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Composants d'un ordinateur

Objectifs​

De quoi est composé un ordinateur ?

  • Identifier les composants d'un ordinateur selon leurs caractéristiques.
  • Catégoriser les périphériques d'un ordinateur.
  • Analyser les causes d'un dysfonctionnement d'un ordinateur.

Cours​

Composants d'un ordinateur

Des données à l'information

Composants d'un ordinateur

Quels sont les composants d'un ordinateur que vous connaissez ?

Vue d'ensemble

Carte mère

  • Rôle(s)

    • Support pour les processeur, mémoire vive, …

    • Connecteurs pour les disques, périphériques, …

      • Panneau d'entrées/sorties (USB, HDMI, …)

    • Tous les composants se connectent à la carte mère

  • Caractéristique(s)

    • Format

    • Connecteurs (USB, SATA, …)

    • Compatibilité avec les autres composants

Format de carte mère

Samsung Galaxy SII

Vaio E series

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Samsung_galaxy_s2_internal2.JPG

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:EBMotherboard.JPG

Vue d'ensemble

Processeur

  • Nom(s)

    • CPU (Central Processing Unit)

  • Rôle(s)

    • Exécution des instructions/opérations

  • Caractéristique(s)

    • Architecture (x86-64, ARM, …)

    • Nombre de coeurs

    • Fréquence d'horloge

Vitesse d'un processeur

  • Fréquence d'horloge (en Hz)

    • 1 Hz = 1 cycle (~opération) par seconde

    • 2 GHz = ~2 milliard d'opérations par seconde

  • Nombre de coeurs (core en anglais)

    • Chaque coeur peut exécuter des instructions en parallèle

  • 1 × 2 GHz ≠ 2 × 1 GHz

    • Pas toujours parallélisable (pas deux fois plus rapide avec un vélo tandem)

    • Utile pour le multitâche (navigateur, musique, office, …)

Vue d'ensemble

Mémoire vive

  • Nom(s)

    • Mémoire

    • RAM (Random Access Memory)

  • Rôle(s)

    • Stockage temporaire des données et instructions en cours d'utilisation par le processeur

  • Caractéristique(s)

    • Capacité (en Go)

    • Vitesse de lecture/écriture (en MHz)

Vue d'ensemble

Mémoire de masse

  • Nom(s)

    • Stockage

    • Disque dur

  • Rôle(s)

    • Stockage permanent des données

  • Caractéristique(s)

    • Capacité (en Go, To)

    • Vitesse de lecture/écriture (en Mo/s) ou de rotation (en rpm)

Vue d'ensemble

Types de mémoire de masse

  • Disque dur HDD (Hard disk drive)

    • Plusieurs disques magnétiques et mécaniques en rotation (comme un vinyle)

    • Capacité importante

    • Prix abordable

  • Disque SSD (Solid-state drive)

    • Mémoire flash (comme une clé USB ou une carte SD)

    • Beaucoup plus rapide

    • Nombre de cycles d'écriture limité

    • Résistant aux chocs et aux vibrations (pas de pièces mobiles)

    • Léger et silencieux

  • Vidéo

Mémoire vive vs mémoire de masse

  • Mémoire vive

    • Volatile

      • Perte des données à l'extinction

    • Rapide, mais coûteux

    • Utilisée par le processeur

      • Ralentissement de l'ordinateur si mémoire insuffisante

    • Comme notre mémoire à court terme

  • Mémoire de masse

    • Permanente

      • Conservation des données même sans alimentation

    • Plus grande capacité

    • Copie les données vers la mémoire vive pour les utiliser

    • Comme notre mémoire à long terme

Organisation des mémoires

Carte graphique

  • Nom(s)

    • GPU (Graphics Processing Unit)

  • Rôle(s)

    • Calculs graphiques (jeux, modélisation 3D, …)

  • Caractéristique(s)

    • Mémoire dédiée

    • Fréquence d'horloge

    • Nombre de coeurs (comme un processeur)

    • Comme un processeur et une mémoire vive dédiée pour les graphismes

Vue d'ensemble

CPU vs GPU

  • CPU

    • Calculs séquentiel (généralistes)

    • Peu de coeurs avec une fréquence d'horloge élevée

    • Exécute une série d'instructions les unes après les autres

      • Lecture, interprétation, exécution, lecture, interprétation, exécution, lecture, …

  • GPU

    • Calculs en parallèle (graphiques, minage, IA, …)

    • Beaucoup de coeurs avec une fréquence d'horloge faible

    • Exécute la même instruction sur plusieurs données en même temps

      • Lecture, interprétation, exécution, exécution, …

  • Vidéo

Bus

  • Nom(s)

    • Bus (Bridge Unit System)

  • Rôle(s)

    • Communication entre les composants

  • Caractéristique(s)

    • Connecteurs avec les autres composants

    • Vitesse de transfert (en Go/s)

Vue d'ensemble

Bloc d'alimentation

  • Nom(s)

    • Alimentation

  • Rôle(s)

    • Fournir l'électricité aux composants

  • Caractéristique(s)

    • Puissance (en W)

    • Connecteurs pour les composants

    • Ventilateur pour le refroidissement

Vue d'ensemble

Périphériques

  • Un composant externe connecté à l'ordinateur

  • Types de périphérique

    • Entrée

    • Sortie

    • Entrée/Sortie

Organisation des périphériques

Vue d'ensemble

F pour passer en plein écran ou O pour afficher la vue d'ensemble.
Versions sans animation, plein écran, imprimable.

Exercices​

Composants​

  1. Quels sont les composants qui sont toujours directement fixés sur la carte mère ?
  2. Que signifie la fréquence d'horloge d'un processeur de 1.2 GHz ?
  3. Quelle est la différence entre un processeur 1×4 GHz et un autre 4×1 GHz ?
  4. A quoi sert la mémoire vive ?
Solution
  1. Le processeur et la mémoire vive
  2. Ce processeur peut effectuer environ 1.2 milliards d'opérations par seconde
  3. Le premier processeur a un seul cœur cadencé à 4 GHz et le second en a 4 avec une fréquence d'horloge de 1 GHz chacune. Le premier sera plus rapide dans un cas d'usage général, mais le second pourrait être intéressant si on souhaite faire beaucoup de multi-tâche (plusieurs applications en même temps)
  4. À stocker les instructions et les données pour le processeur

Mémoires​

Pour chaque affirmation, fait-on référence une mémoire vive ou une mémoire de masse ?

  1. Je ne peux plus sauvegarder un fichier.
  2. Mon ordinateur est anormalement lent après avoir lancé un jeu vidéo.
  3. J'étais en train d'écrire une dissertation, mon ordinateur a redémarré et j'ai perdu les derniers changements.
  4. Je peux débrancher la mémoire sans perdre les données
Solution
  1. Mémoire de masse
  2. Mémoire vive
  3. Mémoire vive : Le document n'a pas eu le temps d'être sauvegardé sur la mémoire de masse et la mémoire vive est vidée à l'extinction de la machine
  4. Mémoire de masse

Mémoires de masse​

Dans chacun des cas suivants, est-ce mieux d'utiliser un HDD ou un SSD ?

  1. Ordinateur portable
  2. Pour réduire le temps de chargement d'une application (jeu vidéo p. ex.)
  3. Stockage des photos de vacances
  4. Ordinateur de bureau
Solution
  1. SSD car moins fragile
  2. SSD car plus rapide
  3. HDD car plus fiable
  4. SSD car plus rapide

Caractéristiques​

Voici les caractéristiques d'un ordinateur trouvées sur un prospectus. Pour chaque ligne, dire à quel composant elle fait référence :

  1. Puce Apple M1 Pro avec CPU 8-Core
  2. GPU 14-Core et Neutral Engine 16-Core
  3. SSD 512 Go
  4. Mémoire vive 16 Go
  5. 3x Thunderbolt 4, HDMI, Magsafe3, SDXC
  6. 14" Liquid Retina XDR
Solution
  1. Processeur
  2. Carte graphique
  3. Mémoire de masse (SSD)
  4. Mémoire vive
  5. Carte mère (connectique)
  6. Écran
  1. Intel Core i7-1185G7, 3.0GHz Quad Core
  2. 16 Go RAM LPDDR4X-SDRAM
  3. SSD 512 Go
  4. Intel Iris Xe Graphics
  5. 15" PixelSense, 2496x1664 px
Solution
  1. Processeur
  2. Mémoire vive
  3. Mémoire de masse (SSD)
  4. Carte graphique
  5. Écran

CPU vs GPU​

En termes de nombre de cœurs et de fréquence d'horloge, quelles sont les différences entre un CPU et un GPU ?

Solution

Un CPU a moins de cœurs mais avec une fréquence d'horloge plus élevée. Un GPU a plus de cœurs mais avec une fréquence d'horloge plus basse.

Descriptions​

Nommer les composants selon leur description :

  1. Connecte les composants ensemble
  2. Calcule efficacement les images affichées à l'écran
  3. Support pour tous les composants
  4. Ensemble de composants qui sont branchés à l'extérieur de l'ordinateur
  5. Stocke les données à court terme
  6. Fournit le courant aux autres composants
  7. Stocke les données même quand l'ordinateur est éteint
  8. Exécute les instructions
Solution
  1. Bus
  2. Carte graphique
  3. Carte mère
  4. Périphériques
  5. Mémoire vive
  6. Bloc d'alimentation
  7. Mémoire de masse
  8. Processeur

Périphériques​

Classer les différents périphériques suivants selon trois catégories : entrée, sortie ou entrée-sortie.

  • Écran
  • Clavier
  • Souris
  • Clé USB
  • Manette de jeu
  • Microphone
  • Casque audio
  • Écran tactile
  • Routeur
  • Scanner
  • Imprimante
  • Disque dur externe
  • Webcam
  • Casque de réalité virtuelle
  • Enceintes
  • Carte SD
Solution
EntréeSortieEntrée-sortie
ClavierÉcranClé USB
SourisCasque audioÉcran tactile
Manette de jeuImprimanteRouteur
MicrophoneEnceintesDisque dur externe
ScannerCasque de réalité virtuelle
WebcamCarte SD

Références​

Dernière mise à jour le