L'Ordinateur Expliqué : Hardware, Mémoire et Stockage

L'Ordinateur : Définition et Fonctionnement

L'ordinateur est une machine électronique commandée par des programmes enregistrés dans des mémoires.

Le Hardware : Composants Essentiels

Le hardware désigne l'ensemble des composants électroniques et mécaniques de l'ordinateur.

Interfaces d'Entrée : Interagir avec l'Ordinateur

Les interfaces d'entrée permettent à l'utilisateur de fournir des données à l'ordinateur. Elles incluent :

• Le microphone
• La webcam
• Le clavier
• La souris
• L'écran tactile
• Le scanner
• La tablette graphique

L'Unité Centrale (UC) : Cœur du Traitement

L'Unité Centrale (UC), ou Central Processing Unit (CPU), est le cœur du traitement de l'ordinateur. Elle contient le (micro)processeur, la mémoire centrale et les éléments de stockage. L'UC gère :

• Les données provenant des interfaces d'entrée.
• Les instructions des programmes.
• Les résultats intermédiaires des programmes.
• Les résultats finaux, ensuite traduits par les interfaces de sortie.

Interfaces de Sortie : Afficher et Diffuser

Les interfaces de sortie permettent à l'ordinateur de communiquer les résultats à l'utilisateur. Elles comprennent :

• L'écran
• L'imprimante
• Les haut-parleurs
• Les écouteurs
• Le projecteur

Le Langage Binaire et les Unités de Mesure

L'alphabet de l'ordinateur est basé sur le courant électrique, représenté par deux chiffres : 1 et 0. Ce sont les chiffres binaires, ou bits.

• 1 : Le courant passe.
• 0 : Le courant ne passe pas.

L'encodage des caractères se fait via :

• ASCII : Un groupe de 8 bits forme un octet (ou byte), permettant 256 combinaisons.
• UNICODE : Un système d'encodage plus étendu que l'ASCII, supportant un plus grand nombre de caractères.

Les unités de mesure de la mémoire et du stockage sont basées sur l'octet :

• Kilooctets (K, Ko, KB) = 1024 octets.
• Mégaoctets (M, Mo, MB) = 1024 Ko.
• Gigaoctets (G, Go, GB) = 1024 Mo.
• Téraoctets (T, To, TB) = 1024 Go.

La Mémoire de l'Ordinateur

L'Adresse Mémoire : Emplacement des Données

L'adresse est l'emplacement unique de chaque octet dans la mémoire de l'ordinateur. L'adresse elle-même ne change pas, mais son contenu peut être modifié. La lecture d'une adresse ne modifie pas son contenu, contrairement à l'écriture.

Mémoire Morte (ROM) : La Mémoire Non Volatile

La mémoire morte (ROM), ou Read-Only Memory, ne peut être que lue et son contenu n'est jamais perdu, même sans alimentation. Elle est remplie par le fabricant avec le programme de démarrage de l'ordinateur, le BIOS (Basic Input/Output System). Certaines ROM sont effaçables et reprogrammables (comme les EPROM, EEPROM), mais cela nécessite un programme spécial et est généralement à éviter pour l'utilisateur.

Mémoire Vive (RAM) : La Mémoire Volatile

La mémoire vive (RAM), ou Random Access Memory, permet la lecture et l'écriture de données. Son contenu s'efface dès que l'ordinateur est éteint ou redémarré (mémoire volatile). Elle est utilisée pour stocker temporairement le système d'exploitation (comme Windows, macOS) et les programmes en cours d'exécution par l'utilisateur. La RAM est très rapide.

Barrettes de RAM : Modules Mémoire

Les barrettes sont les modules de mémoire RAM, insérés dans des emplacements (rainures) sur la carte mère, et dotés d'un certain nombre de contacts électriques.

Capacité de la Mémoire : Quantité de Stockage

La capacité est le nombre total d'octets disponibles pour enregistrer des données (souvent exprimée en Gigaoctets). Pour la RAM, la capacité totale est la somme des capacités de ses modules (barrettes).

Temps d'Accès : Vitesse de la Mémoire

Le temps d'accès est l'intervalle de temps écoulé entre la demande d'un octet à la mémoire et l'instant où le contenu de cet octet est livré par la mémoire. Il est mesuré en nanosecondes et est également appelé vitesse de la mémoire.

Supports de Stockage Permanents

Pour conserver les données de manière permanente, on utilise d'autres supports de stockage, comme les clés USB ou les disques durs. Ces supports possèdent généralement une capacité de stockage bien supérieure à celle de la RAM.

Clés USB et Mémoire Flash : Stockage Portable

Les clés USB (ou pendrives) sont des mémoires flash, basées sur la technologie EPROM (mémoire programmable et effaçable). Elles ne sont pas considérées comme des interfaces d'entrée/sortie ou de la mémoire centrale, mais comme des supports de stockage externes, extractibles et transportables.

Disques Magnétiques : Le Disque Dur (HDD)

Les disques magnétiques, communément appelés disques durs (HDD), sont composés d'un plateau métallique circulaire recouvert d'une couche de substance magnétique. Chaque octet est représenté par une combinaison de 8 points aimantés ou non. Leurs capacités varient généralement de 500 Go à 6 To, le modèle de 1 To étant le plus courant. Ils sont plus lents que les SSD.

Disques SSD : L'Alternative Rapide

Les disques SSD (Solid State Drive) sont une alternative aux disques magnétiques. Basés sur la mémoire flash, ils sont beaucoup plus rapides, mais aussi plus chers. C'est pourquoi ils sont souvent fabriqués avec des capacités plus petites que les HDD.

Disques Optiques : CD, DVD, Blu-Ray

Les disques optiques incluent les CD, DVD et Blu-Ray (BD). Ils sont composés d'une couche de substance réfléchissante à la lumière. Chaque caractère est représenté par une combinaison de 8 empreintes (gravées ou non), lues par un faisceau laser.

Types de Disques Optiques : ROM, -R, -RW

Il existe différents types de disques optiques selon leur capacité d'écriture :

• CD, DVD, BD-ROM : Read-Only Memory. Non effaçables et non enregistrables par l'utilisateur.
• -R : Recordable. Non effaçables, mais enregistrables une seule fois.
• -RW : ReWritable. Effaçables et réenregistrables plusieurs fois.

DVD+RW : Une Alternative Réinscriptible

Les DVD+RW représentent une deuxième technologie d'enregistrement réinscriptible pour les DVD.

Capacités des Disques Optiques

Voici les capacités typiques des disques optiques :

• CD : Jusqu'à 800 Mo.
• DVD : Jusqu'à 9 Go.
• Blu-Ray (BD) : Jusqu'à 50 Go.

Vitesse des Graveurs Optiques

Les vitesses des graveurs de disques optiques sont détaillées et se mesurent par rapport aux premiers lecteurs de CD fabriqués.

Exemple : 48x signifie 48 fois la vitesse des premiers lecteurs de CD.