STRUCTURE MACHINE (LES COMPOSANTS MATERIELS D’UN SYSTEME INFORMATIQUE)

MODULE :
LES COMPOSANTS MATERIELS D’UN
SYSTEME INFORMATIQUE

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LECON 01 : INTRODUCTION A L’INFORMATIQUE
Objectif de la leçon : à la fin de cette leçon, le stagiaire doit être capable décrire la
structure générale de l’information dans le contexte de l’informatique.
INTRODUCTION :
Depuis la nuit des temps, l’homme n’a pas cessé de progresser et d’évoluer, passant de l’âge de
pierre à la révolution industrielle. Il saute d’une invention à une autre plus sophistiquée et plus
adéquate avec sa nouvelle vie et ses nouveaux besoins qui n’arrêtent pas de connaître des
mutations et des changements de plus en plus rapides et de plus en plus radicaux.
L’invention la plus bouleversante des dernières années est l’informatique et ses différentes
technologies
I. Définition de l’informatique :
Le terme informatique est composé de deux termes « infor » et « matique ». Infor pour
information et matique pour automatique, cela veut dire traitement de l’information
automatique (automatique c’est à dire à l’aide d’un ordinateur). Face aux volumes, à l’urgence,
à la complexité et à la diversité croissante des informations dont l’homme doit gérer
quotidiennement, l’invention d’une technologie (l’informatique) permettant des traitements
d’information et des calculs inimaginables en quelques minutes voir quelques secondes, est
incontournable pour le progrès de l’homme.
L’informatique a connu une évolution très rapide passant par l’invention des premiers
ordinateurs encombrants (mainframe) et lents jusqu’aux portables et ordinateur de bureau très
puissant, très rapides d’aujourd’hui. En parallèle, il y a des logiciels très diversifiés, et pour tous
les domaines, et pour tout le monde.







OBJECTIF GENERAL :
A l’issue de ce module le stagiaire doit être capable d’identifier les différentes parties
matérielles d’un système informatique, et le fonctionnement de chacune d’elles.

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II. Définition de l’ordinateur. :
Un ordinateur est une machine de traitement de l’information ; il est capable d’acquérir
l’information, la stocker, la transformer et de la transmettre.








Le mot « Ordinateur » a été créé par le professeur « Jaques Perret » en 1956 à la demande
d’IBM-France, afin de doter la langue française d’un terme équivalent à « Data Processing
machine » comme machine de traitement de données.
III. Définition de l’information :
L’information peut être définie comme un ensemble de données organisées et structurées qui
ont une signification et qui peuvent être traitées par un système informatique.
C'est la matière première que l'ordinateur manipule, stocke et communique. L'information peut
se présenter sous diverses formes : texte, chiffres, images, sons, vidéos, etc., et elle est
toujours représentée sous une forme codée pour être traitée par la machine.

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Les étapes de traitement automatique de l’information :
-
Recevoir les informations ou les données en entrée.
-
Effectuer sur ces données des traitements (ou des opérations) en fonction d’un
programme (instructions).
-
Fournir les résultats en sortie.

IV. Tracer brièvement l’historique et l’évolution de
l’informatique.
L'histoire de l'informatique est une épophe jalonnée d'innovations, partant de simples outils de
calcul pour aboutir aux systèmes numériques complexes qui façonnent notre monde actuel.
Voici un bref aperçu de son évolution :
➢ Les Prémices du Calcul (XVIIe - XIXe siècles) :
L'informatique trouve ses lointaines origines dans le besoin d'automatiser les calculs. Au XVIIe
siècle, des machines mécaniques comme la Pascaline de
Blaise Pascal et la machine de Leibniz posent les bases
des calculateurs. Au XIXe siècle, Charles Babbage conçoit
la machine analytique, un concept visionnaire de machine
programmable, bien qu'elle n'ait jamais été entièrement
réalisée de son vivant. Les machines à cartes perforées
d'Herman Hollerith, utilisées pour le recensement
américain à la fin du XIXe siècle, marquent une étape
importante dans le traitement automatisé des données.

➢ L'Ère des Ordinateurs Électroniques (Années 1940-1950) :
Le milieu du XXe siècle voit l'avènement des premiers
ordinateurs électroniques. Utilisant des tubes à vide, des
machines comme l'ENIAC (Electronic Numerical Integrator and
Computer), achevé en 1945, démontrent la faisabilité du calcul à
grande vitesse. Ces machines étaient cependant massives,
coûteuses et difficiles à programmer.
L'architecture de von Neumann, proposée à la fin des années
1940, avec le concept de programme stocké en mémoire, jette
les bases de la conception des ordinateurs modernes.






Tube à vide
Boulier

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➢ La Révolution des Transistors et Circuits Intégrés (Années 1950-1970) :

L'invention du transistor en 1947 par Bardeen, Brattain et
Shockley, puis celle du circuit intégré (puce électronique) à
la fin des années 1950 par Jack Kilby et Robert Noyce,
transforment radicalement l'informatique. Ces composants
miniaturisés et plus fiables remplacent les tubes à vide,
permettant la création d'ordinateurs plus petits, plus rapides,
plus économes en énergie et moins chers. Cela marque le
passage de la première à la deuxième (transistors) puis à la
troisième génération (circuits intégrés) d'ordinateurs.
➢ L'Avènement de l'Ordinateur Personnel (Années
1970-1980) :
La miniaturisation continue et la création du
microprocesseur ouvrent la voie à l'ordinateur
personnel. Des machines comme l'Altair 8800, l'Apple
II, le Commodore PET et le Tandy TRS-80 rendent
l'informatique accessible aux passionnés et aux
petites entreprises.
L'introduction de l'IBM PC en 1981, avec son
architecture ouverte et le système d'exploitation MS-
DOS de Microsoft, joue un rôle crucial dans la
standardisation du marché. L'interface utilisateur
graphique (GUI), popularisée par le Xerox Alto et
commercialisée avec succès par l'Apple Macintosh en
1984, révolutionne l'interaction homme-machine. Microsoft lance Windows en 1985, apportant
la GUI à un public encore plus large.
➢ L'Ère d'Internet et de la Connectivité (Années 1990-2000) :
Le développement et la démocratisation d'Internet, issu de projets de recherche comme
ARPANET, transforment l'informatique en un outil de communication et d'accès à l'information
sans précédent. L'invention du World Wide Web par Tim Berners-Lee au CERN en 1989 et la
création des premiers navigateurs web au début des années 1990 rendent l'information
accessible à tous. Cette période voit l'explosion du commerce électronique, des réseaux sociaux
et des services en ligne.
Transist
Ordinate

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➢ L'Informatique Contemporaine et ses Nouvelles Frontières (Années 2000 à
aujourd'hui) :
Le début du XXIe siècle est marqué par l'essor
de
l'informatique mobile avec les smartphones et
tablettes, changeant notre manière d'interagir
avec la technologie.
Le cloud computing modifie la distribution et
l'accès aux ressources informatiques,
permettant le stockage et le traitement de
données à distance.
Le Big Data, l'analyse de vastes ensembles de
données, devient crucial pour la prise de
décision dans de nombreux domaines.
Enfin, l'intelligence artificielle connaît des avancées significatives, avec des applications allant de
l'apprentissage automatique à la vision par ordinateur et au traitement du langage naturel,
ouvrant de nouvelles perspectives pour l'avenir de l'informatique.

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LEÇON 02 : LES NOTIONS DE BASE DES SYSTEMES DE
NUMERATION.
Objectif de la leçon : à la fin de cette leçon, le stagiaire doit être capable d’appliquer
les notions de base des systèmes de numération.
I. HISTORIQUE DES SYSTEMES DE NUMERATION :
L'histoire des systèmes de numération est fascinante et remonte à l'aube de la civilisation. Les
premières formes de comptage étaient rudimentaires, souvent basées sur des entailles sur des
os ou des bâtons. Différentes civilisations ont développé leurs propres systèmes :
1. La numération égyptienne :
Utilisaient un système décimal non positionnel basé sur des hiéroglyphes. Chacun de leurs
symboles fait référence à un certain niveau d'importance :
-
une unité est représentée par un bâton,
-
un panier : il contient à peu près 10 éléments,
-
un rouleau de papyrus : il peut contenir approximativement 100
hiéroglyphes,
-
un lotus : il y en a des milliers. Un doigt pointant vers le firmament
-
nocturne : on peut y observer près de 10 000 étoiles.
-
un tétard : on compte près de 100 000 autour du Nil après la ponte,
-
un dieu à genoux soutenant le ciel : ce dieu est éternel et un million
d'années équivaut à l'éternité.
On additionne les valeurs de tous les signes utilisés pour écrire le nombre.



On peut vérifier que ce nombre est 2964.

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2. Les Romains :
Leur système, encore utilisé aujourd'hui pour certaines applications (comme les numéros de
chapitre), était également non positionnel et utilisait des lettres (I, V, X, L, C, D, M).
Signes employés:


La numération romaine permettait d'écrire les neufs premiers chiffres ainsi:


On observe la représentation du nombre quatre et celle du nombre neuf.
Ce n'est qu'au cours du Moyen Âge que les chiffres romains ont été consignés en utilisant des
variations comme IX pour neuf ou XC pour quatre-vingts dix...
On peut expressément utiliser l'addition pour écrire avec des chiffres romains.

Ils sont plus clairs et plus faciles à comprendre que les chiffres égyptiens.
3. Les Babyloniens :
Ils ont apporté une contribution cruciale avec un système sexagésimal (base 60) positionnel.
Des traces de ce système subsistent dans notre mesure du temps (60 secondes dans une
minute, 60 minutes dans une heure) et des angles (360 degrés dans un cercle).

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4. Les Mayas :
Utilisaient un système vigésimal (base 20) avec un symbole
pour zéro, une avancée significative.
les chiffres de 1 à 19 ainsi que le chiffre zéro:


Les Mayas écrivaient leurs nombres de haut en bas:
Le nombre 20 s'écrit donc ainsi:


5. Le système indo-arabe :
C'est celui que nous utilisons aujourd'hui, un système décimal (base 10) positionnel avec des
symboles pour les chiffres de 0 à 9.
L'introduction du zéro comme un nombre à part entière a révolutionné les mathématiques et le
calcul.
Les chiffres:
0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9
La valeur représentée par un chiffre dépend de sa position.
3 344 = 3 x 103
+ 3 x 102
+ 4 x 101
+ 4 x 100

C'est pourquoi on parle de numération de position. On fait ainsi l'économie de l'écriture de
nombreux signes.
II. DEFINITION D’UN SYSTEME DE NUMERATION :
Un système de numération est un ensemble de symboles et de règles utilisés pour représenter
des nombres. Il définit la manière dont les nombres sont écrits et interprétés. Les
caractéristiques clés d'un système de numération incluent :
-
La base (ou radix) : Le nombre de symboles uniques utilisés dans le système. Par
exemple, la base du système décimal est 10 (les chiffres de 0 à 9).
-
Les symboles : Les caractères utilisés pour représenter les valeurs.
-
La position (pour les systèmes positionnels) : La valeur d'un symbole dépend de sa
position dans le nombre. Chaque position représente une puissance de la base
Les systèmes de numération sont des techniques utilisées pour illustrer et traiter les chiffres. Ils
sont indispensables dans plusieurs domaines, comme les mathématiques, l'informatique,
l'ingénierie et bien d'autres encore.

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Les systèmes de numération offrent une structure organisée pour représenter des quantités et
des valeurs de façon claire et cohérente.

On peut observer divers systèmes de numération à l'échelle mondiale, cependant les plus
répandus sont le système décimal, le système binaire, le système octal et le système
hexadécimal. Chaque système possède ses propres règles distinctes et caractéristiques
spécifiques pour la représentation des nombres.

III. LES DIFFERENTS TYPES DE SYSTEMES DE
NUMERATIONS :
On distingue principalement deux types de systèmes de numération :
1. Systèmes non positionnels :
La valeur d'un symbole est constante, quelle que soit sa position dans le nombre. Les systèmes
égyptien et romain en sont des exemples. Par exemple, dans le nombre romain XI, le 'X' vaut
toujours 10 et le 'I' vaut toujours 1.
2. Systèmes positionnels :
La valeur d'un symbole dépend de sa position dans le nombre. Le système décimal, le système
binaire (base 2), le système octal (base 8) et le système hexadécimal (base 16) sont des
exemples de systèmes positionnels.
2.1. Système décimal (base 10) :
Utilise 10 symboles (0-9). Chaque position représente une puissance de 10 (unités, dizaines,
centaines, etc.).

Par exemple :
Dans le nombre 123, le '3' représente 3×100
Le '2' représente 2×101
Le '1' représente 1×102
2.2. Système binaire (base 2) :
Utilise 2 symboles (0 et 1). C'est le langage fondamental des ordinateurs car les circuits
électroniques peuvent facilement représenter deux états (tension élevée/basse, ouvert/fermé).
Chaque position représente une puissance de 2 (1, 2, 4, 8, etc.).

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Par exemple :
1001101 : la valeur décimale de cette suite est :
1* 26 + 0 * 25 + 0 * 24 + 1* 23 + 1* 22 + 0 * 21 +1*20 =77
11100100 :
B0 = 0, b1= 0, b2=1, b3= 0, b4=0, b5= 1, b6=1,b7= 1
Seize (16) bits est appelée « mot-mémoire » ou bien mot machine
1110001010100110
B0 = 0 , b1= 1 , b2 = 1 , b3 = 0 , b4= 0 , b5= 1 ……….. b14=1 b15=1
2.3. Système octal (base 8) :
Utilise 8 symboles (0-7). Il est parfois utilisé en informatique comme une représentation plus
concise du binaire. Chaque position représente une puissance de 8 (1, 8, 64, etc.).

Exemple : N = 5368
chiffre
5
3
6
puissance
82
81
80
Pondération
320
24
6

L’addition des pondérations donne l’équivalent décimal du nombre octal considéré.
320+24+6 = 350


2.4. Système hexadécimal (base 16) :
Ce système, basé sur seize chiffres, est un système base 16 ; par conséquent, en plus des dix
chiffres décimaux que nous utilisons habituellement, on doit intégrer six lettres :
[A, B, C, D, E, F]
A = 10 ; B = 11 ; C = 12 ; D = 13 ; E = 14 ; F = 15.

Soit 5368
35010

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Chaque caractère d'un nombre hexadécimal a un poids qui est calculé en multipliant la valeur
numérique du symbole par la puissance de 16 correspondant à sa position dans le nombre.
Exemple : N = 4CA216

signes
4
c
A
2
puissance
163
162
161
160
pondération
16384
3072
160
2

L’addition des pondérations donne l’équivalent décimal du nombre hexadécimal considéré :
16384+3072+160+2 = 19618

L’intérêt de ces deux systèmes vient de ce que 8 et 16 ont des puissances entières de groupe
de 3 et 4 bits et par conséquent, on peut effectuer les conversions Octale/Décimale ainsi que
Hexadécimale/Décimale. (Voir Tableau) :
Nombre décimal Binaire
Octal
Hexadécimal
0
0
0
0
1
1
1
1
2
10
2
2
3
11
3
3
4
100
4
4
5
101
5
5
6
110
6
6
7
111
7
7
8
1000
10
8
9
10001
11
9
10
1010
12
A
11
1011
13
B
12
1100
14
C
13
1101
15
D
14
1110
16
E
15
1111
17
F
16
10000
20
10
17
10001
21
11
18
10010
22
12
19
10011
23
13
20
10100
24
14
Soit 4AC216
1961810

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V. UTILITE D’UN SYSTEME DE NUMERATION DE
NUMERATION :
Les systèmes de numération sont absolument fondamentaux pour :
-
Représenter des quantités : Ils nous permettent d'exprimer et de manipuler des
nombres pour compter, mesurer et effectuer des calculs.
-
Le fonctionnement des ordinateurs : Comme mentionné, les ordinateurs
fonctionnent en interne avec le système binaire. Toutes les données (textes, images,
programmes) sont finalement converties en séquences de 0 et de 1.
-
L'adressage mémoire : Les adresses des emplacements mémoire dans un ordinateur
sont souvent représentées en hexadécimal pour faciliter la lecture et la manipulation
par les programmeurs.
-
La représentation des couleurs : En infographie et sur le web, les couleurs sont
souvent définies à l'aide du système hexadécimal (par exemple, #FF0000 pour le
rouge).
-
La communication et l'échange d'informations : Un système de numération
standardisé permet une communication claire et sans ambiguïté des informations
numériques.

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LECON 03 : CODAGE DE L’INFORMATION
Objectif de la leçon : à la fin de cette leçon le stagiaire doit être capable d’appliquer
les notions de base du codage de l’information.
Introduction :
Cette troisième leçon aborde des notions fondamentales que tout stagiaire désireux de
comprendre l'architecture des ordinateurs et de coder des programmes pour les faire
fonctionner devrait acquérir. On y traite la notion de codage de l’information. Vous allez voir
qu’en informatique, l’information est codée en binaire et uniquement en binaire. C’est la raison
pour laquelle nous avons traité le système de numération binaire lors de la première leçon.
Cependant, cela ne suffit pas : il faut pouvoir coder des nombres, du texte, des images, du son,
des vidéo et divers autres objets informatiques comme des documents PDF, des textes avec
mise en forme, des pages web et bien d’autres encore ! C’est ce que nous allons vous faire
découvrir dans cette leçon.
I. C’EST QUOI LE CODAGE DE L’INFORMATION ?

1. Définition :
Le codage de l’information permet d’établir une correspondance qui permet de passer d’une
représentation (dite externe) d’une information à une autre représentation (dite interne: sous
forme binaire) de la même information, suivant un ensemble de règle précis.
Par exemple:
Le nombre 70 Sa représentation externe = 70
Sa représentation interne (en binaire) = 01000110
Le codage de l’information passe par trois étapes:
-
Représentation des informations sous forme de séquence de chiffres (Numérisation).
-
Représentation de chaque chiffre en binaire.
-
Illustrer chaque composante binaire par un état matériel (signal électrique)

2. Les types de données élémentaires :

2.1. Bit :
Un bit représente une position ou un symbole binaire. C'est la plus petite unité d'information,
n'acceptant que deux états : « 0 » ou « 1 ». Il est possible de rassembler plusieurs bits en
unités plus volumineuses.

2.2. Octet (ou byte) :
Un octet correspond à une unité de mesure composée de 8 bits. On l'utilise, par exemple,
pour consolider les états logiques de 8 entrées ou de 8 sorties.

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2.3. Mot (ou Word) :
Un mot est constitué de 2 octets, équivalent à 16 bits. Un mot peut rassembler 16 entrées ou
16 sorties.

2.4. Double mot (ou double Word) :
Un double mot inclut 2 mots, soit 4 octets ou encore 32 bits.
Un automate est capable de traiter une unité de données à la taille d'un double mot, sauf
pour quelques API qui gèrent des mots longs (64 bits).

Pour résumer :

✓ 1 Byte correspond à 8 bits ;
✓ 1 Word équivaut à 2 Bytes, soit 16 bits ;
✓ 1 Double word représente 2 Words, ce qui donne 4 Bytes ou encore 32 bits .

II. LES DIFFERENTS TYPE DE CODAGE :

1.
Codages binaires :
Le codage est une procédure indispensable à la communication humaine. On peut
caractériser un code comme une collection de symboles (par exemple, l'alphabet d'une
langue) qui représente des informations pertinentes. Dans le domaine de l'informatique, ces
symboles se réduisent à deux éléments clés : le « 0 » et le « 1 ». Ainsi, dans ce secteur,
toutes les données sont exprimées en configurations binaires. Qu'il s'agisse de texte,
d'images, de son, de vidéo ou même de simples chiffres, c'est le codage binaire qui est
employé.
Avant d'explorer les différents codages, il est essentiel de comprendre deux notions clés :
La quantité d'information que l'on peut encodé (illustrer) et le nombre de bits qu'il serait
approprié d'utiliser pour ce codage.
Le volume d'information que l'on peut représenter est équivalent au nombre de

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configurations distinctes possibles. Dans une codification. Par conséquent, dans une pure
représentation binaire, n bits peuvent représenter 2n informations distinctes.
L'importance du nombre de bits utilisés pour le codage est primordiale, car il restreint la
gamme des valeurs (ou informations) à encoder. On a généralement recours aux valeurs
suivantes dans les ordinateurs : 8, 16, 32 ou 64 bits.
On emploie les bits ou l'octet pour quantifier la quantité d'information représentée en
binaire. L'octet qui équivaut à 8 bits. Tout comme les unités de mesure telles que le mètre
ou le kilogramme, nous avons établi les mesures suivantes :
-
Un kilooctet (Ko) = 103 octets
-
Un mégaoctet (Mo) = 106 octets
-
Un gigaoctet (Go) = 109 octets
-
Un téraoctet (To) = 1012 octets
-
Un pétaoctet (Po) = 1015 octets
-
Un exaoctet (Eo) = 1018 octets
-
Un zettaoctet (Zo) = 1021 octets
-
Un yottaoctet (Yo) = 1024 octets
-
Un ronnaoctet2 (Ro) = 1027 octets
-
Un quettaoctet (Qo) = 1030 octets

2.
Le binaire pur :
Le binaire pur est également désigné sous le terme de binaire naturel. Cette codification a déjà
été discutée dans le contexte du premier chapitre qui traite des systèmes de numération.
Effectivement, dans ce système de codage, chaque nombre entier positif se voit attribuer la
valeur qui lui correspond dans le système binaire. Donc, avec n bits, il sera possible de coder
les valeurs comprises entre : [0 et 2n-1].
Exemple :
Sur 6 bits : (35)10 = (100011)2
Attention la valeur (35)10 n’est pas représentable sur 5 bits. En effet, rappelez-vous que pour
coder une valeur sur n bits, elle doit être comprise entre [0 et 2n-1], dans notre cas entre [0
et 25-1] = [0 et 31].
3.
Le code GRAY :
Le code Gray, également appelé code binaire réfléchi (CBR), est un système de codage
binaire où deux valeurs successives ne diffèrent que par un seul bit. Cette propriété est cruciale
dans de nombreuses applications d'ingénierie et de systèmes numériques, car elle permet de
minimiser les erreurs lors des transitions.
Voici comment cela fonctionne :
1) On établit un code de départ : zéro est codé 0 et un est codé 1.
2) Puis, à chaque fois qu'on a besoin d'un bit supplémentaire,
3) on symétrise les nombres déjà obtenus (comme une réflexion dans un miroir)
4) et on rajoute un 1 au début des nouveaux nombres et un zéro sur les anciens.

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4.
Les décimaux codés binaires :
Le décimal codé binaire (DCB) est un système de numération dans lequel chaque chiffre
décimal (de 0 à 9) est représenté par un groupe de quatre bits binaires (un quartet ou un
nibble). Contrairement à la conversion directe d'un nombre décimal entier en binaire, où le
nombre entier est traité comme une seule entité, en DCB, chaque chiffre décimal est codé
individuellement.
Un certain nombre de codes sont définis à cet effet :
-
Code BCD
-
Code excédent 3
-
Code 2 parmi 5

4.1. Code BCD ou DCB (Décimal Codé Binaire) :
Dans ce code chaque chiffre décimal de 0 à 9 est représenté par 4 bits du binaire pur, avec
dans l’ordre les poids 8, 4, 2, 1, c’est-à-dire 8=23
Pour le bit N0 3, 4=22 pour le bit N0 2, 2 =21 pour le bit N01, 1=20 .
Pour le bit N0 0.
Exemple1 :
1011DCB = 1*8+0*4+1*2+1*1= 1110
3210 = 00110010DCB
Exemple 2 :
(1297)10 = (0001 0010 1001 0111)BCD

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4.2. Le code excédent 3 ou (code de STIBITZ) :
Est un système de codage décimal codé binaire (DCB) où chaque chiffre décimal est
représenté par son équivalent binaire auquel on ajoute 3. Le résultat de cette addition est
ensuite codé sur quatre bits.
Le tableau suivant donne l’équivalent Excédent 3 des chiffres décimaux :
Chiffre décimal
Code BCD
Code excédent
3
0
0000
0011
1
0001
0100
2
0010
0101
3
0011
0110
4
0100
0111
5
0101
1000
6
0110
1001
7
0111
1010
8
1000
1011
9
1001
1100

Exemple : 512 en décimal vaut (0101 + 0011) (0001 + 0011) (0010 + 0011) ce qui donne
(1000 0100 0101) Excédent 3
4.3. Code 2 parmi 5 :
Avec les codes « 2 parmi 5 », les mots-code comprennent 5 bits dont 2 sont à 1 (et les 3
autres à 0).
Il existe plusieurs codes « 2 parmi 5 », et les plus utilisés sont le code « 8 4 2 1 0 » et le
code « 7 4 2 1 0 ». Ces deux codes sont pondérés, la liste des poids figurant dans la
dénomination du code.
Tableau de conversion
Décimal
code « 2 parmi 5 »
décimal
code « 2 parmi 5 »
84210
code « 2 parmi 5 »
74210
0
10100
11000
1
00011
00011
2
00101
00101
3
00110
00110
4
01001
01001
5
01010
01010
6
01100
01100
7
11000
10001
8
10001
10010
9
10010
10100

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5.
Codage des caractères :
Le codage des caractères est un système qui assigne un nombre unique (un code
numérique) à chaque caractère d'un ensemble donné (alphabet, symboles de ponctuation,
caractères de contrôle, etc.).
Différents codes sont utilisés:
-
ASCII (7 bits)
-
ASCII étendue (8 bits)
-
Unicode (16 bits)

5.1. ASCII (American Standard Code for Information Interchange) :
Un des premiers standards, utilisant 7 bits pour représenter 128 caractères (lettres
majuscules et minuscules, chiffres, ponctuation, caractères de contrôle) :
-
0 à 31 : caractères de contrôle (retour à la ligne, Bip sonore, etc.…)
-
65 à 90 : majuscules
-
97 à 122 : minuscules

20
L'ASCII étendu utilise 8 bits pour représenter 256 caractères, incluant des caractères
spéciaux et des symboles supplémentaires.

5.2. ISO-8859 :
Une famille de standards 8 bits conçus pour différentes langues et régions géographiques,
étendant l'ASCII pour inclure des caractères spécifiques (par exemple, les lettres accentuées
en français).
5.3. Unicode (UTF-8, UTF-16, UTF-32) :
Un standard universel qui vise à représenter tous les caractères de toutes les langues du
monde.
-
UTF-8 : (abréviation de l'anglais Universal Character Set Transformation Format 1 - 8
bits) , un codage à longueur variable, très répandu sur Internet, qui utilise de 1 à 4
octets par caractère. Il est compatible avec l'ASCII pour les caractères anglais de
base.
-
UTF-16 et UTF-32 : Des codages à longueur fixe (sur 16 ou 32 bits), parfois utilisés en
interne par certains systèmes d'exploitation ou langages de programmation.

21
6. Codage du son :
Le son analogique est échantillonné à intervalles réguliers, et la valeur de l'amplitude de
l'onde sonore à chaque échantillon est quantifiée et codée en binaire.
La représentation en binaire d'un signal est nécessaire pour que celui-ci puisse être transmis
à l'ordinateur, ce dernier ne pouvant gérer et stocker les données que sous forme binaire.
Un signal sonore analogique est caractérisé par une fonction continue, dont la fréquence
détermine si le son est aigu ou grave, et dont l'amplitude indique le volume sonore. La
conversion de ce signal analogique en une représentation binaire est une étape nécessaire
pour son traitement numérique.
La période d’échantillonnage est très importante car elle a un impact par rapport à la fidélité
du son numérisé. En effet, il ne faut pas perdre de vu que le codage binaire résultant ne
représente qu’une partie du signal analogique qui est une fonction continue. On doit donc
fixer la période d’échantillonnage de sorte à ce que la perception humaine ne détecte pas de
différences entre le signal d’origine et celui numérisé.

7. Codage d’image :
On distingue 2 catégories de codage des images :
-
Les images vectorielles
-
Les images bitmap ou matricielles
Dans le codage vectoriel, l’image est codée par un ensemble de formules mathématique,
alors que dans le codage matriciel, l’image est codée comme un tableau de points. Dans ce
qui suit, nous présenterons uniquement le codage matriciel car c’est ce codage qui permet
de représenter numériquement les photos.
7.1. Bitmap (matriciel) :
L'image est représentée par une grille de pixels (points de couleur). La couleur de chaque
pixel est codée en binaire. Les formats courants incluent BMP, PNG, GIF et JPEG.
Voici quelques possibilités de codage de la couleur des pixels généralement utilisées:
-
Bitmap noir et blanc : on peut coder la couleur sur 1 bit (0 pour le noir, 1 pour le blanc).
-
Bitmap 16 couleurs ou 16 niveaux de gris : 4 bits suffissent.

22
-
Bitmap 256 couleurs ou 256 niveaux de gris : Un octet fait l’affaire.
-
"Couleurs vraies" (True Color) ou "couleurs réelles" : cette représentation permet de
représenter une image en définissant chacune des composantes (RGB, pour rouge, vert et
bleu). Chaque pixel est représenté par un entier comportant les trois composantes,
chacune codée sur un octet, c'est-à-dire au total 24 bits (16 millions de couleurs). Il est
possible d'ajouter une quatrième composante permettant d'ajouter une information de
transparence ou de texture, chaque pixel est alors codé sur 32 bits.

Sachant qu’on est en codage 24 bits, voici quelques particularités:
-
Pour chaque couleur, les valeurs proches de 0 signifient une faible nuance (intensité)
de la couleur alors que les valeurs proches de 255 signifient une forte nuance de
couleur. Par exemple le codage : (R , V, B) = (0,0,0) traduit un noir alors que
-
(R , V, B) = (255,255,255) traduit un blanc.
-
(R , V, B) = (0,0,255) correspond au bleu
-
(R , V, B) = (0,255,0) correspond au vert
-
(R , V, B) = (255,0,0) correspond au rouge
-
(R , V, B) = (255,255,0) correspond au jaune car c’est un mélange équilibré entre le
rouge et le vert
-
Lorsque les valeurs des 3 couleurs sont égales, cela se traduit par un gris qui va du
noir (R,V,B)=(0,0,0) jusqu’au blanc (R,V,B)=(255,255,255)
Voici quelques illustrations :

7.2. Vectoriel :
L'image est décrite par des équations mathématiques représentant des formes géométriques
(lignes, courbes, polygones). Les formats courants incluent SVG et AI.
8. Codage des vidéos :
Une vidéo est une séquence d'images (frames) affichées rapidement. Chaque frame est
codée comme une image, et des techniques de compression temporelle (élimination des
redondances entre les images successives) et spatiale (similaire à la compression d'image)
sont utilisées.
-
Codecs (encodeurs/décodeurs) : H.264 (AVC), H.265 (HEVC), VP9, AV1.
-
Formats de conteneur : MP4, AVI, MKV.

23
9. Codage des nombres :
Coder une information consiste à établir une correspondance entre sa représentation
externe (habituelle) et sa représentation interne dans la machine, qui est une suite de bits.
La représentation (codification) des nombres est nécessaire afin de les stocker et de les
manipuler par un ordinateur. Le principal problème est la limitation de la taille du codage :
un nombre mathématique peut prendre des valeurs arbitrairement grandes, tandis que le
codage dans la machine doit s’effectuer sur un nombre fixe de bits.
9.1. Codage des entiers naturels :
• Les entiers naturels (positifs ou nuls) sont codés sur un nombre fixe d’octets (1 octet = 8
bits). On rencontre habituellement des codages sur 1 , 2, 4 octets, et plus rarement sur 8
octets (64 bits)
• Un codage sur n bits permet de représenter tous les entiers naturels compris entre 0 et
2n-1
Exemple : avec un octet (8 bits), on peut représenter (coder) les nombres appartenant à
l’intervalle : [0, 28-1] = [0,255].
9.2. Codage des entiers relatifs (nombres signés) :
La représentation des entiers signés pose des problèmes surtout au niveau de la
représentation du signe. Il existe plusieurs manières pour coder les nombres signés :
- Codage en signe + valeur absolue
- Codage en complément restreint (C à 1)
- Complément vrai (Cà 2)




III. CODES CORRECTEURS D'ERREURS :
1. Définition :
Un code correcteur est une technique de codage basée sur la redondance. Elle est destinée à
corriger les erreurs de transmission d'un message sur une voie de communication peu fiable.
La théorie des codes correcteurs ne se limite pas qu'aux communications classiques (radio,
câble coaxial, fibre optique, etc.) mais également aux supports de stockage comme les disques
compacts, la mémoire RAM et d'autres applications où l'intégrité des données est importante.
Pourquoi ces codes ?
• Des canaux de transmission imparfaits entraînent des erreurs lors des échanges de données.
• La probabilité d'erreur sur une ligne téléphonique est de 10-7 (cela peut même atteindre 10-4).
Convention : Quelques soit le codage utilisé, le bit de poids fort est
réservé pour la représentation du signe : Un nombre négatif a un bit de
signe à 1 et un nombre positif a un bit de signe à 0.

24
Avec un taux d'erreur de 10-6 et une connexion à 1 Mo/s, en moyenne 8 bits erronés sont
transmis chaque seconde...
2. Types de Codes Correcteurs : Il existe plusieurs familles de codes
correcteurs :
2.1. Codes Linéaires (Bloc) :

2.2. Codes Convolutifs :
► Correction basée sur des séquences de bits et un algorithme de décodage (comme
l'algorithme de Viterbi).
► Utilisés dans les communications mobiles (3G, 4G) et le GPS.
2.3. Codes Concatenés et Turbo Codes :
► Combinaison de plusieurs codes pour améliorer la correction.
► Turbo codes sont utilisés en 4G/LTE et dans le standard DVB.
2.4. LDPC (Low-Density Parity-Check)
► Utilisé en 5G, Wi-Fi (802.11n/ac), et stockage (SSDs modernes).
► Efficace pour corriger des erreurs aléatoires.
3. Fonctionnement de Base :
Un code correcteur ajoute des bits de redondance aux données pour permettre la détection et
la correction.
- Distance de Hamming : Nombre minimal de bits différents entre deux mots de code. Plus
elle est grande, plus le code peut corriger d'erreurs.
- Capacité de correction : Un code de distance d peut corriger jusqu’à 𝑡=
𝑑−1
2 erreurs.
Exemple avec Hamming (7,4) :
-
4 bits de données → 7 bits transmis.
Si un bit est altéré, le syndrome (vérification de parité) permet de localiser et corriger l’erreur.

25
LEÇON 04 : LA STRUCTURE ET LE FONCTIONNEMENT
D’UN ORDINATEUR
Objectif de la leçon : à la fin de la leçon, le stagiaire doit être capable de décrire la
structure et le fonctionnement d’un ordinateur.
INTRODUCTION
Sur une machine (Ordinateur, Tablette, Smartphone), toute l’information se trouve sous forme
numérique, que ce soit dans la mémoire de masse (stockage), dans la mémoire vive, dans le
microprocesseur et au niveau de tous les périphériques.
I. SCHEMA SYNOPTIQUE D’UN ORDINATEUR
L’ordinateur est un appareil électronique programmable qui traite automatiquement les
informations. Il est constitué de l’unité centrale et des périphériques.

Structure d’un ordinateur

26
Voici les différents composants d’un ordinateur :
L’unité centrale :
L’unité centrale, c’est l’organe principal de l’ordinateur, elle renferme plusieurs composants
destinés au traitement et à la circulation de l’information. Dans l’unité centrale, on trouve :
• Le bloc d’alimentation ;
• Le ventilateur ;
• La carte mère (microprocesseur, la mémoire centrale, la mémoire morte, l’horloge…) ;
• Les mémoires de masses (disque dur, lecteurs de CD-ROM…) ;
• Les cartes additionnelles (carte réseau, carte son, carte vidéo, …) ;
• Etc.

a. Le bloc d’alimentation
Le
boîtier héberge
un
bloc
d'alimentation électrique, chargé de fournir un courant électrique
stable et continu à l'ensemble des éléments de l'ordinateur.

b. La carte mère : La carte mère (Mainboard ou Motherboard) est
l’élément central de l’ordinateur. Elle est le socle sur lequel est fixé tous les éléments de
l’ordinateur et se présente sous la forme d'un circuit imprimé qui permet la connexion de ces
éléments, elle contient les connexions pour le processeur, la mémoire, les cartes d’extension,
les périphériques de stockage.

Elle est caractérisée par :

- Le facteur
d’encombrement
- Le chipset
- L’horloge temps réel
- Le bios
- Le cmos
- Le support de
processeur
- Les connecteurs
d’entrée-sortie
- Le voltage
- La norme

27
c. Le microprocesseur : (CPU : Central Processing Unit ou Unité Centrale de Traitement)
est le cerveau de l'ordinateur. Il permet de manipuler, de circuler les informations et
d'exécuter les instructions stockées en mémoire. Toute l'activité de l'ordinateur est
cadencée par une horloge unique.

d. La mémoire : est un composant de base de l’ordinateur, son rôle est de stocker les
données avant et pendant leur traitement par le processeur. Ces données sont
d’apparence binaire et mémorisées sous forme d’impulsions électriques (une impulsion
est égale à 1, aucune impulsion est égale à 0 ou l’inverse).

e. Les bus : constituent le système de communication central de l'ordinateur, ils relient le
processeur à la mémoire centrale et aux cartes d'extensions, c'est par leur intermédiaire
que transitent toutes les informations entre les différents composants d’un ordinateur.

On distingue trois types de bus :
- le bus de données transférant les données entre le processeur et les autres
parties. C'est un bus bidirectionnel ;
- le bus d'adresses par lequel le processeur indique l'adresse mémoire à laquelle
sont écrites ou lues les données ;
- le bus de commande (ou contrôle) par lequel le processeur envoie des codes de
commande aux différents organes.
Un bus doit non seulement permettre aux éléments figurant sur la carte mère de
communiquer entre eux, mais également d’ajouter des éléments supplémentaires à l’aide
de cartes d’extension.

Plusieurs bus existent sur le marché :

• ISA (Industry Standard Architecture) depuis 1981, il équipait la majorité des PC ;

• MCA (Micro Channel Architecture) élaboré par IBM afin de lutter contre l’invasion
des clones. Il est plus rapide que le bus ISA ;

• EISA (Extended Industry Standard Architecture), plus rapide que le bus ISA, il a
été développé pour contrer le MCA.


f. Cartes d’extension :
• Carte graphique : Une carte graphique ou carte vidéo ou adaptateur graphique, est
une carte d'extension d'ordinateur dont le rôle est de
produire une image affichable sur un écran elle convertir
les données numériques en une forme graphique.

Elle se caractérise par sa résolution qui est le nombre de
points affichables dans un pouce carré soit (2,54 cm x 2,54
cm) et par le nombre de couleurs de deux à seize millions.
Chaque carte graphique est fournie avec sa propre
mémoire (on dira VRAM).

28

Les cartes graphiques puissantes ont pour rôle également de gérer les affichages 3D
(jeux vidéos). Elles sont composées des éléments suivants :

- Processeur graphique
- Mémoire vidéo
- Ramdac
- Bios vidéo
- connecteurs
• Carte son : Une carte son est une carte d'extension d'ordinateur qui gérer les entrées
et le sorties sonores. Elle est composée des éléments suivant :

-
Processeur spécialisé.
-
Convertisseur digital- analogique.
-
Convertisseur analogique-numérique.
-
Connecteurs d’entrée-sorties externes.
-
Connecteurs d’entrée-sorties internes.

• Carte réseau : C’est une carte d’extension qui permet la connexion d’un ordinateur
au réseau. C’est donc interface entre l’ordinateur et le câble du réseau. Sa
caractéristique principale est son numéro unique au
niveau mondial appelé adresse MAC.

Elle est composée pour les plus anciennes de plusieurs
ports à savoir :

- le connecteur Rj45
- le connecteur AUI
- le connecteur BNC

g. Le chipset : est un circuit électronique chargé de gérer les échanges de données entre
les divers composants de l'ordinateur (processeur, mémoire, périphériques, ...).

h. Les ports de communication : Les ports d'entrée-sortie sont des éléments matériels
de l'ordinateur, permettant au système de communiquer avec des éléments extérieurs,
c'est-à-dire d'échanger des données, d'où l'appellation d'interface d'entrée-sortie.

29
II. LA STRUCTURE INTERNE ET LE FONCTIONNEMENT
D’UN ORDINATEUR :
Un ordinateur élémentaire est constitué de deux parties :
L’unité Centrale de traitement (UCT) ou le processeur (CPU) : est un ensemble qui
réalise tous les calculs.
Unité d’Entrée/Sortie (U d’E/S) : c’est l’entourage de l’ordinateur, dont le but est de
permettre le dialogue, sous forme d’échange d’information, entre l’unité centrale de traitement
et les différentes unités dites « périphériques ».



Composition d’un ordinateur élémentaire.
L’architecture interne de l’ordinateur est généralement composée des éléments suivants :
1. L’unité centrale de traitement (UCT) :
Est un boitier concernant l’élément interne de l’ordinateur qui permet de sauvegarder, traiter et
fournir les résultats, elle se compose d’une unité de traitement et de mémoire centrale.
1.1. L’unité de traitement :
Est un composant principale de PC (personnel computer) ou bien elle définit comme le cœur de
l’ordinateur appelé aussi le microprocesseur ou CPU (central processing unit), Le premier qui a
été inventé par Intel en 1971. Cet élément permet de traiter les informations introduites dans la
mémoire centrale .le microprocesseur caractérisé par sa vitesse d’exécution qui est mesurée en
MHZ
Le microprocesseur : comprend une unité de commande UC, c’est la partie intelligente et
importante qui permet d’interpréter les instructions d’un programme qui se trouvent dans la
mémoire centrale, ensuite elle l’acheminer vers l’unité arithmétique et logique (U .A.L) afin de
les traiter.



U.C.T
U d’E/S

30
a. Unité de Commande (U.C)

➢ Définition : Appelée aussi l’unité d’instruction, elle est composée de circuits logiques
travaillant en collaboration pour gérer l’unité centrale de traitement, suivant un processus
bien structuré tel que :
- Extraction (depuis la M.C) de la nouvelle instruction à exécuter, après sélection de son
adresse.
- Analyse de l’instruction et établissement des commandes élémentaires, nécessaires à
l’exécution de cette instruction.
- Extraction (depuis la M.C) de l’opérande (à travers une opération de lecture mémoire), sur
lequel doit porter le traitement.
- Déclanchement et réalisation du traitement défini par l’instruction.
- Rangement dans la M.C du résultat de l’opération (à travers une opération d’écriture
mémoire).
➢ Contenu de l’U.C : L’unité de commande comporte les circuits principaux suivants :
Le compteur ordinal
(compteur
d’instruction)
: il contient l’adresse de la prochaine (nouvelle) instruction à
exécuter.

Le registre
d’instruction (R.I)
: il contient l’instruction lue depuis la M.C et dont le contenu,
permet l’analyse de l’instruction en effectuant :
-
Un décodage de la partie « Code Opération » de
l’instruction.
-
Un envoie vers le circuit de décodage d’adresse mémoire,
la partie « Adresse de l’opérande » de l’instruction.

Le décodeur
d’instruction
: c’est le circuit qui analyse la partie « Code Opération » de
l’instruction, afin de préparer la distribution des différentes
commandes
élémentaires
nécessaires
à
l’exécution
de
l’instruction.
Le séquenceur
: il délivre un train d’ordres échantillonnés du temps aux
différentes unités de l’ordinateur, pour la réalisation du
traitement.

31



Schéma général d’une Unité de Commande.

b. L’unité Arithmétique et logique (U.A.L) :
Est un autre élément de microprocesseur qui est constitué des registres, les mémoires) qui
permet d’exécuter les opérations arithmétiques (Addition, soustraction…) et les opérations
logiques (AND, OR, XOR,…).
L’U.A.L contient la logique nécessaire à l’exécution de toutes les opérations arithmétiques et
logiques. Le choix de l’opération dépend de la commande donnée par le circuit de contrôle
(U.C).
1.2. Mémoire centrale :
La mémoire centrale est un dispositif principal de l’ordinateur, il permet de stocker au pc de
stocker les informations avant et pendant leurs traitements par le processeur, qui celui-ci a son
tour enregistre provisoirement ces instruction et les données des programmes qu’il exécute.
c’est donc l’espace dans lequel le microprocesseur travail, plus la mémoire centrale est grande
et organisée plus le microprocesseur est efficace. Plusieurs types de mémoires sont utilisées,
différentiables par leurs technologies (dram, sram), leurs forme (simm, dimm, rimm) ou encore
leurs fonctionnement (ram, rom). La mémoire principale se devise en 2 types de mémoire :
Décodeur d’instruction
Compteur ordinal
+1
Code opération
Adresse opérande
Séquenceur
Horloge
Registre de
Donnée Mémoire
Commandes élémentaires
Lecture d’instruction
Adressage
R
A
M
D
A
M



Instruction

32
a. ROM (Read-Only Memory) :
Mémoire morte, contenant des données qui ne peuvent pas être
facilement modifiées ou effacées. Elle est utilisée pour stocker le
firmware (logiciel de base) de l'ordinateur, comme le BIOS.
Il existe plusieurs types de mémoires ROM :

• PROM (Programmable Read Only Memory) :

Cette mémoire peut être programmée à l'aide d'un équipement
spécifique, mais une seule fois seulement.
Une fois programmée, elle devient une m2moire morte.

• EPROM (Erasable Programmable ROM)

La mémoire EPROM est une mémoire morte qui peut être effacée avec
un appareil d’exposition aux rayons ultaviolets ces mémoires possèdent
une fenêtre transparente permettant le passage de ces rayonsnécessaires
à l'effacement et reprogrammée plusieurs fois grace à un appareil nommé
programmateur d’eprom

• EEPROM (Electrically Erasable PROM)

La mémoire EPROM ou flssh ram, est une mémoire morte effaçable
électriquement sans pour autant l’enlevée de l'appareil qui la contient,
elle est aussi programmable plusieurs fois et peut être lue un nombre
illimité de fois. Toute fois elle n’est pas aussi rapide que la mémoire
RAM, ce type de mémoire morte est la plus flexible de toutes et elle
est utilisée dans tous les bios dès l’ordinateurs.

b. LA RAM (random access memory)

La ram ou mémoire à accès aléatoire appelée mémoire vive, est un type de mémoire qui est
présent en force sur tous les ordinateurs et
permet de stocker de manière temporaire
les données, son contenu est perdu
lorsqu'elle
n'est
plus
alimentée
électriquement d’où son nom de mémoire
volatile par opposition à la mémoire fixe
rom. son avantage majeur est sa capacité
de lecture et accès très rapide et provisoire par rapport au disque dur.
Il existe deux grandes catégories de Ram à savoir :

33
• SRAM (static random access memory) : Cette mémoire a l’immense avantage de pouvoir
stocker une valeur pendant une longue période sans devoir être rafraichie cela permet un
temps d’accès très rapide environ 10 nanosecondes mais elle est d’une densité très faible par
rapport à la Dram par contre son cout est très élevé et sa capacité mémoire est réduite, ce
type de mémoire est plus rapide que la Dram et généralement utilisé que pour la mémoire
cache.

• DRAM (dynamic random access memory) : À l’inverse de la Sram la Dram peut etre
rafraichie toutes les millisecondes, ce qui en augmente le temps d’accès et la rend très lente.

• SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) : Un type de RAM qui se synchronise avec l'horloge
du système pour améliorer les performances.

• DDRAM (Double Data Rate RAM) : Une évolution de la SDRAM qui transfère les données
deux fois par cycle d'horloge, doublant ainsi la bande passante.

2. Unité d’Entrée/Sortie (U d’E/S) :
Elle-même est composée de deux unités fonctionnelles suivantes :
Unité d’échange canaux.
Unité périphérique.



Schéma général d’une Unité d’Entrée/Sortie.
2.1.Unité d’échange canaux (U.E) :

a. Définition : C’est une unité qui permet de gérer le transfert des informations entre U.C.T et
les unités extérieures appelées « canaux ». Ceux sont des unités fonctionnant sous la
directive d’instruction particulière dite « instruction d’échange » (ou instruction d’E/S).
b. Contenu de l’U.E : L’unité d’échange comporte les circuits principaux suivants :
Sélecteur de
périphérique
il permet de sélectionner, à partir des renseignements
fournis par l’instruction d’échange, l’unité périphérique
employée.
U.C.T
U.E
U.E
U.E
U.P
U.P
U.P
U.P
U.P
U.P

34
Registre d’adresse
: il contient, à partir d’un chargement effectué par
l’instruction d’échange, l’adresse où se trouve l’information à
transférer
Compteur d’information : il permet de comptabiliser le nombre d’information restant
encore à transférer et d’arrêter le transfert en temps utile.
Registre d’échange
: il constitue le registre de transfert des informations entre
U.C.T et les unités périphériques. Ce registre est
bidirectionnel

Remarque : le registre d’adresse et le compteur d’information n’existent que lorsqu’il s’agit d’un
transfert de plusieurs informations sous le contrôle d’une seule instruction d’échange.



Schéma détaillé d’une Unité d’Entrée/Sortie.

2.2. Unité Périphérique (U.P)
Les unités périphériques ou unités extérieures sont des unités diverses, permettant la
communication avec U.C.T de l’ordinateur. Elles peuvent être réparties en deux catégories :
Les périphériques sont composés de:
a. périphériques d'entrée : Ils permettent d'envoyer des données et des commandes à
l'ordinateur.
Sélecteur de
Périphérique
Compteur d’information
Unité Périphérique
Registre d’adresse
U.C.T
Unité Périphérique
+1
- 1
Registre d’échange
Unité Périphérique

35
b. Périphériques de sortie : Ils permettent à l'ordinateur de communiquer les résultats de
ses traitements à l'utilisateur ou à d'autres appareils
c. Périphériques de sauvegarde (ou périphériques d'entrée/sortie et de stockage) :
Ils servent à stocker des données de manière permanente ou semi-permanente, et
permettent souvent à la fois la lecture (entrée) et l'écriture (sortie) de données. On parle
aussi souvent de mémoires externes.

36
LECON 05 : LE DEROULEMENT DES INSTRUCTIONS
DANS L’UNITE DE TRAITEMENT
Objectif de la leçon : à la fin de cette leçon , le stagiaire doit être capable de Décrire
le déroulement des instructions dans l’unité de traitement
I. LES REGISTRES DU PROCESSEUR :
Les registres sont de petites zones de mémoire à l'intérieur du processeur lui-même. Pensez-y
comme à des blocs-notes ultra-rapides que le processeur utilise pour stocker temporairement
des informations dont il a besoin immédiatement. Il existe différents types de registres, chacun
ayant un rôle spécifique :
1. Le registre accumulateur :
Est un registre essentiel au sein de l'unité de traitement (UAL ou ALU). Son rôle principal est
de stocker temporairement les opérandes (les données sur lesquelles on travaille) et le
résultat des opérations arithmétiques et logiques.
2. Les registres généraux (General-Purpose Registers – GPRs) :
sont des emplacements de stockage de haute vitesse situés directement à l'intérieur de l'unité
centrale de traitement (CPU) qui peuvent être utilisés pour contenir des opérandes (données
sur lesquelles les instructions opèrent) et les résultats intermédiaires des calculs.
3. Les registres d'index (Index Registers) :
Sont des registres spéciaux au sein du processeur qui contiennent une valeur (un "index" ou
un "déplacement") qui est ajoutée à une adresse de base pour calculer l'adresse mémoire
effective d'un opérande.
4. Un registre de base (Base Register) :
Est un registre du processeur qui contient une adresse mémoire de base. Cette adresse de
base est ensuite combinée avec un déplacement (offset) pour calculer l'adresse mémoire
effective d'un opérande.
5. Le registre d'état (Program Status Word - PSW) :
Est un registre matériel qui contient un ensemble de bits d'indicateur (flags) et d'informations
de contrôle qui décrivent l'état actuel du processeur et le résultat de la dernière opération
arithmétique ou logique.
Appelé aussi registre de condition , il indique des états particulaire tels que :
-
Signe de résultat ( N : pour négatif et P : pour positif )
-
Résultat nul ( symbolisé par Z pour zero )
-
Eventuelle return ( symbolisée C pour carry )

37
6. Le Registre Pointeur de Pile (SP) :
Est un registre du processeur dont le contenu est l'adresse mémoire du sommet actuel de la
pile. Il pointe toujours vers le dernier élément placé sur la pile ou vers l'emplacement libre juste
au-dessus (selon l'architecture spécifique du processeur).
Son rôle principal est de suivre la position du sommet de la pile.


II. LES ÉTAPES DE L'EXECUTION D'UNE INSTRUCTION
PAR LE CPU
Phase 1 : Recherche de l’instruction en mémoire
• La valeur du PC est placée sur le bus d'adresse par l'unité de commande qui émet un
ordre de lecture.
• Après le temps d'accès à la mémoire, le contenu de la case mémoire sélectionnée est
disponible sur le bus des données.
• L'instruction est stockée dans le registre d’instruction du processeur.
Phase 2 : Décodage et recherche de l’opérande
• L'unité de commande transforme l'instruction en une suite de commandes élémentaires
nécessaires au traitement de l'instruction.
• Si l'instruction nécessite une donnée en provenance de la mémoire, l'unité de commande
récupère sa valeur sur le bus de données.
• L’opérande est stocké dans le registre de données.
Phase 3 : Exécution de l’instruction
• Le séquenceur réalise l'instruction.
• Les drapeaux sont positionnés (registre d'état).
• L’unité de commande positionne le PC pour l’instruction suivante.

38
LECON 06 : LES PERIPHIRIQUE DE STOCKAGE
Objectif de la leçon : à la fin de cette leçon , le stagiaire doit être capable de identifier
les périphériques de stockage
I. LES DISQUES DURS :
1. Définition :
Le disque dur est un support de stockage composé de
plusieurs disques (plateaux) magnétiques empilés les
uns après les autres à une distance réduite tournant
autour d’un même axe.

La lecture et l’écriture se font grâce a des tète situées
des deux côtés des plateaux. Les disques durs ont
actuellement une capacité de stockage très élevée qui dépasse 1 téra-octet et vitesse de rotation
des disques à l’intérieur du lecteur du lecteur dépassant 25000 tours par minutes.

L’icône représentant le disque porte la lettre «C». si un ordinateur possède un deuxième disque,
donc y’aura une autre icône avec la lettre « D ».

2. Formats de disque :
Le disque dur se présente en générale sous trois formes:
-
La forme 3.5 pouce (8.89 CM) se trouve sur pc. Ce type de disque est un standard depuis
plusieurs années.
-
La forme 2.5 pouce (6.35 cm) pour les ordinateurs portables.
-
La forme 1.8 pouces (4.57 cm) se trouve sur les baladeurs numériques, et sur certains
disque durs externes.

3. Les caractéristique d’un disque dur :
Caractéristiques
Descriptions
Capacité
Volume de données pouvant être stockées sur le disque.
Taux de transfert
Quantité de données pouvant être lues ou écrites sur le disque en un
temps donnée
Vitesse de rotation
Vitesse à laquelle les plateaux tournent, exprimée en tours par minutes
Temps de latence
Temps écoulé entre le moment ou le disque trouve la piste et le moment
ou il trouve les données
Temps d’accès moyen Le temps d’accès moyen qui est le temps entre la demande et l’acquisition
de l’information
Densité radiale
Nombre de pistes par pouce.

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Densité linéaire
Nombre de bits par pouce sur une piste.
Densité surfacique
Rapport de la densité linéaire sur la densité radiale
Mémoire cache
Quantité de mémoire chargée sur le disque dur
Interface
c’est la connectique du disque dur.

4. Architecture des disques durs :


➢ Composants d’un disque dur
-
Plateaux: le disque dur est constitué de plusieurs plateaux de forme circulaire. Ils
permettent de stocker les données de manière magnétique.
- Moteur des plateaux: il fait tourner l’axe des plateaux dans le sens inverse des
aiguilles d’une montre
-
Bras de lecteur: peut se déplacer du milieu vers le bord extérieur, de manière à ce que
la tète de lecture/écriture puisse être positionner n’importe où sur le plateau.
-
Tète de lectures/écritures: permet de lire et écrire sur les plateaux, en générale il y’a
deux têtes par plateau.
-
Moteur des bras de lectures/écritures: Permet de faire tourner l’axe des bras
-
Contrôleur de disque: c’est l’ensemble électronique qui contrôle la mécanique d’un
disque dur.
-
Interface: permet de connecter le disque dur à la carte mère.
-
Alimentation: pour alimenter les composants du disque en électricité.

40
II. Les différents types des disques durs :
Lorsqu’on décide d’acheter un ordinateur, le type et la capacité du disque dur sont un facteur
très important à prendre en considération. Le choix se fait selon nos besoins et les possibilités
offertes pour le stockage des données.
Au niveau de cet article, on va faire le point sur les caractéristiques des trois grands types de
disques durs, qui sont le SSD, le HDD et le SSHD.
1. Disque Dur (HDD - Hard Disk Drive) :
Un HDD est un périphérique de stockage de données qui
utilise des plateaux magnétiques rotatifs pour enregistrer
et récupérer des informations. Un bras de
lecture/écriture se déplace sur ces plateaux pour accéder
aux données.
Si vous cherchez une grande capacité de stockage, nous
vous conseillons d’opter pour un disque HDD (Hard Disk
Drive en anglais). D’ailleurs, c’est le premier à être
commercialisé au monde.
Or, il faut savoir que ce type de disque dur est très sensible à la casse et aux chutes, car il est
composé de plusieurs éléments mécaniques.
Pour les ordinateurs de bureaux, ce type de disques durs est le plus couramment utilisé.
D’ailleurs, le HDD est constitué de plusieurs disques et des têtes lisent et écrivent des
informations sur le disque.
Le HDD est le disque le plus courant et le plus accessible sur le marché. Or, c’est un modèle
relativement bruyant. Même si vous achetez le plus silencieux des HDD, il émettra un léger
bruit.
2. Le disque dur à mémoire flash, SSD :
Un SSD (Solid State Drive) est une technologie
de stockage pour ordinateur récente qui utilise
de la mémoire flash pour lire et écrire des
données numériques. Les SSD offrent des temps
de démarrage et de chargement rapides.
On peut dire que le SSD (Solid State Drive) est
le disque dur le plus performant que l’on
puisse avoir dans notre ordinateur.

Grâce à des temps d’accès inférieurs à 01 ms,
ce disque est d’une rapidité impressionnante. En
outre, il a une capacité de lecture et d’écriture
qui peut atteindre les 550 Mo/s en SATA. Par conséquent, le démarrage de votre PC se fera en
quelques secondes. Pas besoin d’attendre des minutes pour l’allumer !

41
En ayant un ordinateur avec un disque dur SSD, l’ouverture des logiciels est quasi-instantanée.
De plus, le risque de l’endommager en cas de chute est faible, car il est uniquement composé
de puces électroniques.

Cette technologie reste pour le moment coûteuse, mais les tarifs baissent chaque année.

3. Le disque dur hybride, SSHD (fusion drive) :
Un disque dur hybride (SSHD), également appelé "fusion
drive" par Apple, est un périphérique de stockage qui
combine les avantages d'un disque dur traditionnel (HDD) et
d'un disque SSD (Solid State Drive) dans une seule unité.
le SSHD (fusion drive) est un disque dur hybride qui
englobe donc les caractéristiques des deux types qu’on vient
de citer.
Ce modèle embarque un disque dur de fonctionnement
classique, associé à un module SSD qui joue le rôle de
cache. Souvent, ce dernier module est doté d’une capacité
de stockage de 8 Go ou 16 Go. En revanche, on ne peut pas
stocker les données dans cette partie du disque.
Si on compare le modèle hybride à un disque mécanique ou celui à mémoire flash, on peut
dire qu’il en découle des performances excellentes. Il est équipé de capacités élevées. De plus,
le coût au Go est relativement faible, ce qui rend cette solution de plus en plus accessible.
III. LES DISPOSITIFS DE SAUVEGARDE AMOVIBLES
Les dispositifs de sauvegarde amovibles Sont des supports de stockage de données conçus pour
être facilement retirés et transportés d'un ordinateur à un autre. Ils jouent un rôle crucial dans
la protection des données en permettant aux utilisateurs de créer des copies de leurs fichiers
importants et de les stocker dans un emplacement distinct de leur appareil principal.
1. Clés USB (ou clés de mémoire) :
Compactes, portables et de plus en plus abordables avec de grandes
capacités de stockage. Elles se connectent via un port USB standard.

2.
Disques durs externes :
Offrent généralement une plus grande capacité de stockage que
les clés USB et sont également portables. Ils se connectent
souvent via USB ou eSATA.

42
3. SSD externes :
Similaires aux disques durs externes en termes de fonctionnalité, mais
utilisent une mémoire flash, ce qui les rend plus rapides, plus
résistants aux chocs et plus compacts (bien que souvent plus coûteux
pour une capacité donnée).

4. Cartes mémoire (SD, microSD, etc.) :
Principalement utilisées dans les appareils photo, les téléphones
et autres appareils portables, elles peuvent également servir de
supports de sauvegarde pour certains ordinateurs via des
lecteurs de cartes.

5. Disques optiques (CD, DVD, Blu-ray) :
Bien que moins courants aujourd'hui en raison de leur
capacité de stockage limitée et de la diminution des lecteurs
optiques sur les ordinateurs, ils peuvent toujours être utilisés
pour des sauvegardes de plus petite taille ou pour l'archivage.

6. Cartouches de bande magnétique :
Principalement utilisées dans les environnements
professionnels pour des sauvegardes importantes en raison
de leur grande capacité et de leur faible coût par gigaoctet,
bien que les lecteurs soient plus coûteux et l'accès aux
données plus lent.

IV. LECTEUR DE DISQUE OPTIQUE (ODD) :
1.
Qu’est-ce qu’un lecteur de disque optique (ODD) ?
Un lecteur de disque optique (ODD), également appelé lecteur optique dans un ordinateur,
vous permet d’utiliser des CD, des DVD et des disques Blu-ray pour écouter de la musique ou
regarder un film. La plupart des lecteurs vous permettent également d’écrire des données sur
un disque, de sorte que vous pouvez créer votre propre CD de musique, DVD vidéo ou même
créer une copie de sauvegarde de vos fichiers de données importants.
Votre ordinateur de bureau ou ordinateur portable Dell peut être équipé de plusieurs types de
lecteurs de disques optiques. Il existe deux sortes de lecteurs de disques optiques, selon les
mécanismes de chargement du disque qu’ils utilisent :
- Lecteur à chargement par tiroir - Dans un mécanisme de chargement par tiroir, le
disque est placé sur un plateau motorisé, qui entre et sort de l’ordinateur.

43
- Lecteur à fente - Dans un mécanisme à fente, le disque est glissé dans la fente et les
rouleaux motorisés situés à l’intérieur du lecteur permettre de faire entrer et sortir le
disque.

Lecteur optique intégré sur un ordinateur Inspiron 3562

Lecteur optique USB externe
2.
Types de disques et de lecteurs optiques :
2.1.
CD-ROM :
Les lecteurs de CD-ROM (Compact Disk - Read Only Memory, disques compacts à mémoire
morte) ont été parmi les premiers lecteurs de disques destinés aux ordinateurs personnels
modernes.
Semblables aux CD classiques, les CD-ROM contiennent un support en lecture seule, tel que
des fichiers musicaux, des fichiers de données ou des logiciels.
Les lecteurs de CD-ROM lisent uniquement des CD-DA (audio) et, généralement, des disques
inscriptibles de types CD-R/CD-RW. La capacité de stockage maximum d’un CD-ROM classique
est de 700 Mo environ.
2.2.
CD-R ou CD-RW :
Également appelés graveurs de CD, les lecteurs de CD-R ou CD-RW peuvent lire les mêmes
formats que les lecteurs de CD-ROM (CD-DA, CD-ROM et CD-R/RW), mais ils peuvent

44
également écrire des données sur des disques CD-R (inscriptibles) et des CD-RW
(réinscriptibles), qui sont peu coûteux.
2.3.
DVD-ROM :
Les lecteurs de DVD-ROM sont l’évolution naturelle des lecteurs de CD-ROM. Les DVD
disposent de capacités et de performances plus élevées. Les lecteurs DVD-ROM peuvent lire
des disques CD-DA, CD-ROM et CD-R/RW, mais ils peuvent également lire les DVD vidéo, les
DVD-ROM et (parfois) les DVD audio.
2.4.
DVD+/-RW :
Les graveurs de DVD offrent généralement toutes les options : ils peuvent lire et écrire les CD
et les DVD. Tous les graveurs de DVD actuels peuvent graver des DVD+R, des DVD+RW, des
DVD-R et des DVD-RW de façon interchangeable. La plupart des modèles peuvent également
graver des disques double couche, DVD+R DL et/ou DVD-R DL, qui stockent environ 8,5 Go
plutôt que les 4,7 Go de capacité des disques simple couche standard.

45
LEÇON 07 : LES PERIPHERIQUES D’AFFICHAGE
Objectif de la leçon : à la fin de cette leçon, le stagiaire doit être capable de
identifier les périphériques d’affichage
I.
LES MONITEURS ET LEURS CARACTERISTIQUES :

1.
Définition d’un moniteur :
Est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent les informations
saisies ou demandées par l'utilisateur et générées ou restituées par l'ordinateur, sous forme de
texte et d'images en deux dimensions avec éventuellement un effet à trois dimensions. Le texte
et les images peuvent être fixes ou animés.
Sur certains systèmes, l'écran peut aussi servir de périphérique d'entrée : l'utilisateur peut
choisir une action en touchant la partie correspondante de l'écran, si le système le prévoit ; on
parle alors d'écran tactile.
2.
les principales caractéristiques d’un moniteur :
Voici un tableau récapitulatif des caractéristiques des moniteurs :
Caractéristique
Description
Facteurs à considérer
Taille de l'écran
Diagonale de l'écran en
pouces.
Espace disponible, usage
(portable vs. bureau, immersif).
Définition/Résolution
Nombre total de pixels
(largeur x hauteur) et
densité de pixels par pouce
(DPI/PPP).
Netteté et niveau de détail de
l'image. Plus élevé est mieux.
Type de dalle
Technologie utilisée pour
afficher l'image (TN,
IPS/PLS, VA/MVA/PVA,
OLED/Mini-LED).
Angles de vision, reproduction des
couleurs, temps de réponse,
contraste, coût.
Taux de
rafraîchissement
Nombre d'actualisations de
l'image par seconde (Hz).
Fluidité des mouvements, crucial
pour le gaming et le contenu
rapide. Plus élevé est mieux.
Temps de réponse
Temps nécessaire à un
pixel pour changer de
couleur (ms).
Réduction du flou de mouvement
("ghosting"), important pour les
jeux rapides. Plus faible est
mieux.

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Luminosité
Intensité lumineuse
maximale de l'écran
(cd/m²).
Visibilité dans des
environnements lumineux.
Contraste
Rapport entre le blanc le
plus clair et le noir le plus
sombre.
Profondeur des noirs et clarté des
blancs. Un contraste natif élevé
est préférable.
Angle de vision
Angle maximal de vision
sans perte significative de
qualité.
Importance pour le travail
collaboratif ou le visionnage à
plusieurs. Les dalles IPS/VA sont
généralement meilleures.
Gamut de couleurs
Étendue des couleurs que
l'écran peut afficher (sRGB,
Adobe RGB, DCI-P3).
Fidélité des couleurs pour les
professionnels de la création.
Précision
colorimétrique
Fidélité avec laquelle l'écran
affiche les couleurs (delta
E).
Essentiel pour les travaux
graphiques où la précision des
couleurs est primordiale. Plus
faible est mieux.
Connectivité
Types de ports disponibles
(HDMI, DisplayPort, USB-C,
etc.).
Compatibilité avec les appareils et
périphériques.
Ergonomie
Possibilités de réglage
(inclinaison, hauteur,
rotation), compatibilité
VESA.
Confort d'utilisation et adaptation
à l'environnement de travail.
Fonctionnalités
Suppl.
HDR, FreeSync/G-Sync,
filtre de lumière bleue,
haut-parleurs intégrés,
écran tactile, écran incurvé,
etc.
Amélioration de l'expérience
visuelle, réduction de la fatigue
oculaire, fonctionnalités
spécifiques pour certains usages
(gaming, multimédia).

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II. LES TYPES DE MONITEURS (TUBE CATHODIQUE,
LCD, PLASMA. LED…) :

1. Les écrans à tube cathodique (ou CRT) :
Ce sont ceux qui ont un angle de vision le plus large et jusqu'à 2005 le meilleur rendu des
couleurs, mais ils sont lourds, encombrants et gourmands en énergie
2. les écrans à cristaux liquides (ou LCD) :
Légers et commodes, mais dotés d'un moins bon rendu des couleurs et, pour certains
modèles d'entrée de gamme, d'une rémanence parfois gênante pour les jeux très rapides
ou les animations (films...)
3. les écrans à plasma :
Utilisent de petites cellules remplies de gaz ionisé (plasma). Lorsqu'une tension électrique
est appliquée, le gaz émet de la lumière ultraviolette qui excite des phosphores rouges,
verts et bleus pour créer les couleurs.
4. les écrans SED (Surface-conduction Electron-emitter
Display) :
Pas encore commercialisés, devaient arriver fin 2006 / début 2007 (répoussés pour une
date inconnue) ils utilisent un mini-tube cathodique pour chaque pixel ; le rendu est très
proche des écrans CRT, pour une épaisseur comparable et a priori un prix similaire aux
écrans LCD.
5. Moniteurs LED (Light Emitting Diode) :
Sont en réalité des moniteurs LCD qui utilisent des diodes électroluminescentes (LED) pour
le rétroéclairage au lieu des lampes fluorescentes (CCFL) utilisées dans les anciens LCD.

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LEÇON 08 : LES PERIPHERIQUES D’ENTREES/SORTIE

Objectif de la leçon : à la fin de cette leçon, le stagiaire doit être capable de identifier
les périphériques d’entrées/sortie.

INTRODUCTION :

Cette catégorie regroupe les dispositifs qui gèrent à la fois l'entrée et la sortie de données,
comme les cartes réseau ou les modems, en plus des périphériques de stockage.

I. Périphériques d'entrée :
1. Clavier
Un clavier d'ordinateur est un périphérique d'entrée
alphanumérique composé de touches qui, lorsqu'elles sont
pressées, permettent à l'utilisateur d'entrer du texte, des
chiffres et des commandes dans un ordinateur ou un autre
appareil numérique.

2. Souris
Une souris d'ordinateur est un périphérique d'entrée manuel qui détecte les
mouvements bidimensionnels relatifs à une surface. Ces mouvements sont
généralement traduits en mouvements du curseur à l'écran, permettant à
l'utilisateur d'interagir avec l'interface graphique.

3. Scanner
Un scanner d'ordinateur est un périphérique d'entrée qui numérise des
documents physiques (textes, images) ou des objets et les convertit en
une image numérique pouvant être stockée et traitée par un ordinateur.

4. Microphone
Un microphone est un transducteur qui convertit les ondes sonores en signaux
électriques. Utilisé comme périphérique d'entrée, il permet d'enregistrer de la
voix ou d'autres sons dans un ordinateur

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5. Webcam
Une webcam est une caméra vidéo numérique connectée à un
ordinateur ou intégrée à celui-ci. Elle permet de capturer des images et
des vidéos, et est souvent utilisée pour la visioconférence, la diffusion
en direct et l'enregistrement vidéo.
II. Périphériques de sortie :
1. Le moniteur
Le moniteur transforme les informations envoyé par l'unité central en
points (pixels) qui s'affichent sous forme de texte ou d'image . il existe
deux type de technologie : les écrans plats (LCD) et les écrans à tube
cathodique .

2. Les haut-parleurs
Les haut-parleurs restituent les sons venant de la carte son.
Il est désormais possible de brancher cinq haut-parleurs (5.1) sur un
poste informatique pour obtenir une ambiance sonore de cinéma.


3. L'imprimante
L'imprimante copie sur le papier les images ou les textes affichés sue
l'écran. Les imprimantes sont le plus souvent à technologie.

4. Le video-projecteur
Le vidéo-projecteur permet d'afficher sur un écran ou sur un
mur l'image présente sur un écran d'ordinateur. C'est un outil idéal pour
les réunions ou les formations en informatique, ou encore la projection
de films sur grand écran.