|
|
|
Bien que "unité centrale" désignait autrefois une partie du processeur, aujourd'hui ce terme est généralement utilisé pour ce qui se trouve dans le boîtier d'un ordinateur de bureau. Nous utiliserons ici ce terme dans ce sens.
Notre unité centrale contient donc :
L'unité centrale dispose de prises spécifiques pour le branchement des périphériques (externes) tels que clavier, écran, souris...
C'est vraiment de coeur de l'ordinateur, elle supporte le processeur et la mémoire centrale ainsi que les différents connecteurs aux :
et les prises de raccordement des périphériques externes.
Elle contient l'électronique nécessaire à la coordination des différents organes de l'ordinateur.
Une pile ou une batterie est placée sur la carte mère afin de permettre le fonctionnement de l'horloge interne et la conservation des informations de configuration lorsque la machine est arrêtée.
La carte mère dispose de connecteurs (slots) pour placer des cartes complémentaires. Ils sont situés à l'arrière de la carte afin de permettre une éventuelle connexion avec des organes externes. Actuellement ces connecteurs et cartes sont à la norme PCI.
Le format PCI Express est une évolution de ce standard. Il est plus rapide et est bien adapté aux cartes vidéo modernes.
Microprocesseur Intel Core i7
vu de dessous
Le (micro)processeur est l'organe de commande et de calcul de la machine. Il exécute les instructions qui composent les programmes et réalise les opérations arithmétiques et logiques demandées.
Actuellement les processeurs les plus performants de l'informatique personnelle sont capables d'exécuter plus d'un milliard d'instructions par seconde. En particulier ils sont "multi-coeur" ce qui leur permet d'exécuter plusieurs instructions simultanément.
Le processeur est placé sur un support spécifique de la carte mère (socket) afin de garantir un bon contact avec ses nombreuses broches (plus d'un millier). Le socket est spécifique pour une famille de processeurs.
La grande rapidité de traitement des instructions cause un échauffement important du processeur. Celui-ci est surmonté d'un dissipateur de chaleur muni d'un ventilateur.
Barrettes de mémoire vive
La mémoire centrale est une mémoire en accès direct : chaque "case" mémoire dispose d'une adresse numérique, le processeur peut y accéder directement à partir de cette adresse. Cette mémoire est très rapide, un accès mémoire demande moins d'un milliardième de seconde.
On distingue :
La carte mère dispose de connecteurs accueillant la mémoire vive sous forme de barrettes. Une capacité importante de mémoire vive est utile pour ne pas ralentir l'ordinateur si de nombreux programmes s'exécutent simultanément. En 2012, on considère que 4Go est un minimum.
Le boîtier d'alimentation délivre à partir du secteur ou de la batterie pour les dispositifs portables, les différentes tensions électriques aux organes du système : carte mère, unités de disques internes...
Mis à part les ordinateurs portables dont la consommation est étudiée pour donner une autonomie de fonctionnement sur batterie correcte, les ordinateurs de bureau consomment plusieurs centaines de watts. L'essentiel de cette énergie est transformée en chaleur. C'est pourquoi le boîtier d'alimentation supporte un (voire plusieurs) ventilateur qui permet au système de rester à une température convenable afin d'éviter la destruction de ses organes.
L'ordinateur a besoin d'une mémoire permanente (conservant les informations système arrêté). Elle contient les programmes et données du système d'exploitation, les programmes d'application et les données des utilisateurs.
Cette mémoire, parfois nommée mémoire de masse, est le plus souvent constituée d'un ou plusieurs disques magnétiques (disque dur). Ceux-ci tendent à être remplacés par des mémoires électroniques bien plus rapides mais encore assez onéreuses.
La mémoire de masse, notamment constituée de disques, est bien moins chère que la mémoire vive et comme les besoins de stockage sont de plus en plus importants sa taille est élevée, de l'ordre du To. En revanche elle est beaucoup plus lente que la mémoire centrale.
La carte mère dispose de connecteurs pour les unités de disques (y compris les lecteurs de disque optiques : CD, DVD). Selon les unités ce peut être des prises SATA ou IDE (PATA).
Connecteurs, à gauche IDE, à droite SATA
Si les besoins en mémoire vive du système dépassent la capacité de celle-ci (exécution d'applications multiples ou gourmandes en mémoire), le système "prolonge" la mémoire centrale sur la mémoire de masse ("swapping"). La vitesse de l'ordinateur est alors considérablement ralentie.
Comme de nombreux périphériques (clavier, souris, imprimante...) doivent être reliés à la carte mère, celle-ci dispose des prises nécessaires accessibles de l'extérieur du boîtier.
Voici un exemple de prises de la face arrière d'une tour (carte mère un peu ancienne).
Voyons cela plus en détail.
Les connecteurs clavier et souris ainsi que les prises de liaison paralèlle et série disparaissent au profit de l'USB (voir ci-dessous). La connexion IEEE 1394 utilisée par les anciens caméscopes et certains disques externes est aussi concurrencée par l'USB.
Fiche USB type A
L'Universal Serie Bus est, comme sa dénomimation l'indique, destiné à toutes sortes de périphériques, notamment clavier, souris, scanner, imprimante, disques externes, caméra, etc. Chaque connexion USB peut être utilisée par plusieurs dispositifs en utilisant un commutateur (HUB).
La norme définit plusieurs versions de l'USB, compatibles entre-elles, se distinguant par les débits :
Il existe deux types de prises : "A" côté unité centrale et "B" côté périphérique, cela dans trois formats : normal, mini et micro.
La connexion USB transporte une alimentation de 5v. Si cela suffit à certains périphériques (souris, clavier, caméra) elle est insuffisante pour d'autres.
La connexion USB (comme l'IEEE 1394) est "Plug and Play ce qui signifie "Branchez et utilisez". Toutefois certains périphériques tels les imprimantes ont souvent besoin d'une installation spécifique.
Fiche eSATA
Il s'agit de la version externe de la connexion SATA, cette liaison peut atteindre un débit maximum (théorique) de 6 Gbits/s et, par conséquent est plutôt utilisée pour le branchement de disques externes.
Cette prise connectée à un commutateur réseau (switch) permet la communication entre les ordinateurs d'un réseau local. Elle peut également être reliée à un routeur pour un accès Internet. La vitesse de cette liaison peut atteindre 1 Gbit/s.
On trouve tout un ensemble de Jacks (3,5mm) destiné à l'acheminement du son, chacun transmettant deux canaux (généralement droite et gauche). Deux entrées sont disponibles : microphone et ligne se distinguent par les niveaux du signal. Et selon les équipements d'une sortie (paire de hauts-parleurs ou casque) à quatre (haut parleurs arrières, latéraux, central et caisson de basses).
Certains systèmes disposent aussi d'une sortie coaxiale et optique (fibre).
L'écran est relié sur des prises placées sur la carte vidéo (parfois sur la carte mère si celle-ci intègre un contrôleur vidéo).
Différentes connexions sont possibles :
De gauche à droite prises : VGA, DVI, HDMI
Il existe des adaptateurs pour transformer du DVI en VGA et du HDMI en DVI.
Les écrans cathodiques (CRT) ne supportent que la connexion VGA.
Les appareils portables (ordinateurs, tablettes, smartphones) disposent de possibilités de connexion sans fils. Pour les ordinateurs de bureau, la nécessité est moindre mais il est toujours possible de les équiper des adaptateurs adéquats se branchant sur une prise USB (dongles). On distingue essentiellement deux types de liaison.
Il s'agit d'une liaison radio originellement à faible débit (1 Mbits/s -> 100 Mbits/s) et à courte distance (de l'ordre de la dizaine de mètres). Elle est utilisée pour les communications avec des périphériques, entre appareils pour des transferts de fichiers ou le transport de signaux audio.
Cette liaison participe au réseau local d'ordinateur. Elle est utilisée pour le transfert de fichiers, l'utilisation d'imprimante et l'accès à l'Internet. Bien que la norme prévoie des équipements utilisant des débits supérieurs au Gbits/s, la plupart des configurations se limitent à quelques dizaines de Mbits/s. La distance de communication est très variable selon les équipements (et les antennes) mais est généralement de l'ordre de quelques dizaines à centaines de mètres.
Certains dispositifs sans fils utilisent leurs propres protocoles de liaison. C'est le cas de beaucoup de claviers et souris sans fils, dans ce cas un adaptateur spécifique doit être placé dans une prise USB.