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PLAN

A. Bref historiqueB. GénéralitésC. Fonctionnement d'un ordinateur

Méthodes et Outils Informatiques

PLAN

A. Bref historiqueB. GénéralitésC. Fonctionnement d'un ordinateur

Méthodes et Outils Informatiques

LA PREHISTOIRE

- 2500 : l’abaque

LA PREHISTOIRE

1623 : William Schickard (1592-1635) première machine à calculer mécanique.

LA PREHISTOIRE

1642 : Blaise Pascal (1623-1662) - la Pascaline.

LA PREHISTOIRE

1679 : Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 –1716) – le binaire

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LA PREHISTOIRE

1800 : Joseph-Marie Jacquard (1752-1834) - le métier à tisser

LA PREHISTOIRE

1834 : Charles Babbage – la machine analytique ou l'ordinateur avant l'heure

LA PREHISTOIRE

1844 : Samuel Morse – le code et le télégraphe

manipulateur-fil-transcripteur sur bande de papier

emetteur

LA PREHISTOIRE

1847 : George Boole (1815 – 1864) – l'algèbre de Boole

LA PREHISTOIRE

1870: Invention de la machine à écrire

LA PREHISTOIRE

1876 : A.G. Bell - Invention du téléphone

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LA PREHISTOIRE

1884 : Herman Hollerith (1860-1929) - la carte perforée

Carte perforée utilisée lors du recensement de 1890

LA PREHISTOIRE

1904 : John Ambrose Fleming –le tube à vide (diode de Fleming) et les débuts de l'électronique

LA PREHISTOIRE

1938-1943 : Konrad Zuse - calculateur qui utilise le binaire au lieu du décimal.

ENIGMA1934

COLOSSUS1943

1945 : ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer

30 tonnes - 24m de long - 5m40 - 8000 tubes à vide dispose pour la première fois de mémoire interne.

L’ENIAC

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Tableau de commande de l’ENIAC

1945 : Premier “bug”… il y en aura d’autres…

1946 : John Von Neumann (1903-1957) –définition de l'ordinateur moderne :

constitué de 5 parties principales :� CPU

� Entrée� Sortie� Mémoire de travail

� Mémoire permanente

1945 – 1960 : le transistor, la bande magnétique, la mémoire vive, le disque dur, le circuit imprimé, le modem

1960 – 1970 : la transmission par satellite, les jeux sur ordinateur, le code ASCII, la souris, la miniaturisation des circuits

1971 : la puce mémoire (Intel) – 1kilobitavant : 2m2 – après : 0,5cm2

1971 : le micro-processeur

1974 : la carte à puce (Moréno, Fr)

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1977 : Apple II (Steve Jobs, Stephen Wozniak) et Microsoft (Bill Gates, Paul Allen)

1981 L’IBM PC et le minitel

1984 : le MACINTOSH d’Apple et le CD-ROM 1992 : Microsoft Windows 3.1 vendu à 1 million d’exemplaires en 2 mois

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Méthodes et Outils Informatiques

Définition

Qu’est-ce qu’un ordinateur

Machine électronique de traitement numérique de l’information exécutant à grande vitesse les instructions d’un programme enregistré

Le Petit RobertLe Petit Robert

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Un ordinateur :une unité centrale, des périphériques, des logiciels.

Un ordinateur accepte des entrées de données, effectue un traitement et restitue des informations en sortie.

Qu’est-ce qu’un ordinateur

DONNEES : symboles qui représentent des faits, des objets ou des idées.ENTREE : données envoyées vers l’unité centrale.TRAITEMENT : transformation des données.SORTIE : restitution des données.

Qu’est-ce qu’un ordinateur

Un ordinateur stocke des données avant et après traitement dans :

La mémoire - zone de stockage volatile qui contient les données prêtes à être traitées ou restituées.Une unité de stockage – support de stockage permanent.

Qu’est-ce qu’un ordinateur

Un ordinateur accepte des entrées

provenant de périphériques

d’entrée (clavier, souris, scanner, appareil photo numérique…)

Les données sont traitées par l’Unité

Centrale de Traitementconformément aux

instructions préalablement stockées

dans la mémoire

Les données sont restituées par les périphériques de sortie (écran,

imprimante, haut-parleurs…)

Qu’est-ce qu’un ordinateur

Les périphériques d’entrée/sortie assurent la double fonction d’apport et de restitution des données (modem, disque dur, graveur

de cd-rom/dvd-rom…)

Qu’est-ce qu’un ordinateur

Auparavant 3 grandes catégories :

Micro-ordinateursMini-ordinateurs

Ordinateur centraux (mainframe computers)

Catégories d’ordinateurs

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MaintenantLa catégorisation est basée sur la technologie, la fonction, la taille et les performances.

Micro-ordinateurs (de bureau, portables ou de poche)

Consoles de jeuxStations de travail

Serveurs et MainframesCalculateurs

Catégories d’ordinateurs

Ordinateur personnel autonome relié ou non à un réseauOrdinateur de bureau (desktop) ou portable (notebook)

Micro-ordinateur

PDA, smartphone, tablet PC ou Ultra PortablePermet de :

Envoyer et recevoir des courrielsUtiliser le GPS (Global Positioning System)Gérer ses données personnelles (comptes, contacts, tâches, notes…)

Terminaux mobiles Terminaux mobiles

Console de jeux

Les plus évoluées : micro-ordinateurs dédiés à une utilisation purement ludique.

Ordinateur très puissant destiné à une utilisation purement professionnelle et spécifique :

images de synthèsecalcul scientifiquetraitement du son

Station de travail

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Un serveur dessert un réseau d’ordinateur Il héberge les informations destinées à être partagées.Un client est un ordinateur qui accède à un serveur pour obtenir des informations.On parle pour ce type de réseau d’architecture client/serveur

Serveur Serveur

Gros ordinateur destiné à distribuer des applications informatiques à de nombreux utilisateurs.Capable d’envoyer des données à des centaines ou des milliers d’utilisateurs simultanément.Entreprises - Universités - Administrations.

Mainframe Mainframe

Puissance de calcul énorme.Utilisé dans :

la recherche (simulations trop couteuse ou impossible à réaliser : explosion nucléaire, entrée dans l'espace…),les services (modélisation de systèmes météorologiques),l'industrie automobile et aéronautique (simulation de crash, soufflerie…),L’industrie pétrolière (simulations d'exploitation de nappes)

Calculateur Calculateur

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Données : symboles qui représentent des faits, des objets ou des idéesInformations : données qui sont présentées sous une forme que l’on peut comprendre et utiliser

Données, informations et fichiers

Un ordinateur manipule des données numériques sous forme de 0 et de 1.Chaque 0 ou 1 est appelé « bit »Une série de 8 bits est appelée « octet » (byte)

Données, informations et fichiers

Un fichier : ensemble de données que l’on stocke sur une unité de stockage fixe (disque dur) ou amovible (CD-ROM, DVD-ROM, clé USB, disquette…).Un fichier est caractérisé par un nom et une extension.L’extension indique la nature du fichier et l’application associée (EXE, DOC, XLS...).

Données, informations et fichiers

Fait le lien entre le matériel et l'utilisateurGestion des

périphériquesprogrammesfichiersprotocoles

Système d’exploitation

Les plus répandus :Microsoft Windows

Windows XPWindows Mobile

Mac OSUnix, LinuxPalm OS, Symbian

Système d’exploitation

Programme informatique qui effectue une tâche donnée :

Créer, modifier et imprimer des documentsCréer des diaporamasGérer des comptes bancairesJouerConsulter des informations en ligneConsulter sa messagerie

Logiciel

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Par opposition au MacIntosh d’Apple

Différence de :Microprocesseur (anciens modèles)Système d’exploitation

Compatible PC

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Que fait-il ?Traitement de données

Des données analogiques …sons, lettres, nombres, photos, films, graphiques

… aux données numériques

Oui – Non 0 – 1

Fonctionnement d’un ordinateur

Nécessité d'un codageTables de correspondance

Exemple : code ASCIIA chaque caractère…

A B C a b c é è ç à » ’ ( - _ )…on attribue un code numérique

A � 65 B � 66 a � 97 é � 130 ( � 40

Les bits

Chaque chiffre 0 ou 1 est appelé un bit (BInary digiT).

Système décimal

Système binaire

0 01 12 103 117 1118 1000

Les octetsChaque caractère est codé grâce à 8 chiffres binaires (un octet)A � 65 � 01000001B � 66 � 01000010a � 97 � 01100001é � 130 � 10000010( � 40 � 00101000

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1 octet � 8 bits � 256 possibilités

Nécessité de coder d'avantage de caractèresUnicodeUTF8ISO 8859-1

Le "poids" des motsAvant 1998

1 kilooctet (ko) � 1024 octets (210)

1 mégaoctet (Mo) � 1 048 576 octets (220)

Après 19981 ko � 103 octets1 Mo � 106 octets1 kibioctet (Kio) � 1024 octets (210)

1 mebioctet (Mio) � 1 048 576 octets (220)

Exemple de descriptif

Architecture d’un ordinateur (John Von Neumann – 1945)

5 parties :� Unité centrale de traitement (CPU)

� Entrée� Sortie� Mémoire de travail

� Mémoire permanente

CPU

BUS

CONTROLEURS

Entrée

Sortie

Unitésde

disques

Clavier

Souris

Scanner

Caméra vidéo

Modem

Carte son

Carte vidéo

Mémoire

Disquette

Disque dur

CD/DVD

SDRAM

DDR

DDR2

Cache

Moniteur

Imprimante Boitier ATX

Lecteur de CD/DVD

Baie 5"1/4

Lecteur de disquette

Ports USB

Prises audio micro/HP

Baie 3"1/2

Témoins (m/a et dd)

Interrupteur

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Bloc d’alimentation

Prises 220V

Prises audio micro/HPPort sériePort parallèlePort vidéoPorts PS2Ports USBPort ethernet

Slots d’extensions

Bloc d’alimentation

Lecteur CD/DVDROM

Graveur CD/DVDROM

Connectique

Modules de mémoireVentilateur du µprocesseurDisque durCartes d’extension

17/06/2007 SEDAN

Vue éclatée d'un ordinateur

1. Moniteur

2. Carte mère 3. Processeur

4. Mémoire5. Cartes d'extension6. Bloc d'alimentation

7. Disque optique8. Disque dur

9. Souris10. Clavier

LE BOITIER

Armature métalliqueIntègre l'alimentation électriqueReçoit la carte-mère, des cartes d'extension, des unités de stockageDifférentes tailles : desktop – barebone - mini-tour – moyen tour – grand tourFacteur de forme de la carte mère

LE BOITIER

Desktop

Barebone Mini tour Moyen tour Grand tour

mainboard – motherboard - moboCircuit imprimé - carte principale l'ordinateur. Caractérisée par :

le facteur de forme (ATX, BTX, ITX)les connecteurs d'extensions (ports)le "chipset" (jeu de composants)l'emplacement (socket/slot) pour le µprocesseurles emplacements pour les modules de mémoire

LA CARTE MERE

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LA CARTE MERE LA CARTE MERE

Micro-processeur (CPU) – "cerveau" du PC

LE MICROPROCESSEURInstructions de traitement

Données à traiter

CPUDonnées traitées

Un comparatif parmi d'autres…

RAMMémoire de travailComposée de circuits DRAM peu couteuxVolatileQuantité adaptable

Attention au typeAttention au chipset

LA MÉMOIRE ELECTRONIQUE

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Différents types : SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) DDR SDRAM (Double Data Rate)DDR2 SDRAMDDR3 SDRAMXDR DRAM

LA MÉMOIRE ELECTRONIQUE

Différentes appellations : PC100, PC133 (SDRAM)

PC1600, PC2100, PC2700, PC3200… (DDR)

PC2-4200, PC2-5300… ou DDR2-400, DDR2-533, DDR2-667… (DDR2)

LA MÉMOIRE ELECTRONIQUE

Différents formats : DIMM

SO-DIMM

LA MÉMOIRE ELECTRONIQUE

Travail de documentation :Pour votre machine personnelle – ou les machines des salles de TD (NEC VL350 et VL360) ou de la bibliothèque si vous n'en disposez pas, recherchez le type de mémoire, la quantité présente, la quantité maximum.Vous trouverez ces informations dans la documentation, les spécifications techniques ou les sites des constructeurs.

MÉMOIRE ELECTRONIQUE

Préparation au C2I

Mémoire électronique – fonctionnement binaire.8 bits = 8 condensateurs fermés ou ouverts par des transistors.

LA MÉMOIRE ELECTRONIQUE Phase 1

Un courant électrique (rouge) passe dans

tous les condensateurs

Ligne

d'adresse

ligne de

données1

1

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Phase 2

Transistor fermé ou non = condensateur chargé

ou non (1, 0)1

0

Phase 3

Restitution des données : ouverture

des transistors

Antémémoire

Composée de circuits SRAM (rapides mais chers)Mémoire d'anticipation

MÉMOIRE CACHE

Ensemble des liaisons physiques - "Autoroutes des données"Bus système (FSB)Bus d'extension (I/O - Input/Output – E/S -Entrée/Sortie)

PCIAGP (obsolète)PCI-E

LES BUS

Unités d’entrée/sortie :

Disques, clavier, souris, ports, adaptateurs...

BUS SYSTEMECPURAM

BUS I/OPONT

Mémoire Cache

PnP (Plug and Play) – reconnaissance et installation automatiqueHot Plug / Hot Swap – connexion à chaud

INTERFACES / PORTS

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Connexion d'éléments extérieurs au PCDifférents ports = différents connecteurs :

série – RS232 (obsolète sur PC)parallèle – centronics (obsolète)AGP (obsolète)USB - PnPFirewire (IEEE 1394) – PnPPC Card – PCMCIA (obsolète) - HP

Express Card – PCMCIA - HP

INTERFACES / PORTS

Différents ports (suite) : PCI PCI-E IDE ou PATA / ATAPISATA (HP)eSATA (HP)SCSI

INTERFACES / PORTS

Travail de recherche :Pour chaque interface, faire une fiche TdT (word ou writer) telle que ci-dessous:

Sites utiles :http://www.commentcamarche.net/

INTERFACE / PORTS

Préparation au C2I

Jeu de composants Chef d'orchestre

Nombre et types "d'instruments" déterminésNorthbridge / Southbridge

LE CHIPSET

Unité de disque : nom donné aux mémoires de stockage caractérisées par :

un système de fichiersNom d'unité (lettre: sous windows)

MÉMOIRE DE STOCKAGE

Exemple : en salle de TD :

MÉMOIRE DE STOCKAGE

Unité IdentificationA: Lecteur de disquetteC: Disque durD: CD/RW ROME: Clé USB (si présente)U: Disque dur partagé

(votre espace perso)

Z: Disque dur partagé(espace commun à la classe)

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Différentes technologies : mémoire magnétiquemémoire optiquemémoire flash

MÉMOIRE DE STOCKAGE

Les supports

MÉMOIRE DE STOCKAGE

magnétique disquette, disque dur

optique CDROM, DVDROM, BluRay

Flash CF, MS, MMC,SD, SmartMedia, XD Picture

Le disque magnétiquePrincipe de fonctionnement d’un disque

magnétique

Bobine

ferrite

Surface magnétique

Tête de lecture / écriture

Domaine

0 1 1 0 0 0 1

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DD ou HDCaractéristiques

Facteur de forme : 5"1/4 (obsolète)– 3"1/2 – 2"1/2 –1"8 – 1"3 – 0,85"5 400 à 15 000 RPM8 à 32 Mo de cacheTemps d'accès Interface

Disques magnétiques

Préparation au C2I

1955, le premier…

Préparation au C2I

3"½ 2"½ 1"¾

Un exemple Le disque optique

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Principe de fonctionnement d'un disque optique

Préparation au C2I Préparation au C2I

Préparation au C2I

CD-ROM – DVD-ROM – Blu-ray Disk

650 Mo à 50 GoLecteur / graveurVitesse de lecture / écriture

Disques optiques

Préparation au C2I

Un exemple

Holographic Versatile Disk4 Go/ mm3

jusqu'à 3,9 To

HVD – l'avenir

Préparation au C2I

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Mémoire électronique rémanenteJusqu'à 100 000 écrituresTechnologies NOR / NAND

Mémoire Flash

Préparation au C2I

SSD – l'avenir ?

Solid State DriveUtilise de la mémoire flashTemps d'accès : 0,5ms Faible consommationSilencieux

MaisDurée de vie limitéeCher

Travail de documentation :CF, MS, MMC,SD, SmartMedia, XD Picture

Pour chacune des mémoire ci-dessus, recherchez la capacité maximum de stockage des produits actuellement commercialisés (marque et boutique de votre choix), la vitesse d'accès et le prix.

Dans une feuille excel, créez un tableau comparatif avec une mise en forme libre comprenant la photo, le nom, la capacité max en Go, la capacité max en Gio (que vous calculerez à l'aide d'une formule), la vitesse avec un format de cellule qui affiche automatiquement x Mo/s, le prix HT et le prix TTC

Mémoire Flash

Préparation au C2I

Ajoutent des fonctionalités spécifiques à la carte mère

carte graphiquecarte soncarte réseauadaptateur SCSI…

Cartes d'extension

Préparation au C2I

Installation d'une carte

Cartes d'extension

Préparation au C2I

Dédiées à l'affichageCaractéristiques

GPU (ATI, NVIDIA, MATROX)Mémoire vidéo (DDR, DDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)Bus (PCI, AGP, PCIe)

Cartes graphiques

Préparation au C2I

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HD15 (VGA)

DVI

S-Video

Cartes graphiques

Préparation au C2I

HDMI

Display Port (nouveau)

Les connecteurs

Cartes graphiques

Quelques termesDirectX 10.1HDCP

Un exemple

Préparation au C2I

Carte son

Gestion des périphériques audio

Transmission de données via un réseau de télécommunication= carte EthernetDifférentes liaisons

FilaireWifiFibre optique

Carte réseau

Préparation au C2I

Caractéristiques MAC addressPCI – PCIeDébit

10 Mbit/s

100 Mbit/s (Fast Ethernet)1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet)

Carte réseau

Préparation au C2I

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Adaptateur SCSI

Connexion de disques durs, scanners, graveurs sauvegardesCaractéristiques :

RapideN'utilise pas le processeurDifférentes normes (SCSI-1, SCSI-2, SCSI-3)Différentes interfaces plus ou moins rapides

Ecran - MoniteurCRT – LCDImage : ensemble de points appelés pixels(Picture Element)Définition : nombre de points que l'écran peut afficher (exemple : 1024 x 768) Résolution : nombre de points par unité de surface (ppp ou dpi)

Périphériques d'affichage

Préparation au C2I

Le moniteur

La diagonale : 15", 17", 19", 20"…Pas de masque (dot pitch) : le plus petit possible

Un exemple

Préparation au C2I

Préparation au C2I