Comprendre l'ordinateur : Matériel, Logiciel et Mémoire

Définition de l'ordinateur et de l'informatique

Définir l'ordinateur : L'ordinateur sert à transmettre et à traiter les informations. Le terme « ordinateur » est né en France en 1962. L'ordinateur a plusieurs définitions, mais la plus appropriée est la suivante : l'informatique est la science du traitement automatique de l'information. Le système utilisé pour traiter l'information est l'ordinateur.

Composants physiques et logiques

Un ordinateur est composé d'éléments physiques appelés matériel (hardware) et d'éléments logiques appelés logiciel (software). Le système d'exploitation est une série de programmes qui vous permettent de travailler avec votre ordinateur. Les programmes nous servent à accomplir nos tâches en traitant l'information, laquelle se compose de données.

Le cycle de traitement de l'information

Traitement : Entrée — Processus — Résultats.

• Entrée : Collecte et nettoyage des données.
• Processus : Stockage des données, calculs arithmétiques et logiques.
• Résultats : Collecte et distribution des résultats.

Logiciels de base et d'application

Résultat : Le poste de travail est une application composée d'un ensemble de plusieurs programmes et de documentation pour la réalisation de certaines tâches. Le logiciel de base (système d'exploitation) est le composant logiciel capable de traiter l'information sur les composants électroniques d'un système informatique.

Le système informatique est utilisé pour nommer l'ensemble des besoins (ordinateurs, moniteurs, imprimantes, claviers...) pour la construction et l'exploitation des applications informatiques. Exemple : un ordinateur d'entreprise.

Le Firmware : l'intermédiaire matériel-logiciel

Le firmware est la partie immatérielle du matériel. Il s'agit de matériel programmé en mémoire morte (ROM). Il n'est pas facile de le modifier une fois gravé dans un composant matériel. Tous les programmes se composent-ils d'instructions ? Oui. Y a-t-il des programmes faits par d'autres programmes ? Oui, comme Word qui est à son tour issu d'un programme.

Le firmware est-il matériel ou logiciel ? Lorsqu'il est intégré dans l'électronique de l'appareil, il fait partie du matériel, mais c'est aussi un logiciel fournissant une logique, disponible dans tout langage de programmation. Fonctionnellement, le firmware est l'intermédiaire (interface) entre les commandes externes reçues par le dispositif et son électronique, car il est responsable du contrôle de cette dernière.

Classification des logiciels

Le logiciel se compose du logiciel de base et des logiciels applicatifs.

• Logiciel de base : Il définit la partie du logiciel sans laquelle l'ordinateur ne pourrait pas fonctionner. Sa fonction est d'assurer la communication entre l'utilisateur et le matériel, de contrôler les ressources de la machine et de gérer les besoins des applications.
• Logiciels d'application : Utilisés pour traiter l'information de manière personnalisée. Ils se composent de programmes et de données permettant de modifier du texte, d'extraire des informations ou de réaliser des graphiques.

Les éléments fonctionnels du matériel

Les éléments fonctionnels qui constituent le matériel de l'ordinateur sont les suivants : l'unité centrale de traitement (CPU), l'unité de contrôle (UC), l'unité arithmétique et logique (UAL), la mémoire centrale, les unités d'entrée/sortie, les drivers, les bus et les périphériques.

Mémoire de masse et mémoire interne

Mémoire, caractéristiques et fonctions :

• Mémoire de masse (ou auxiliaire) : Sa fonction est de stocker les informations de la mémoire principale de façon permanente. Ces mémoires ne sont pas volatiles : même en cas de panne de courant, l'information n'est pas perdue. Elles possèdent une grande capacité (ex : USB, DVD, HDD, CD).
• Mémoire interne : Elle stocke les informations de manière volatile. En cas de défaillance électrique, les informations sont perdues si elles ne sont pas enregistrées sur un périphérique externe. La mémoire principale est située à l'intérieur du boîtier de l'ordinateur.

Fonctionnement de la mémoire vive (RAM)

Mémoire principale : Elle comporte des composants électroniques appelés cellules qui agissent comme de petits condensateurs capables de stocker des informations sous forme de 0 (absence d'énergie) et 1 (présence d'énergie). Chaque information de ce type est appelée un bit, la plus petite unité d'information. L'information est stockée en blocs de 8 bits appelés octets (bytes), caractères ou mots. Ces condensateurs nécessitent un rafraîchissement de mémoire pour ne pas perdre les données.

L'adresse mémoire est le numéro que chaque cellule reçoit, permettant d'accéder directement à n'importe quel emplacement ; c'est pourquoi on l'appelle RAM (Random Access Memory). C'est une mémoire en lecture/écriture. Les éléments composant l'unité centrale sont :

• Registre d'adresse : Contient l'adresse de la cellule mémoire à laquelle on accède.
• Registre de données : Obtient les données lues et stocke les données pour les opérations d'écriture.
• Sélecteur de mémoire : Commutateur activé pour lire ou écrire en connectant la cellule au registre.
• Signal de contrôle : Indique si l'opération est une lecture ou une écriture.