecter de vieux priphriques ;

Port parallle, permettant notamment de connecter de vieilles imprimantes ;

Ports USB (1.1, bas dbit, ou 2.0, haut dbit), permettant de connecter des priphriques plus rcents

Connecteur RJ45 (appels LAN ou port ethernet) permettant de connecter l'ordinateur un rseau. Il correspond une carte rseau intgre la carte mre ;

Connecteur VGA (appel SUB-D15), permettant de connecter un cran. Ce connecteur correspond la carte graphique intgre ;

Prises audio (entre Line-In, sortie Line-Out et microphone), permettant de connecter des enceintes acoustiques ou une chane hi fi, ainsi qu'un microphone. Ce connecteur

correspond la carte son intgre.

4. Le microprocesseur: 4.1 Prsentation:

Le processeur (CPU, pour Central Processing Unit, soit Unit Centrale de Traitement) est

le cerveau de l'ordinateur. Il permet de manipuler des informations numriques, c'est--dire des

informations codes sous forme binaire, et d'excuter les instructions stockes en mmoire.

Le premier microprocesseur (Intel 4004) a t invent en 1971. Il s'agissait d'une unit de calcul

de 4 bits, cadenc 108 kHz. Depuis, la puissance des microprocesseurs augmente

exponentiellement. Quels sont donc ces petits morceaux de silicium qui dirigent nos ordinateurs?

4.2 Fonctionnement

Le processeur (not CPU, pour Central Processing Unit) est un circuit lectronique

cadenc au rythme d'une horloge interne, grce un cristal de quartz qui, soumis un courant

lectrique, envoie des impulsions, appeles top . La frquence d'horloge (appele galement

34

cycle, correspondant au nombre d'impulsions par seconde, s'exprime en Hertz (Hz). Ainsi, un

ordinateur 200 MHz possde une horloge envoyant 200 000 000 de battements par seconde. La

frquence d'horloge est gnralement un multiple de la frquence du systme (FSB, Front-Side

Bus), c'est--dire un multiple de la frquence de la carte mre

A chaque top d'horloge le processeur excute une action, correspondant une instruction

ou une partie d'instruction. L'indicateur appel CPI (Cycles Par Instruction) permet de reprsenter

le nombre moyen de cycles dhorloge ncessaire lexcution dune instruction sur un

microprocesseur. La puissance du processeur peut ainsi tre caractrise par le nombre

d'instructions qu'il est capable de traiter par seconde. L'unit utilise est le MIPS (Millions

d'Instructions Par Seconde) correspondant la frquence du processeur que divise le CPI.

4.3 Instruction :

Une instruction est l'opration lmentaire que le processeur peut accomplir. Les instructions

sont stockes dans la mmoire principale, en vue d'tre traite par le processeur. Une instruction

est compose de deux champs:

le code opration, reprsentant l'action que le processeur doit accomplir ;

le code oprande, dfinissant les paramtres de l'action. Le code oprande dpend de l'opration. Il peut s'agir d'une donne ou bien d'une adresse mmoire.

Code opration Champ oprande

Le nombre d'octets d'une instruction est variable selon le type de donne (l'ordre de grandeur est

de 1 4 octets).

Les instructions peuvent tre classes en catgories dont les principales sont :

Accs la mmoire : des accs la mmoire ou transferts de donnes entre registres.

Oprations arithmtiques : oprations telles que les additions, soustractions, divisions ou multiplication.

Oprations logiques : oprations ET, OU, NON, NON exclusif, etc.

Contrle : contrles de squence, branchements conditionnels, etc.

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4.4 Registres :

Lorsque le processeur excute des instructions, les donnes sont temporairement stockes

dans de petites mmoires rapides de 8, 16, 32 ou 64 bits que l'on appelle registres. Suivant le type

de processeur le nombre global de registres peut varier d'une dizaine plusieurs centaines.

Les registres principaux sont:

le registre accumulateur (ACC), stockant les rsultats des oprations arithmtiques et logiques ;

le registre d'tat (PSW, Processor Status Word), permettant de stocker des indicateurs sur l'tat du systme (retenue, dpassement, etc.) ;

le registre instruction (RI), contenant l'instruction en cours de traitement ;

le compteur ordinal (CO ou PC pour Program Counter), contenant l'adresse de la prochaine instruction traiter ;

le registre tampon, stockant temporairement une donne provenant de la mmoire.

4.5 Mmoire cache :

La mmoire cache (galement appele antmmoire ou mmoire tampon) est une mmoire

rapide permettant de rduire les dlais d'attente des informations stockes en mmoire vive. En

effet, la mmoire centrale de l'ordinateur possde une vitesse bien moins importante que le

processeur. Il existe nanmoins des mmoires beaucoup plus rapides, mais dont le cot est trs

lev. La solution consiste donc inclure ce type de mmoire rapide proximit du processeur et

d'y stocker temporairement les principales donnes devant tre traites par le processeur. Les

ordinateurs rcents possdent plusieurs niveaux de mmoire cache :

La mmoire cache de premier niveau (appele L1 Cache, pour Level 1 Cache) est directement intgre dans le processeur. Elle se subdivise en 2 parties :

o La premire est le cache d'instructions, qui contient les instructions issues de la mmoire vive dcodes lors de passage dans les pipelines.

o La seconde est le cache de donnes, qui contient des donnes issues de la mmoire vive et les donnes rcement utilises lors des oprations du processeur.

Les caches du premier niveau sont trs rapides d'accs. Leur dlai d'accs tend s'approcher de

celui des registres internes aux processeurs.

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La mmoire cache de second niveau (appele L2 Cache, pour Level 2 Cache) est situe au niveau du botier contenant le processeur (dans la puce). Le cache de second niveau

vient s'intercaler entre le processeur avec son cache interne et la mmoire vive. Il est plus

rapide d'accs que cette dernire mais moins rapide que le cache de premier niveau.

La mmoire cache de troisime niveau (appele L3 Cache, pour Level 3 Cache) est situe au niveau de la carte mre.

Tous ces niveaux de cache permettent de rduire les temps de latence des diffrentes mmoires

lors du traitement et du transfert des informations. Pendant que le processeur travaille, le

contrleur de cache de premier niveau peut s'interfacer avec celui de second niveau pour faire des

transferts d'informations sans bloquer le processeur. De mme, le cache de second niveau est

interfac avec celui de la mmoire vive (cache de troisime niveau), pour permettre des transferts

sans bloquer le fonctionnement normal du processeur.

4.6 Signaux de commande :

Les signaux de commande sont des signaux lectriques permettant d'orchestrer les

diffrentes units du processeur participant l'excution d'une instruction. Les signaux de

commandes sont distribus grce un lment appel squenceur. Le signal Read / Write, en

franais lecture / criture, permet par exemple de signaler la mmoire que le processeur dsire

lire ou crire une information.

4.7 Units fonctionnelles :

Le processeur est constitu d'un ensemble d'units fonctionnelles relies entre elles.

L'architecture d'un microprocesseur est trs variable d'une architecture une autre, cependant les

principaux lments d'un microprocesseur sont les suivants :

Une unit d'instruction (ou unit de commande, en anglais control unit) qui lit les donnes arrivant, les dcode puis les envoie l'unit d'excution ; L'unit d'instruction est

notamment constitue des lments suivants :

o squenceur (ou bloc logique de commande) charg de synchroniser l'excution des instructions au rythme d'une horloge. Il est ainsi charg de l'envoi des signaux de

commande ;

o compteur ordinal contenant l'adresse de l'instruction en cours ;

o registre d'instruction contenant l'instruction suivante.

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Une unit d'excution (ou unit de traitement), qui accomplit les tches que lui a donnes l'unit d'instruction. L'unit d'excution est notamment compose des lments suivants :

o L'unit arithmtique et logique (note UAL ou en anglais ALU pour Arithmetical and Logical Unit). L'UAL assure les fonctions basiques de calcul arithmtique et

les oprations logiques (ET, OU, Ou exclusif, etc.) ;

o L'unit de virgule flottante (note FPU, pour Floating Point Unit), qui accomplit les calculs complexes non entiers que ne peut raliser l'unit arithmtique et

logique.

o Le registre d'tat ;

o Le registre accumulateur.

Une unit de gestion des bus (ou unit d'entres-sorties), qui gre les flux d'informations entrant et sortant, en interface avec la mmoire vive du systme ;

4.8 Architecture dun processeur accumulateur :

La figure suivante reprsente larchitecture interne simplifie dun MPU accumulateur.

On y distingue lunit de commande, lUAL, et le dcodeur dinstructions, qui, partir du code de

linstruction lu en mmoire actionne la partie de lunit de commande ncessaire.

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Schma simplifi dun processeur.

Le processeur est reli lextrieur par les bus de donnes et dadresses, le signal dhorloge et les

signaux de com-mandes.

Les informations circulent lintrieur du processeur sur deux bus internes, lun pour les donnes,

lautre pour les instructions. On distingue les registres suivants :

ACC : Accumulateur ; RTUAL : Registre Tampon de lUAL, stocke temporairement lun des deux oprandes

dune instruction arithmtique (la valeur 5 dans lexemple donn plus haut) ;

Reg. dtat : stocke les indicateurs, que nous tudierons plus tard ; RI : Registre Instruction, contient le code de linstruction en cours dexcution (lu en

mmoire via le bus de donnes) ;

IP : Instruction Pointer ou Compteur de Programme, contient ladresse de lemplace-ment mmoire o se situe la prochaine instruction excuter ;

RTA : Registre Tampon dAdresse, utilis pour accder une donne en mmoire.

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Les signaux de commandes permettent au processeur de communiquer avec les autres circuits de

lordinateur. On trouve en particulier le signal R/W (Read/Write), qui est utilis pour indiquer la

mmoire principale si lon effectue un accs en lecture ou en criture.

Liaisons Processeur-Mmoire : les bus

Connexions Processeur-Mmoire : bus de donnes, bus dadresse et signal lecture/criture.

Les informations changes entre la mmoire et le processeur circulent sur des bus.

Un bus est simplement un ensemble de n fils conducteurs, utiliss pour transporter n signaux

binaires.

Le bus dadresse est un bus unidirectionnel : seul le processeur envoie des adresses. Il est compos

de a fils ; on utilise donc des adresses de a bits.

Le bus de donnes est un bus bidirectionnel. Lors dune lecture, cest la mmoire qui envoie un

mot sur le bus (le contenu de lemplacement demand) ; lors dune criture, cest le processeur qui

envoie la donne.

4.9 Architecture CISC :

L'architecture CISC (Complex Instruction Set Computer, soit ordinateur jeu

d'instruction complexe ) consiste cbler dans le processeur des instructions complexes,

difficiles crer partir des instructions de base.

L'architecture CISC est utilise en particulier par les processeurs de type 80x86. Ce type

d'architecture possde un cot lev d aux fonctions volues imprimes sur le silicium.

40

D'autre part, les instructions sont de longueurs variables et peuvent parfois ncessiter plus d'un

cycle d'horloge. Or, un processeur bas sur l'architecture CISC ne peut trater qu'une instruction

la fois, d'o un temps d'excution consquent.

4.10 Architecture RISC :

Un processeur utilisant la technologie RISC (Reduced Instruction Set Computer, soit

ordinateur jeu d'instructions rduit ) n'a pas de fonctions volues cbles.

Les programmes doivent ainsi tre traduits en instructions simples, ce qui entrane un

dveloppement plus difficile et/ou un compilateur plus puissant. Une telle architecture possde un

cot de fabrication rduit par rapport aux processeurs CISC. De plus, les instructions, simples par

nature, sont excutes en un seul cycle d'horloge, ce qui rend l'excution des programmes plus

rapide qu'avec des processeurs bass sur une architecture CISC. Enfin, de tels processeurs sont

capables de trater plusieurs instructions simultanment en les traitant en parallle.

4.11 Amliorations technologiques

Au cours des annes, les constructeurs de microprocesseurs (appels fondeurs), ont mis au

point un certain nombre d'amliorations permettant d'optimiser le fonctionnement du processeur.

4.12 Le paralllisme

Le paralllisme consiste excuter simultanment, sur des processeurs diffrents, des

instructions relatives un mme programme. Cela se traduit par le dcoupage d'un programme en

plusieurs processus traits en parallle afin de gagner en temps d'excution.

Ce type de technologie ncessite toutefois une synchronisation et une communication entre les

diffrents processus, la manire du dcoupage des tches dans une entreprise : le travail est

divis en petits processus distincts, traits par des services diffrents. Le fonctionnement d'une

telle entreprise peut tre trs perturb lorsque la communication entre les services ne fonctionne

pas correctement.

4.13 Le pipeline :

Le pipeline (ou pipelining) est une technologie visant permettre une plus grande vitesse

d'excution des instructions en paralllisant des tapes.

Pour comprendre le mcanisme du pipeline, il est ncessaire au pralable de comprendre les

phases d'excution d'une instruction. Les phases d'excution d'une instruction pour un processeur

contenant un pipeline classique 5 tages sont les suivantes :

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LI : (Lecture de l'Instruction (en anglais FETCH instruction) depuis le cache ;

DI : Dcodage de l'Instruction (DECODe instruction) et recherche des oprandes (Registre ou valeurs immdiate);

EX : Excution de l'Instruction (EXECute instruction) (si ADD, on fait la somme, si SUB, on fait la soustraction, etc.);

MEM : Accs mmoire (MEMory access), criture dans la mmoire si ncssaire ou chargement depuis la mmoire ;

ER : Ecriture (Write instruction) de la valeur calcule dans les registres.

Les instructions sont organises en file d'attente dans la mmoire, et sont charges les unes aprs

les autres.

Grce au pipeline, le traitement des instructions ncessite au maximum les cinq tapes

prcdentes. Dans la mesure o l'ordre de ces tapes est invariable (LI, DI, EX, MEM et ER), il

est possible de crer dans le processeur un certain nombre de circuits spcialiss pour chacune de

ces phases.

L'objectif du pipeline est d'tre capable de raliser chaque tape en parallle avec les tape amont

et aval, c'est--dire de pouvoir lire une instruction (LI) lorsque la prcdente est en cours de

dcodage (DI), que celle d'avant est en cours d'excution (EX), que celle situe encore

prcdemment accde la mmoire (MEM) et enfin que la dernire est en cours d'criture dans les

registres (ER).

Il faut compter en gnralement 1 2 cycle d'horloges (rarement plus) pour chaque phase du

pipeline, soit 10 cycles d'horloges maximum par instruction. Pour deux instructions, 12 cycles

d'horloge maximum seront ncessaires (10+2=12 au lieu de 10*2=20), car la prcdente

instruction tait dj dans le pipeline. Les deux instructions sont donc en traitement dans le

processeur, avec un dcalage d'un ou deux cycles d'horloge). Pour 3 instructions, 14 cycles

d'horloges seront ainsi ncessaires, etc.

42

Le principe du pipeline est ainsi comparable avec une chane de production de voitures. La voiture

passe d'un poste de travail un autre en traversant l'entrept et sort compltement mont la sortie

du btiment. Pour bien comprendre le principe, il est ncessaire de regarder la chace dans son

ensemble, et non pas vhicule par vhicule. Il faut ainsi 3 heures pour faire une voiture, mais

pourtant une voiture est produite toute les minutes !

Il faut noter toutefois qu'il existe diffrents types de pipelines, de 2 40 tages, mais le principe

reste le mme.

4.14 Technologie superscalaire :

La technologie superscalaire (en anglais superscaling) consiste disposer plusieurs units

de traitement en parallle afin de pouvoir traiter plusieurs instructions par cycle.

4.15 HyperThreading:

La technologie HyperThreading (ou Hyper-Threading, not HT, traduisez HyperFlots ou

HyperFlux) consiste dfinir deux processeurs logiques au sein d'un processeur physique. Ainsi,

le systme reconnat deux processeurs physiques et se comporte en systme multitche en

envoyant deux thrads simultans, on parle alors de SMT (Simultaneous Multi Threading). Cette

supercherie permet d'utiliser au mieux les ressources du processeur en garantissant que des

donnes lui sont envoyes en masse.

5. Les bus du pc : Nous avons dans les chapitres prcdents dcrits de faon simplifie les bus reliant le

processeur la mmoire principale. Nous avons distingu le bus dadresse, le bus dedonnes et le

bus de commandes (signaux de commandes type R/W).

En fait, la plupart des changes dinformations dans lordinateur se font sur des bus : connexions

processeur/mmoire, mais aussi connexions entre le processeur et les interfaces dentres sorties.

Il existe une grande varit de bus ; chacun est caractris par sa largeur (nombre de bits) et sa

frquence (nombre de cycles par secondes, en Mga-Hertz).

5.1 Bus local

Le bus local est le bus le plus rapide, sur lequel sont directement connects le processeur et

la mmoire principale. Il regroupe un bus de donnes un bus dadresse et de signaux de

commandes Le bus local est aussi reli aux contrleurs des bus dextensions, et parfois des

contrleurs de mmoire cache.

43

5.2 Bus dextension du PC

Les bus dextensions (ou bus dentrs/sorties) permettent de connecter au PC des

contrleurs dextensions (cartes) grce des connecteurs spciaux (slots sur la cartemre).

Les contrleurs dextensions sont utiliss pour relier le PC aux priphriques dentres/ sorties.

Depuis lapparition du PC au dbut des anns 80, plusieurs standards de bus dextension ont ts

proposs : ISA, MCA, EISA...

Bus local et bus dextension type ISA.

* Le bus ISA

Le bus dextension ISA (Industry Standard Architecture) est le plus rpandu sur PC. De

frquence relativement basse et de caractristiques peu puissantes, il est utilis pour connecter des

cartes relativement lentes (modems, cartes sons, ...).

Les principales caractristiques du bus ISA (PC-AT) sont : 16 bits de donnes, 24 bits dadresse,

16 lignes dinterruption, frquence 8 MHz.

5.3 Bus local PCI

Les priphriques dentres/sorties modernes demandent des transferts dinformation

trs importants entre la mmoire principale (MP) et le contrleur. Par exemple, une carte

graphique SVGA rcente possde une mmoire vido de 1 8 Mo, et met en oeuvre des transferts

entre cette mmoire et la MP 60 Mo/s.

Pour permettre de tels dbits, il est ncessaire de connecter le contrleur de priphrique

directement sur le bus local. Le contrleur bnficie ainsi du haut dbit de ce bus ; de plus, il peut

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en prendre le contrle pour effectuer des transferts directement avec la MP sans passer par le

processeur.

Le premier bus PC bas sur ces principes a t le bus VLB (VESA Local Bus), qui est

actuellement remplac par le bus PCI (Peripheral Component Interface).

Le bus PCI quipe la grande majorit des PC rcents. Notons quil nest pas rserv au

processeurs INTEL, puisquil est aussi utilis sur les Macintosh base de processeurs PowerPC.

Le principe du bus PCI est justement de dissocier le processeur et les bus. Cette sparation permet

dutiliser une frquence de bus diffrente de celle du processeur et facilite lvolution des

machines.

Les caractristiques du bus PCI sont : 32 ou 64 bits de donnes, 32 bits dadresse, frquence de 33

MHz. Il permet de dbits de 132 Mo/s en 32 bits, ou 264 Mo/s en 64 bits.

PC avec bus PCI.

Le contrleur PCI est la plupart du temps intgr sur la carte mre (il sagit dun circuit intgr

complexe dont les performances sont cruciales pour celles du PC).

Les connecteurs (slot) PCI sont rservs aux priphriques demandant de hauts dbits : cartes

vido, contrleurs SCSI, cartes rseaux haut dbit.

45

5.4 Bus de priphriques :

Ces bus permettent de relier une interface (contrleur) de lordinateur un ou plusieurs

priphriques (gnralement lextrieur de lordinateur).

Bus SCSI Le bus SCSI (Small Computer System Interface) est un bus dentres/sorties parallles qui

nest pas limit aux ordinateurs PC, ni mme aux micro-ordinateurs. Il permet de connecter de 1

7 priphriques de toutes natures (Disques durs, lecteurs CD/ROM, digitaliseurs (scanners),

lecteurs de bandes (streamers), ...).

La version SCSI 1 permet un taux de transfert de 4 Mo/s (largeur 8 bits). La version

SCSI 2 permet dobtenir jusqu'a 40 Mo/s en 32 bits.

Le bus SCSI quipe en standard tous les ordinateurs Apple Macintosh, et la grande

majorit des stations de travail. Sur PC, il faut installer une carte dinterface, connecte soit au bus

ISA soit au bus PCI suivant les performances dsires.

Bus PCMCIA Le bus PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) est un bus

dextension utilis sur les ordinateurs portables. Il permet la connexion de priphriques de taille

trs rduite (format carte bancaire, 3 10 mm dpaisseur, connecteur 68 broches).

6. Les entres/sorties sur PC :

Gnralits

Les donnes changes entre un priphrique et le processeur transitent par linterface (ou

contrleur) associ ce priphrique. Linterface possde de la mmoire tampon pour stocker les

donnes changes (suivant le type dinterface, cette mmoire tampon fait de 1 seul octet

quelques mga-octets).

Linterface stocke aussi des informations pour grer la communication avec le priphrique :

des informations de commande, pour dfinir le mode de fonctionnement de linterface :

sens de transfert (entre ou sortie), mode de transfert des donnes (par scrutation ou interruption),

etc. Ces informations de commandes sont communiques linterface lors de la phase

dinitialisation de celle-ci, avant le dbut du transfert.

des informations dtat, qui mmorisent la manire dont le transfert sest effectu (erreur

de transmission, rception dinformations, etc). Ces informations sont destines au processeur.

On accde aux donnes de chaque interface par le bias dun espace dadresses dentres/ sorties,

auquel on accde par les instructions IN et OUT du 80x86.

46

IN AL, adresse E/S lit loctet dadresse spcifie dans lespace dentres/sorties et le transfre

dans le registre AL.

OUT adresse E/S, AL crit le contenu de AL ladresse spcifie de lespace dentres/ sorties.

Lors de lexcution des instructions IN et OUT, le processeur met 1 sa borne IO/M et prsente

ladresse E/S sur le bus dadresse. Le signal IO/M indique aux circuits de dcodage dadresses

quil ne sagit pas dune adresse en mmoire principale, mais de ladresse dune interface

dentres/sorties.

6.1 Modes de transfert: Le transfert des donnes entre le processeur et linterface peut seffectuer de diffrentes

manires.

On distingue les transferts sans condition et les transferts avec condition au priphrique. Les

transferts sans condition sont les plus simples ; ils concernent les priphriques trs simples

(interrupteurs, voyants lumineux, ...) qui nont pas de registre dtat et sont toujours prts.

Les transferts avec condition sont plus complexes : avant denvoyer ou de recevoir des

informations, le processeur doit connaitre ltat du priphrique (par exemple, en rception sur une

liaison rseau, on doit savoir si un octet est arriv avant de demander la lecture de cet octet).

6.2 Linterface dentres/sorties sries asynchrones : Linterface entres/sorties sries quippe tous les PC et permet lchange dinformations

faible dbit avec un priphrique comme un modem, ou avec un autre PC,

sur des distances infrieures quelques dizaines de mtres.

Pourquoi une transmission srie ? Sur des distances suprieures quelques mtres, il est difficile de mettre en oeuvre

unetransmission en parallle : cot du cablage, mais surtout interfrences lectromagntiques entre

les fils provoquant des erreurs importantes. On utilise alors une liaison srie, avecun seul fil

portant linformation dans chaque sens.

Sur des distance suprieures quelques dizaines de mtres, on utilisera des modems aux

extrmits de la liaison et on passera par un support de transmission public (rseau tlphonique

ou lignes spcialises) (voir figure)

47

Diffrents types de transmissions pour relier simplement deux PC.

Principe de la transmission srie asynchrone En labscence de transmission, le niveau de la liaison est 1 (niveau de repos).

Les bits sont transmis les un aprs les autres, en commenant par le bit de poids faible b0. Le

premier bit est prcd dun bit start (niveau 0). Aprs le dernier bit, on peut transmettre un bit de

parit (voir cours de rseaux), puis un ou deux bits stop (niveau 1).

Chaque bit a une dure de D, qui fixe le dbit transmission. Le nombre de changements de

niveaux par seconde est appel rapidit de modulation (RM), et sexprime en Bauds (du nom de

Baudot, linventeur du code TELEX).

On a

Et aussi

48

Le rcepteur dtecte larrive dun octet par le changement de niveau correspondant au bit start. Il

chantillonne ensuite chaque intervalle de temps D au rythme de son horloge.

Comme les dbits binaires de transmission srie de ce type sont faibles (< 19600 bits/s) et que les

horloges de lmetteur et du rcepteurs sont suffisamment stables (horloges quartz), il nest pas

ncessaire de les synchroniser. Cest la raison pour laquelle ce type de transmission srie est

qualifi dasynchrone.

Linterface dE/S sries 8250 Le composant lectronique charg de la gestion des transmissions sries asynchrones dans les

PC est appel UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter).

Nous dcrivons dans ce cours le circuit Intel 8250.

Bornes de linterface

Bornes du circuit UART 8250.

Les bornes de linterface UART 8250 sont prsentes sur la figure Seules les bornes essentielles

la comprhension du fonctionnement de linterface sont reprsentes.

Normes RS-232 et V24

Ces normes spcifient les caractristiques mcaniques (les connecteurs), fonctionnelles (nature des

signaux) et lectriques (niveaux des signaux) dune liaison srie asynchrone avec un longueur

maximale de 15m et une rapidit de modulation maximum de 20kbauds.

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LEIA (Electrical Industry Association) a t lorigine aux USA de la norme RS- 232, dont la

dernire version est RS-232C. Le CCITT (Comit Consultatif International pour la Tlphonie et

la Tlgraphie) a repris cette norme quil a baptis V24.

Deux autres normes permettent des dbits plus levs et des distances plus importantes : RS-423

(666m, 300kbauds), et RS-422 (1333m, 10Mbauds).

La norme V24 utilise le connecteur DB25, de forme trapzodale 25 broches, reprsent

Figure

Connecteur DB25, avec les bornes correspondantes du circuit UART

8250.

Cble NULL-MODEM On peut connecter deux PC par leur interface srie. Si la distance est courte (< quelques

dizaines de mtres), il nest pas ncessaire dutiliser un modem. On utilise alors un cable Null-

Modem, qui croise certains signaux comme le montre la premire figure.

Lorsque les signaux de dialogues ne sont pas ncessaires, il suffit de croiser les signaux SIN et

SOUT, ce qui donne le cble Null Modem simplifi (3 fils) reprsent sur la deuxime figure.

50

Cable Null Modem complet.

Cable Null Modem complet.

7. Types de mmoires:

7.1 Mmoire vive:

La mmoire vive, gnralement appele RAM (Random Access Memory, traduisez

mmoire accs direct), est la mmoire principale du systme, c'est--dire qu'il s'agit d'un espace

permettant de stocker de manire temporaire des donnes lors de l'excution d'un programme.

En effet, contrairement au stockage de donnes sur une mmoire de masse telle que le disque dur,

la mmoire vive est volatile, c'est--dire qu'elle permet uniquement de stocker des donnes tant

qu'elle est alimente lectriquement. Ainsi, chaque fois que l'ordinateur est teint, toutes les

donnes prsentes en mmoire sont irrmdiablement effaces.

7.2 Mmoire morte:

La mmoire morte, appele ROM pour Read Only Memory (traduisez mmoire en lecture

seule) est un type de mmoire permettant de conserver les informations qui y sont contenues

mme lorsque la mmoire n'est plus alimente lectriquement. A la base ce type de mmoire ne

peut tre accde qu'en lecture. Toutefois il est dsormais possible d'enregistrer des informations

dans certaines mmoires de type ROM.

51

7.3 Mmoire flash:

La mmoire flash est un compromis entre les mmoires de type RAM et les mmoires

mortes. En effet, la mmoire Flash possde la non-volatilit des mmoires mortes tout en pouvant

facilement tre accessible en lecture ou en criture. En contrepartie les temps d'accs des

mmoires flash sont plus importants que ceux de la mmoire vive.

7.4 La mmoire vive

On distingue gnralement deux grandes catgories de mmoires vives :

Les mmoires dynamiques (DRAM, Dynamic Random Access Module), peu coteuses. Elles sont principalement utilises pour la mmoire centrale de l'ordinateur ;

Les mmoires statiques (SRAM, Static Random Access Module), rapides et onreuses. Les SRAM sont notamment utilises pour les mmoires cache du processeur ;

7.5 Fonctionnement de la mmoire vive :

La mmoire vive est constitue de centaines de milliers de petits condensateurs

emmagasinant des charges. Lorsqu'il est charg, l'tat logique du condensateur est gal 1, dans le

cas contraire il est 0, ce qui signifie que chaque condensateur reprsente un bit de la mmoire.

Etant donn que les condensateurs se dchargent, il faut constamment les recharger (le terme exact

est rafrachir, en anglais refresh) un intervalle de temps rgulier appel cycle de

rafrachissement. Les mmoires DRAM ncessitent par exemple des cycles de rafrachissement

est d'environ 15 nanosecondes (ns).

Chaque condensateur est coupl un transistor (de type MOS) permettant de rcuprer ou de

modifier l'tat du condensateur. Ces transistors sont rangs sous forme de tableau (matrice), c'est-

-dire que l'on accde une case mmoire (aussi appele point mmoire) par une ligne et une

colonne.

52

Chaque point mmoire est donc caractris par une adresse, correspondant un numro de ligne

(en anglais row) et un numro de colonne (en anglais column). Or cet accs n'est pas instantan et

s'effectue pendant un dlai appel temps de latence. Par consquent l'accs une donne en

mmoire dure un temps gal au temps de cycle auquel il faut ajouter le temps de latence.

Ainsi, pour une mmoire de type DRAM, le temps d'accs est de 60 nanosecondes (35ns

de dlai de cycle et 25 ns de temps de latence). Sur un ordinateur, le temps de cycle correspond

l'inverse de la frquence de l'horloge, par exemple pour un ordinateur cadenc 200 MHz, le

temps de cycle est de 5 ns (1/ (200*106)).

Par consquent un ordinateur ayant une frquence leve et utilisant des mmoires dont le

temps d'accs est beaucoup plus long que le temps de cycle du processeur doit effectuer des cycles

d'attente (en anglais wait state) pour accder la mmoire. Dans le cas d'un ordinateur cadenc

200 MHz utilisant des mmoires de types DRAM (dont le temps d'accs est de 60ns), il y a 11

cycles d'attente pour un cycle de transfert. Les performances de l'ordinateur sont d'autant

diminues qu'il y a de cycles d'attentes, il est donc conseill d'utiliser des mmoires plus rapides.

Formats de barrettes de mmoire vive :

Il existe de nombreux types de mmoires vives. Celles-ci se prsentent toutes sous la forme

de barrettes de mmoire enfichables sur la carte mre. Les premires mmoires se prsentaient

sous la forme de puces appeles DIP (Dual Inline Package). Dsormais les mmoires se trouvent

gnralement sous la forme de barrettes, c'est--dire des cartes enfichables dans des connecteurs

prvus cet effet. On distingue habituellement trois types de barrettes de RAM :

53

les barrettes au format SIMM (Single Inline Memory Module) : il s'agit de circuits imprims dont une des faces possde des puces de mmoire. Il existe deux types de

barrettes SIMM, selon le nombre de connecteurs :

Les barrettes SIMM 30 connecteurs (dont les dimensions sont 89x13mm) sont des mmoires 8 bits qui quipaient les premires gnrations de PC (286, 386).

Les barrettes SIMM 72 connecteurs (dont les dimensions sont 108x25mm) sont des mmoires capables de grer 32 bits de donnes simultanment. Ces mmoires

quipent des PC allant du 386DX aux premiers Pentium. Sur ces derniers le

processeur travaille avec un bus de donnes d'une largeur de 64 bits, c'est la raison

pour laquelle il faut absolument quiper ces ordinateurs de deux barrettes SIMM. Il

n'est pas possible d'installer des barrettes 30 broches sur des emplacements 72

connecteurs dans la mesure o un dtrompeur (encoche au centre des connecteurs)

en empche l'enfichage.

les barrettes au format DIMM (Dual Inline Memory Module) sont des mmoires 64 bits, ce qui explique pourquoi il n'est pas ncessaire de les apparier. Les barrettes DIMM

possdent des puces de mmoire de part et d'autre du circuit imprim et ont galement 84

connecteurs de chaque ct, ce qui les dote d'un total de 168 broches. En plus de leurs

dimensions plus grandes que les barrettes SIMM (130x25mm) ces barrettes possdent un

second dtrompeur pour viter la confusion.

Il peut tre intressant de noter que les connecteurs DIMM ont t amliors afin de

faciliter leur insertion grce des leviers situs de part et d'autre du connecteur.

54

Il existe en outre des modules de plus petite taille, appels SO DIMM (Small Outline

DIMM), destins aux ordinateurs portables. Les barrettes SO DIMM comportent

uniquement 144 broches pour les mmoires 64 bits et 77 pour les mmoires 32 bits.

les barrettes au format RIMM (Rambus Inline Memory Module, appeles galement RD-RAM ou DRD-RAM) sont des mmoires 64 bits dveloppe par la socit Rambus. Elles

possdent 184 broches. Ces barrettes possdent deux encoches de reprage (dtrompeurs),

vitant tout risque de confusion avec les modules prcdents.

Compte tenu de leur vitesse de transfert leve, les barrettes RIMM possdent un film

thermique charg d'amliorer la dissipation de la chaleur.

Comme dans le cas des DIMM, il existe des modules de plus petite taille, appels SO

RIMM (Small Outline RIMM), destins aux ordinateurs portables. Les barrettes SO RIMM

comportent uniquement 160 broches.

DRAM PM :

La DRAM (Dynamic RAM, RAM dynamique) est le type de mmoire le plus rpandu au dbut

du millnaire. Il s'agit d'une mmoire dont les transistors sont rangs dans une matrice selon des

lignes et des colonnes. Un transistor, coupl un condensateur donne l'information d'un bit. 1

octet comprenant 8 bits, une barrette de mmoire DRAM de 256 Mo contiendra donc 256 * 2^10 *

2^10 = 256 * 1024 * 1024 = 268 435 456 octets = 268 435 456 * 8 = 2 147 483 648 bits = 2 147

483 648 transistors. Une barrette de 256 Mo possde ainsi en ralit une capacit de 268 435 456

octets, soit 268 Mo ! Ce sont des mmoires dont le temps d'accs est de 60 ns.

D'autre part, les accs mmoire se font gnralement sur des donnes ranges conscutivement

en mmoire. Ainsi le mode d'accs en rafale (burst mode) permet d'accder aux trois donnes

conscutives la premire sans temps de latence supplmentaire. Dans ce mode en rafale, le temps

d'accs la premire donne est gal au temps de cycle auquel il faut ajouter le temps de latence,

et le temps d'accs aux trois autres donnes est uniquement gal aux temps de cycle, on note donc

sous la forme X-Y-Y-Y les quatre temps d'accs, par exemple la notation 5-3-3-3 indique une

mmoire pour laquelle 5 cycles d'horloge sont ncessaires pour accder la premire donne et 3

pour les suivantes.

DRAM FPM :

Pour acclrer les accs la DRAM, il existe une technique, appele pagination consistant

accder des donnes situes sur une mme colonne en modifiant uniquement l'adresse de la

55

ligne, ce qui permet d'viter la rptition du numro de colonne entre la lecture de chacune des

lignes. On parle alors de DRAM FPM (Fast Page Mode). La FPM permet d'obtenir des temps

d'accs de l'ordre de 70 80 nanosecondes pour une frquence de fonctionnement pouvant aller de

25 33 Mhz.

DRAM EDO :

La DRAM EDO (Extended Data Out, soit Sortie des donnes amliore parfois galement

appel "hyper-page") est apparue en 1995. La technique utilise avec ce type de mmoire consiste

adresser la colonne suivante pendant la lecture des donnes d'une colonne. Cela cre un

chevauchement des accs permettant de gagner du temps sur chaque cycle. Le temps d'accs la

mmoire EDO est donc d'environ 50 60 nanosecondes pour une frquence de fonctionnement

allant de 33 66 Mhz.

Ainsi, la RAM EDO, lorsqu'elle est utilise en mode rafale permet d'obtenir des cycles de la

forme 5-2-2-2, soit un gain de 4 cycles sur l'accs 4 donnes. Dans la mesure o la mmoire

EDO n'acceptait pas des frquences suprieures 66 Mhz, elle a disparu au bnfice de la

SDRAM.

SDRAM :

La SDRAM (Synchronous DRAM, traduisez RAM synchrone), apparue en 1997, permet

une lecture des donnes synchronise avec le bus de la carte mre, contrairement aux mmoires

EDO et FPM (qualifies d'asynchrones) possdant leur propre horloge. La SDRAM permet donc

de s'affranchir des temps d'attente dus la synchronisation avec la carte-mre. Celle-ci permet

d'obtenir un cycle en mode rafale de la forme 5-1-1-1, c'est--dire un gain de 3 cycles par rapport

la RAM EDO. De cette faon la SDRAM est capable de fonctionner avec une cadence allant

jusqu' 150 Mhz, lui permettant d'obtenir des temps d'accs d'environ 10 ns.

DR-SDRAM (Rambus DRAM) :

La DR-SDRAM (Direct Rambus DRAM ou encore RDRAM) est un type de mmoire

permettant de transfrer les donnes sur un bus de 16 bits de largeur une cadence de 800Mhz, ce

qui lui confre une bande passante de 1,6 Go/s. Comme la SDRAM, ce type de mmoire est

synchronis avec l'horloge du bus pour amliorer les changes de donnes. En contrepartie, la

mmoire RAMBUS est une technologie propritaire, ce qui signifie que toute entreprise dsirant

construire des barrettes de RAM selon cette technologie doit reverser des droits (royalties) aux

socits RAMBUS et Intel.

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DDR-SDRAM

La DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM) est une mmoire base sur la technologie

SDRAM, permettant de doubler le taux de transfert de la SDRAM frquence gale.

La lecture ou l'criture de donnes en mmoire est ralis sur la base d'une horloge. Les mmoires

DRAM standard utilisent une mthode appele SDR (Single Data Rate) consistant lire ou

crire une donne chaque front montant.

La DDR permet de doubler la frquence des lectures/critures, avec une horloge cadence la

mme frquence, en envoyant les donnes chaque front montant, ainsi qu' chaque front

descendant.

Les mmoires DDR possdent gnralement une appellation commerciale du type PCXXXX o

XXXX reprsente le dbit en Mo/s.

DDR2-SDRAM :

La mmoire DDR2 (ou DDR-II) permet d'atteindre des dbits deux fois plus levs que la

DDR frquence externe gale.

On parle de QDR (Quadruple Data Rate ou quad-pumped)pour dsigner la mthode de lecture et

d'criture utilise. La mmoire DDR2 utilise en effet deux canaux spars pour la lecture et pour

l'criture, si bien qu'elle est capable d'envoyer ou de recevoir deux fois plus de donnes que la

DDR.

57

La DDR2 possde galement un plus grand nombre de connecteurs que la DDR classique (240

pour la DDR2 contre 184 pour la DDR).

Tableau rcapitulatif :

Le tableau ci-dessous donne la correspondance entre la frquence de la carte-mre (FSB),

celle de la mmoire (RAM) et son dbit :

Mmoire Appellation Frquence (RAM) Frquence (FSB) Dbit

DDR200 PC1600 200 MHz 100 MHz 1,6 Go/s

DDR266 PC2100 266 MHz 133 MHz 2,1 Go/s

DDR333 PC2700 333 MHz 166 MHz 2,7 Go/s

DDR400 PC3200 400 MHz 200 MHz 3,2 Go/s

DDR433 PC3500 433 MHz 217 MHz 3,5 Go/s

DDR466 PC3700 466 MHz 233 MHz 3,7 Go/s

DDR500 PC4000 500 MHz 250 MHz 4 Go/s

DDR533 PC4200 533 MHz 266 MHz 4,2 Go/s

DDR538 PC4300 538 MHz 269 MHz 4,3 Go/s

DDR550 PC4400 550 MHz 275 MHz 4,4 Go/s

DDR2-400 PC2-3200 400 MHz 100 MHz 3,2 Go/s

DDR2-533 PC2-4300 533 MHz 133 MHz 4,3 Go/s

DDR2-667 PC2-5300 667 MHz 167 MHz 5,3 Go/s

DDR2-675 PC2-5400 675 MHz 172,5 MHz 5,4 Go/s

DDR2-800 PC2-6400 800 MHz 200 MHz 6,4 Go/s

7.6 La mmoire morte

La mmoire morte (ROM) Il existe un type de mmoire permettant de stocker des donnes en l'absence de courant

lectrique, il s'agit de la ROM (Read Only Memory, dont la traduction littrale est mmoire en

lecture seule) appele mmoire morte, parfois mmoire non volatile car elle ne s'efface pas lors

de la mise hors tension du systme.

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Ce type de mmoire permet notamment de conserver les donnes ncessaires au dmarrage de

l'ordinateur. En effet, ces informations ne peuvent tre stockes sur le dis