Isbs slides 2010

1

La carte graphique.

25/09/2010 Projet Informatique ISBS 1

Sommaire

Introduction

Problématique :De quoi est composé une carte graphique, comment l’évaluer, comment est-elle intégrée à l’ordinateur, comment améliorer sa qualité ?

2

I] La composition d’un carte graphique.

A] La mémoire vidéo.B] Le RAMDAC : Random Access Memory Digital to Analog Converter.C] Le GPU : Graphical Processing Unit.D] Le BIOS vidéo.

II] Evaluation des performances d’une carte graphique.

III] Bus et ports de connexion.

IV] Les technologies d’amélioration de qualité.

A] Les bus.B] Les ports de connexion.

Conclusion :

A] L’antialiasing : anticrénelage.B] Le filtrage anisotrope.C] Le SLI : Scalable Link Interface.D] La technologie Turbo Cache.

A] Les performances.B] Evaluations des performances.

Composé essentiel d’un PC, bien intégré, permet l’affichage d’images, en constante amélioration.

Les différentes composantes d’un carte graphique.

GPU : Graphical processing unit

( GPU sans ventilateur ni radiateur )

RAMDAC

Composition d'une carte graphique. 3

Mémoire vidéo

Le GPU : Graphical Processing Unit

Processeur graphique

Radiateur

Ventilateur

VENTIRAD

GPU

Caractéristiques :

• Processeur de la carte graphique

• Soulage le processeur central de l’ordinateur

• Fait les calculs nécessaires à l’affichage

• Optimisation : qualité del’image / performances

• Capable de traiter des images 3D et 2D.



Le RAMDAC : Random Acces Memory Digital Analog Converter.

Caractéristiques :

• Permet l’affichage de l’image.

• Convertit les donnéesnumériques en données analogique.

Image en donnéesnumériques.

Image en donnéesanalogiques.

RAMDACMoniteur

RAMDAC

La Mémoire Vidéo.

Mémoire Vidéo

Caractéristiques :

• Conserve les donnéesnumériques

• Frame Buffer : stockeles images traitées par le processeur


Mémoire

VidéoProcesseur graphique

Mémoire Vidéo

Frame Buffer

Le BIOS Vidéo

Caractéristiques :

• Sert au démarrage de la carte graphique.

• Information sur la carte graphique.


• Réglage de la cartegraphique.


Fonctionnement d’une carte graphique.

Image en donnée numérique.

Mémoire

Vidéo

Processeur graphique

Mémoire Vidéo

Frame Buffer

Ramdac

Image en donnée analogique Moniteur

Signal numérique

Signal analogique

LEGENDES :

Stockage temporaires desdonnées numériques.

Calcul nécessaire à la conversion du signal numérique en signal analogique.

Conversion du signal numérique en signal analogique.

9Evaluation des performances d’une carte graphique.

Les performances évoluent avec le temps …

Moniteur …

Ventilateur …

Carte graphique …

Evaluation des performances d’une carte graphique. 10

Les performances.

Génération moderne = performances augmentées. (ex carte ATI HD 5830)

Taille de la mémoire vidéo (ex ATI HD 5830).

Fréquence du GPU : nombres d’opérations par seconde (ex ATI HD 5830).

Nombres d’images par secondes.

Nombres d’écrans gérés par la carte.

Evaluation des performances d’une carte graphique. 11

Evaluation des performances d’une carte graphique.

Benchmark : Logiciel permettant d’évaluer les performances d’une carte graphique en sollicitant tous les composants.

Exemple :-3Dmark : ensemble de benchmark qui permet d’évaluer une carte et de la comparer.- Burn in Test Pro edition 6.0 : logiciel permettant d’évaluer la performance, la fiabilité des principaux

composant y compris la carte graphique.

Résultat du 3DMark.

Les bus et ports de connexion. 12

Les Bus d’une carte graphique.

Les Bus permettent de connecter la carte graphique à la carte mère.

Les Bus AGP Les Bus PCI Express

AGP : Accelerated Graphic Port.

Partage la mémoire vive du PC lorsque celle de la carte graphique est saturée.

3 normes : - AGP 2X : 500 Mo/s- AGP 4X : 1 Go/s- AGP 8X : 2 Go/s

Permet aux informations de circuler plus rapidement qu’avec une PCI.

PCI Express : Peripheral Component Interconnect Express.

Successeur du bus AGP.

N’est pas strictement réservé à la carte graphique.

6 normes différentes : de 250 Mo/s (1X) à 8 Go/s (32X).

Pas d’utilisation nécessaire du RAMDAC.

Les bus et ports de connexion. 13

Les différentes Entrées/Sorties de la carte graphique : les ports de connexion.

Sortie TV, S-vidéo Ports DVI

Les E/S de la carte mère

La sortie TV

Le port DVI

Le port VGA

Le tuner vidéo

La sortie TV Le port DVI Le port VGA Le tuner vidéo

o Permet de brancher le PC à une télévision.

o Permet de relier lacarte graphique à un écran numérique.

o Permet de relier la carte graphique à un écran cathodique.

o Permet de regarder la télévision sur son PC.

Les technologies d’amélioration de qualité. 14

L’antialiasing : l’anticrénelage.

Principe de l’antialiasing.

Permet d’éviter l’aspect en escalier de l’image ( image en escalier lorsque le motif est moins épais qu’1 pixel).

Rajoute des pixels plus clairs pour estomper l’aspect crénelé.

L’ajout de pixel entraine un flousur les contours : en reculant (ou dézoomant) on retrouve une image nette.

Quelques exemples :

Sans filtreAvec Filtre antialiasing


Le filtre anisotrope.

Principe du filtre anisotrope.

Permet d’atténuer le flou en arrière plan.

Permet de rendre les images du premier plan plusnettes.

Existe différents niveau de filtre : 1X, 2X, 4X, 8X.

Exige plus de calculs.

Exemple :


Le SLI : Scalable Link Interface.

Principe du SLI.

Consiste à mettre 2 cartegraphique sur une carte mère et à les relier entre elles.

Consiste à mettre 2 processeurs graphique sur une même carte graphique.

OU

Il permet une répartition destaches : un processeur s’occupe du fond et l’autre des images en mouvement.

Particulièrement intéressant combiné aux 2 autres technologies.


La technologie Turbo Cache.

Principe du Turbo Cache.

N’influe pas directement sur laqualité de l’image mais sur celle de la carte.

Permet d’améliorer les performances graphiques d’une carte bas de gamme sans en augmenter le coût.

Peu de mémoire vidéo : utilisation de la mémoire vive au lieu de la mémoire vidéo (accès plus lent).

Mémoire vive du PC (RAM)

Mémoire vive du PC (RAM)

Processeur Graphique(GPU)

Processeur Graphique(GPU)

Mémoire Vidéo Mémoire Vidéo

Avec Turbo Cache Sans Turbo Cache

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Conclusion.

Bibliographie.

La technologie Sandy Bridge.

Carte graphique qui permet l’affichage d’images Composé essentiel d’un PC.

Présence de Bus et Ports de connexion Intégration à l’ordinateur.

De constantes évolutions Nouvelles technologies mis en œuvres.

Ouverture.

www.vulgarisation-informatique.comwww.erenumerique.frwww.commentçamarche.netwww.microelec.patricklecoq.fr

http://www.vulgarisation-informatique.com/



http://www.erenumerique.fr/

http://www.commentçamarche.net/

http://www.microelec.patricklecoq.fr/

ANDRE CharlesLEGRAND FrançoisPALGEN Marc

ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

Le 01/10/10

Introduction


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

Le 01/10/10

• Composant qui exécute et manipule les informations numériques ;• Considéré comme le cœur de l’ordinateur ;• Exécute les processus sous la direction du système d’exploitation ;• Communique par langage binaire ;• 1er microprocesseur inventé par Intel (modèle 4004) en 1971 ;

Introduction


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

Le 01/10/10

Plan :I) ArchitectureII) Fonctionnement

1) Les instructions2) les registres 3) La mémoire cache

4) 64 bits

Unité d'éxécutionI) Architecture

II) Fonctionnement


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

Le 01/10/10

1) Les instructions

-Définition : opération élémentaire ;- Lue et exécutée à chaque signal d’horloge ;- Stockée dans la mémoire principale, puis chargée dans un registre d'instruction.

Instructions identifiées par deux champs :-Code opération : type d'instruction ;-Code opérande : paramètres de l'instruction.

II) Fonctionnement


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

Le 01/10/10

1) Les instructions- Véhiculées par les pipelines. Avancée de la lecture cadencée par le signal d’horloge.

Prise en charge d’une instruction en 5 étapes :-Lecture avec chargement vers le RI ;-Décodage de l’instruction ;-Lecture des opérandes ;-Exécution ;-Renvoi du résultat.

Instruction 1

Instruction 2

1 cycle d’horloge

Lec Dec Op Exe

Lec Dec Op Exe

Instruction 3Lec Dec Op Exe

RR

RR

RR

II) Fonctionnement


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

Le 01/10/10

1) Les instructions

Les différents types d’instruction :

- Opérations arithmétiques ;- Opérations logiques ;- Transferts ;- Gestion des entrées et sorties ;- Divers.

• 2) Les registres

● Définition

● Les principaux types de registres:

-> registre d'instruction

-> registre d'état

-> registre PC

-> compteur ordinal

-> registre tampon

-> accumulateur


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

• 3) Les instructions

a) Introduction

• Définition

• Cache hit / cache miss

● Principe de localité spatiale / temporelle

● Les différents caches: L1, L2, L3

● Cache unifié / séparé


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

b) Cache exclusif / inclusif

Cache exclusif:


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

Cache inclusif:


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

d) Les différentes sortes de mapping

• Fully associative cache


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

● Direct mapped cache


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

N-way set associative cache:

LES PROCESSEURS

A quoi correspond elle ?

Avantages

Constructeurs

Sigles : EM64T (intel), « 64 » (AMD)


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

II) Fonctionnement4) La technologie 64 bits

Coeur de l'ordinateur

Sandy Bridge (2011)


ISBS 1ére année

LES PROCESSEURS

Conclusion

Le Disque Dur

Aurélie VélayoudonOdyssée Merveille

ISBS 1

1/10/10

Sommaire

I. Structure et Fonctionnement 1. Plateaux

2. Têtes de lecture / écriture

3. Contrôleur de disque

II. Performances1. Capacité2. Densité3. Vitesse et temps d’accès4. Mémoire cache5. Interface et taux de transfert

III. Evolution

I. Structure et Fonctionnement

1. Plateaux

• D’un support en aluminium ou en verre• Plusieurs couches dont une ferromagnétique

1.1 Structure des plateaux

Deux formats principaux :

• 3,5 pouces• 2,5 pouces

Chaque plateau est fait :

1. Plateaux

1.2 Division des plateaux

1. Plateaux

1.3 Système d’adressage

Nécessité d’un système d’adressage pour retrouver les données stockées

• Adressage en CHS (Cylinder Head Sector)Limité à 1024 cylindres Dépassé

• Adressage LBA (Logical Block Adressing)Chaque bloc est désigné d’une manière unique

1. Plateaux

1.4 Vitesse angulaire et Vitesse linéaire

Vitesse angulaire : Identique en tout point du disque

Vitesse linéaire :

Θ : angleT : tempsR : distance centre au point étudié

Dépend de le la piste

2. Tête de lecture/écriture

Une tête sur chaque face de plateau reliées à un même bras mécanique mouvement synchrone

2.1 Structure


2.2 Trois types de têtes

• Tête inductive

• Tête MR (magnétorésistive)

• Tête GMR (giant magnétorisitive)

1. Plateaux

Ensemble électronique contrôlant principalement :

• Moteur électrique des plateaux• Mouvement du bras mécanique• Transformation signal électrique en bits et inversement

1. Plateaux

La performance d’un disque dur se mesure selon plusieurs critères :

• Sa capacité de stockage • Sa densité d’information• Sa vitesse de rotation • Son temps d’accès• Sa mémoire cache • Son interface • Son taux de transfert moyen

1. Plateaux

Premier disque dur : Ramac 305 capacité de 5 Mo

Multiplication de la capacité des disques durs par 10 000 en 15 ans.

Actuellement, on trouve des disques allant jusqu’à 3 To

1. Plateaux

La densité représente la quantité d’informations que l’on peut mettre sur une surface donnée. (bit/pouce²)

Auparavant, nombre de secteurs par piste identique densité différente selon les secteurs

Depuis 1990, densité identique en tout point du disque Plus on s’éloigne du centre, plus le nombre de secteurs augmente


Plus la vitesse de rotation est élevée plus le temps d’accès est court et donc le disque dur rapide.

T accès = T seek + T latence

Vitesse de rotation actuelle :De 5400 à 15 000 tr/min

Temps d’accès actuel :Entre 10 et 20 ms

4. Mémoire cache

La mémoire cache est une mémoire vive qui sert de relais entre le disque dur et le processeur. Elle permet d’accroitre la vitesse de lecture / écriture

Actuellement, la taille de la mémoire cache varie de 2 à 16 Mo

5. Interface et taux de transfert

L’interface fait la liaison entre le disque dur et la carte mère.

• ATA ( AT Attachement) = IDE = PATA• SCSI ( Small Computer System Interface)• SATA (Serial ATA)

Plus l’interface est performante plus elle permet un taux de transfert élevé.

Actuellement, l’interface la plus récente est le SATA 3, jusqu’à 750 Mo/sLes PATA vont jusqu’à 130 Mo/s et les SCSI vont jusqu’à 300 Mo/s


La technologie de stockage de donnée à beaucoup évolué au fil des années.


L’avenir du stockage de données semble être la technologie SSD (Solid State Drive)

Type de mémoire semblable aux RAM.

• Pas de perte de donnée lors de la mise hors contrairement à la RAM• Grande résistance• Bien plus performante car pas de pièce mécanique

Temps d’accès : 80 microsecondeTaux de transfert : plus de 1 Go/s

La carte mère

Sommaire

I) Fonction

II)Composition

III)Qu'en déduire?

Fonction

Assurer le minimum fonctionnel

Transfert

Connectivité

Composition

Le Chipset

Composition

Le Socket

Composition

Le CMOS (Complementary Metal Oxyd Semiconductor)

Composition

Port AGP (Accelerated Graphics Port)

Composition

Port PCI-express(x16) (Peripheral Component Interconnect)

Composition

Port PCI (Peripheral Component Interconnect)

Composition

Port SATA et PATA=IDE (Serial/Parallel Advanced Technology Attachment)

Composition

•Panneau arrière

Qu'en déduire?

Indispensable

Conditionne l'efficacité d'une machine

Par sa connectivité, détermine le type et l'évolution possible de la machine

JOUBERT Charlotte ISBS 1

KARAGUEUZIAN Magali Année 2010-2011

LAMIME Sonia

NOYAU DE BASE D’UN

ORDINATEUR

LE BIOS

I. PRESENTATION DU BIOS

1. Définition

2. Historique

3. Fabricants de BIOS

II. FONCTIONNEMENT DU BIOS

1. Le POST

2. Le Plug and Play

3. Le Bootstrap Loader

III. REGLAGES ET MISES A JOUR DU BIOS

IV. VULNERABILITE DU BIOS ET SOLUTIONS

1. Vulnérabilité

2. Solutions

V. PERSPECTIVES

68

69

Matériel

BIOS

SE

Logiciels d’application

BIOS = Basic Input Output System

70

• BIOS : Firmware en langage assembleur

• Autres BIOS : BIOS vidéo et BIOS SCSI

• Stockage :

EEPROM (Electrically Erasable

Programmable Read Only Memory)

71

Chargement :

CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)

72

72

Premiers ordinateurs

Premiers micrologiciels ‟BIOS”

Dans les années

40

Premiers BIOS avec les premiers IBM PCEn 1981

• Initialement : ROM

• Ensuite : EPROM

• Aujourd’hui : EEPROM

Evolution de la mémoire de stockage

• Il y a deux principaux fabricants de BIOS

AMIBIOS Award BIOS

73


1. Définition

2. Historique



1. Le POST

2. Le Plug and Play




1. Vulnérabilité

2. Solutions

V. PERSPECTIVES

74

• Au démarrage de l’ordinateur, le BIOS :

75

prend en compte les composants de

l’ordinateur

charge le système d’exploitation

• POST (Power On Self Test) = Initiation

d’une routine de tests Vérification de l’initialisation du processeur

Vérification de la validité de la mémoire de base

Vérification de l’intégrité de la carte mère

76L’écran reste noir.

• POST (Power On Self Test) = Initiation d’une routine de tests– Recherche et exécution d’autres BIOS :

BIOS vidéo Validation de la carte graphique

Contrôleur SCSI

77

78

78

Le BIOS contrôle l’ajout du matériel PnP

Puis, il les « connecte »

Ex : Port USB

Reconnaissance automatique des périphériques récents

79

• Lancement de la routine de démarrage du SE :

Accès au secteur d’amorçage du disque dur

Prise de contrôle du matériel par le SE

80

POST

PnP

Bootstrap Loader

Prise de contrôlepar le SE


1. Définition

2. Historique



1. Le POST

2. Le Plug and Play




1. Vulnérabilité

2. Solutions

V. PERSPECTIVES

81

• Apparition de l’EEPROM(modifiable)

• Flashage du biosActuellement

84

• Le bios était sur une mémoirenon modifiable (ROM) Initialement


1. Définition

2. Historique



1. Le POST

2. Le Plug and Play




1. Vulnérabilité

2. Solutions

V. PERSPECTIVES

85

86

1999

• Attaque du virus CIH (ou Tchernobyl virus)

De nos jours

• Attaque du type homme du milieu (MITM)

87

• Intercepter

• Lire

• Modifier

Un Bios défaillant peut rendre l’ordinateur ou un périphérique inutilisable

88

• Boot block : petite partie du BIOS– situé dans la mémoire ROM (non modifiable)

• Flashage:– + : remédier à des incompatibilités matérielles

corriger des erreurs de détection du matériel

ajouter de nouvelles fonctionnalités

– - : carte mère inutilisable

SAV inexistants


1. Définition

2. Historique



1. Le POST

2. Le Plug and Play




1. Vulnérabilité

2. Solutions

V. PERSPECTIVES

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90

Début du projet : 1999

BIOS en open source

Par la Free Software Foundation

Début du projet : 1998

EFI et UEFI

(Extensible FirmwareInterface)

Par Insyde Software

• BIOS : – indispensable pour l’ordinateur– permet le chargement du SE

• Principales étapes de son fonctionnement :– POST PnP Bootstrap Loader

• Mises à jour par flashage

• Organe vulnérable de l’ordinateur mais il existe des solutions pour y remédier

• Avenir principal du BIOS = UEFI

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Education

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