METHODES OUTILS INFORMATIQUES CM2 3 4 - …droide60.free.fr/Cours/Universite/Cours LEA...
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PLAN
A. Bref historiqueB. GénéralitésC. Fonctionnement d'un ordinateur
Méthodes et Outils Informatiques
PLAN
A. Bref historiqueB. GénéralitésC. Fonctionnement d'un ordinateur
Méthodes et Outils Informatiques
LA PREHISTOIRE
- 2500 : l’abaque
LA PREHISTOIRE
1623 : William Schickard (1592-1635) première machine à calculer mécanique.
LA PREHISTOIRE
1642 : Blaise Pascal (1623-1662) - la Pascaline.
LA PREHISTOIRE
1679 : Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 –1716) – le binaire
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LA PREHISTOIRE
1800 : Joseph-Marie Jacquard (1752-1834) - le métier à tisser
LA PREHISTOIRE
1834 : Charles Babbage – la machine analytique ou l'ordinateur avant l'heure
LA PREHISTOIRE
1844 : Samuel Morse – le code et le télégraphe
manipulateur-fil-transcripteur sur bande de papier
emetteur
LA PREHISTOIRE
1847 : George Boole (1815 – 1864) – l'algèbre de Boole
LA PREHISTOIRE
1870: Invention de la machine à écrire
LA PREHISTOIRE
1876 : A.G. Bell - Invention du téléphone
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LA PREHISTOIRE
1884 : Herman Hollerith (1860-1929) - la carte perforée
Carte perforée utilisée lors du recensement de 1890
LA PREHISTOIRE
1904 : John Ambrose Fleming –le tube à vide (diode de Fleming) et les débuts de l'électronique
LA PREHISTOIRE
1938-1943 : Konrad Zuse - calculateur qui utilise le binaire au lieu du décimal.
ENIGMA1934
COLOSSUS1943
1945 : ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer
30 tonnes - 24m de long - 5m40 - 8000 tubes à vide dispose pour la première fois de mémoire interne.
L’ENIAC
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Tableau de commande de l’ENIAC
1945 : Premier “bug”… il y en aura d’autres…
1946 : John Von Neumann (1903-1957) –définition de l'ordinateur moderne :
constitué de 5 parties principales :� CPU
� Entrée� Sortie� Mémoire de travail
� Mémoire permanente
1945 – 1960 : le transistor, la bande magnétique, la mémoire vive, le disque dur, le circuit imprimé, le modem
1960 – 1970 : la transmission par satellite, les jeux sur ordinateur, le code ASCII, la souris, la miniaturisation des circuits
1971 : la puce mémoire (Intel) – 1kilobitavant : 2m2 – après : 0,5cm2
1971 : le micro-processeur
1974 : la carte à puce (Moréno, Fr)
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1977 : Apple II (Steve Jobs, Stephen Wozniak) et Microsoft (Bill Gates, Paul Allen)
1981 L’IBM PC et le minitel
1984 : le MACINTOSH d’Apple et le CD-ROM 1992 : Microsoft Windows 3.1 vendu à 1 million d’exemplaires en 2 mois
PLAN
A. Bref historiqueB. GénéralitésC. Fonctionnement d'un ordinateur
Méthodes et Outils Informatiques
Définition
Qu’est-ce qu’un ordinateur
Machine électronique de traitement numérique de l’information exécutant à grande vitesse les instructions d’un programme enregistré
Le Petit RobertLe Petit Robert
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Un ordinateur :une unité centrale, des périphériques, des logiciels.
Un ordinateur accepte des entrées de données, effectue un traitement et restitue des informations en sortie.
Qu’est-ce qu’un ordinateur
DONNEES : symboles qui représentent des faits, des objets ou des idées.ENTREE : données envoyées vers l’unité centrale.TRAITEMENT : transformation des données.SORTIE : restitution des données.
Qu’est-ce qu’un ordinateur
Un ordinateur stocke des données avant et après traitement dans :
La mémoire - zone de stockage volatile qui contient les données prêtes à être traitées ou restituées.Une unité de stockage – support de stockage permanent.
Qu’est-ce qu’un ordinateur
Un ordinateur accepte des entrées
provenant de périphériques
d’entrée (clavier, souris, scanner, appareil photo numérique…)
Les données sont traitées par l’Unité
Centrale de Traitementconformément aux
instructions préalablement stockées
dans la mémoire
Les données sont restituées par les périphériques de sortie (écran,
imprimante, haut-parleurs…)
Qu’est-ce qu’un ordinateur
Les périphériques d’entrée/sortie assurent la double fonction d’apport et de restitution des données (modem, disque dur, graveur
de cd-rom/dvd-rom…)
Qu’est-ce qu’un ordinateur
Auparavant 3 grandes catégories :
Micro-ordinateursMini-ordinateurs
Ordinateur centraux (mainframe computers)
Catégories d’ordinateurs
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MaintenantLa catégorisation est basée sur la technologie, la fonction, la taille et les performances.
Micro-ordinateurs (de bureau, portables ou de poche)
Consoles de jeuxStations de travail
Serveurs et MainframesCalculateurs
Catégories d’ordinateurs
Ordinateur personnel autonome relié ou non à un réseauOrdinateur de bureau (desktop) ou portable (notebook)
Micro-ordinateur
PDA, smartphone, tablet PC ou Ultra PortablePermet de :
Envoyer et recevoir des courrielsUtiliser le GPS (Global Positioning System)Gérer ses données personnelles (comptes, contacts, tâches, notes…)
Terminaux mobiles Terminaux mobiles
Console de jeux
Les plus évoluées : micro-ordinateurs dédiés à une utilisation purement ludique.
Ordinateur très puissant destiné à une utilisation purement professionnelle et spécifique :
images de synthèsecalcul scientifiquetraitement du son
Station de travail
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Un serveur dessert un réseau d’ordinateur Il héberge les informations destinées à être partagées.Un client est un ordinateur qui accède à un serveur pour obtenir des informations.On parle pour ce type de réseau d’architecture client/serveur
Serveur Serveur
Gros ordinateur destiné à distribuer des applications informatiques à de nombreux utilisateurs.Capable d’envoyer des données à des centaines ou des milliers d’utilisateurs simultanément.Entreprises - Universités - Administrations.
Mainframe Mainframe
Puissance de calcul énorme.Utilisé dans :
la recherche (simulations trop couteuse ou impossible à réaliser : explosion nucléaire, entrée dans l'espace…),les services (modélisation de systèmes météorologiques),l'industrie automobile et aéronautique (simulation de crash, soufflerie…),L’industrie pétrolière (simulations d'exploitation de nappes)
Calculateur Calculateur
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Données : symboles qui représentent des faits, des objets ou des idéesInformations : données qui sont présentées sous une forme que l’on peut comprendre et utiliser
Données, informations et fichiers
Un ordinateur manipule des données numériques sous forme de 0 et de 1.Chaque 0 ou 1 est appelé « bit »Une série de 8 bits est appelée « octet » (byte)
Données, informations et fichiers
Un fichier : ensemble de données que l’on stocke sur une unité de stockage fixe (disque dur) ou amovible (CD-ROM, DVD-ROM, clé USB, disquette…).Un fichier est caractérisé par un nom et une extension.L’extension indique la nature du fichier et l’application associée (EXE, DOC, XLS...).
Données, informations et fichiers
Fait le lien entre le matériel et l'utilisateurGestion des
périphériquesprogrammesfichiersprotocoles
Système d’exploitation
Les plus répandus :Microsoft Windows
Windows XPWindows Mobile
Mac OSUnix, LinuxPalm OS, Symbian
Système d’exploitation
Programme informatique qui effectue une tâche donnée :
Créer, modifier et imprimer des documentsCréer des diaporamasGérer des comptes bancairesJouerConsulter des informations en ligneConsulter sa messagerie
Logiciel
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Par opposition au MacIntosh d’Apple
Différence de :Microprocesseur (anciens modèles)Système d’exploitation
Compatible PC
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Méthodes et Outils Informatiques
Que fait-il ?Traitement de données
Des données analogiques …sons, lettres, nombres, photos, films, graphiques
… aux données numériques
Oui – Non 0 – 1
Fonctionnement d’un ordinateur
Nécessité d'un codageTables de correspondance
Exemple : code ASCIIA chaque caractère…
A B C a b c é è ç à » ’ ( - _ )…on attribue un code numérique
A � 65 B � 66 a � 97 é � 130 ( � 40
Les bits
Chaque chiffre 0 ou 1 est appelé un bit (BInary digiT).
Système décimal
Système binaire
0 01 12 103 117 1118 1000
Les octetsChaque caractère est codé grâce à 8 chiffres binaires (un octet)A � 65 � 01000001B � 66 � 01000010a � 97 � 01100001é � 130 � 10000010( � 40 � 00101000
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1 octet � 8 bits � 256 possibilités
Nécessité de coder d'avantage de caractèresUnicodeUTF8ISO 8859-1
Le "poids" des motsAvant 1998
1 kilooctet (ko) � 1024 octets (210)
1 mégaoctet (Mo) � 1 048 576 octets (220)
Après 19981 ko � 103 octets1 Mo � 106 octets1 kibioctet (Kio) � 1024 octets (210)
1 mebioctet (Mio) � 1 048 576 octets (220)
Exemple de descriptif
Architecture d’un ordinateur (John Von Neumann – 1945)
5 parties :� Unité centrale de traitement (CPU)
� Entrée� Sortie� Mémoire de travail
� Mémoire permanente
CPU
BUS
CONTROLEURS
Entrée
Sortie
Unitésde
disques
Clavier
Souris
Scanner
Caméra vidéo
Modem
Carte son
Carte vidéo
Mémoire
Disquette
Disque dur
CD/DVD
SDRAM
DDR
DDR2
Cache
Moniteur
Imprimante Boitier ATX
Lecteur de CD/DVD
Baie 5"1/4
Lecteur de disquette
Ports USB
Prises audio micro/HP
Baie 3"1/2
Témoins (m/a et dd)
Interrupteur
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Bloc d’alimentation
Prises 220V
Prises audio micro/HPPort sériePort parallèlePort vidéoPorts PS2Ports USBPort ethernet
Slots d’extensions
Bloc d’alimentation
Lecteur CD/DVDROM
Graveur CD/DVDROM
Connectique
Modules de mémoireVentilateur du µprocesseurDisque durCartes d’extension
17/06/2007 SEDAN
Vue éclatée d'un ordinateur
1. Moniteur
2. Carte mère 3. Processeur
4. Mémoire5. Cartes d'extension6. Bloc d'alimentation
7. Disque optique8. Disque dur
9. Souris10. Clavier
LE BOITIER
Armature métalliqueIntègre l'alimentation électriqueReçoit la carte-mère, des cartes d'extension, des unités de stockageDifférentes tailles : desktop – barebone - mini-tour – moyen tour – grand tourFacteur de forme de la carte mère
LE BOITIER
Desktop
Barebone Mini tour Moyen tour Grand tour
mainboard – motherboard - moboCircuit imprimé - carte principale l'ordinateur. Caractérisée par :
le facteur de forme (ATX, BTX, ITX)les connecteurs d'extensions (ports)le "chipset" (jeu de composants)l'emplacement (socket/slot) pour le µprocesseurles emplacements pour les modules de mémoire
LA CARTE MERE
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LA CARTE MERE LA CARTE MERE
Micro-processeur (CPU) – "cerveau" du PC
LE MICROPROCESSEURInstructions de traitement
Données à traiter
CPUDonnées traitées
Un comparatif parmi d'autres…
RAMMémoire de travailComposée de circuits DRAM peu couteuxVolatileQuantité adaptable
Attention au typeAttention au chipset
LA MÉMOIRE ELECTRONIQUE
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Différents types : SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) DDR SDRAM (Double Data Rate)DDR2 SDRAMDDR3 SDRAMXDR DRAM
LA MÉMOIRE ELECTRONIQUE
Différentes appellations : PC100, PC133 (SDRAM)
PC1600, PC2100, PC2700, PC3200… (DDR)
PC2-4200, PC2-5300… ou DDR2-400, DDR2-533, DDR2-667… (DDR2)
LA MÉMOIRE ELECTRONIQUE
Différents formats : DIMM
SO-DIMM
LA MÉMOIRE ELECTRONIQUE
Travail de documentation :Pour votre machine personnelle – ou les machines des salles de TD (NEC VL350 et VL360) ou de la bibliothèque si vous n'en disposez pas, recherchez le type de mémoire, la quantité présente, la quantité maximum.Vous trouverez ces informations dans la documentation, les spécifications techniques ou les sites des constructeurs.
MÉMOIRE ELECTRONIQUE
Préparation au C2I
Mémoire électronique – fonctionnement binaire.8 bits = 8 condensateurs fermés ou ouverts par des transistors.
LA MÉMOIRE ELECTRONIQUE Phase 1
Un courant électrique (rouge) passe dans
tous les condensateurs
Ligne
d'adresse
ligne de
données1
1
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Phase 2
Transistor fermé ou non = condensateur chargé
ou non (1, 0)1
0
Phase 3
Restitution des données : ouverture
des transistors
Antémémoire
Composée de circuits SRAM (rapides mais chers)Mémoire d'anticipation
MÉMOIRE CACHE
Ensemble des liaisons physiques - "Autoroutes des données"Bus système (FSB)Bus d'extension (I/O - Input/Output – E/S -Entrée/Sortie)
PCIAGP (obsolète)PCI-E
LES BUS
Unités d’entrée/sortie :
Disques, clavier, souris, ports, adaptateurs...
BUS SYSTEMECPURAM
BUS I/OPONT
Mémoire Cache
PnP (Plug and Play) – reconnaissance et installation automatiqueHot Plug / Hot Swap – connexion à chaud
INTERFACES / PORTS
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Connexion d'éléments extérieurs au PCDifférents ports = différents connecteurs :
série – RS232 (obsolète sur PC)parallèle – centronics (obsolète)AGP (obsolète)USB - PnPFirewire (IEEE 1394) – PnPPC Card – PCMCIA (obsolète) - HP
Express Card – PCMCIA - HP
INTERFACES / PORTS
Différents ports (suite) : PCI PCI-E IDE ou PATA / ATAPISATA (HP)eSATA (HP)SCSI
INTERFACES / PORTS
Travail de recherche :Pour chaque interface, faire une fiche TdT (word ou writer) telle que ci-dessous:
Sites utiles :http://www.commentcamarche.net/
INTERFACE / PORTS
Préparation au C2I
Jeu de composants Chef d'orchestre
Nombre et types "d'instruments" déterminésNorthbridge / Southbridge
LE CHIPSET
Unité de disque : nom donné aux mémoires de stockage caractérisées par :
un système de fichiersNom d'unité (lettre: sous windows)
MÉMOIRE DE STOCKAGE
Exemple : en salle de TD :
MÉMOIRE DE STOCKAGE
Unité IdentificationA: Lecteur de disquetteC: Disque durD: CD/RW ROME: Clé USB (si présente)U: Disque dur partagé
(votre espace perso)
Z: Disque dur partagé(espace commun à la classe)
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Différentes technologies : mémoire magnétiquemémoire optiquemémoire flash
MÉMOIRE DE STOCKAGE
Les supports
MÉMOIRE DE STOCKAGE
magnétique disquette, disque dur
optique CDROM, DVDROM, BluRay
Flash CF, MS, MMC,SD, SmartMedia, XD Picture
Le disque magnétiquePrincipe de fonctionnement d’un disque
magnétique
Bobine
ferrite
Surface magnétique
Tête de lecture / écriture
Domaine
0 1 1 0 0 0 1
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DD ou HDCaractéristiques
Facteur de forme : 5"1/4 (obsolète)– 3"1/2 – 2"1/2 –1"8 – 1"3 – 0,85"5 400 à 15 000 RPM8 à 32 Mo de cacheTemps d'accès Interface
Disques magnétiques
Préparation au C2I
1955, le premier…
Préparation au C2I
3"½ 2"½ 1"¾
Un exemple Le disque optique
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Principe de fonctionnement d'un disque optique
Préparation au C2I Préparation au C2I
Préparation au C2I
CD-ROM – DVD-ROM – Blu-ray Disk
650 Mo à 50 GoLecteur / graveurVitesse de lecture / écriture
Disques optiques
Préparation au C2I
Un exemple
Holographic Versatile Disk4 Go/ mm3
jusqu'à 3,9 To
HVD – l'avenir
Préparation au C2I
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Mémoire électronique rémanenteJusqu'à 100 000 écrituresTechnologies NOR / NAND
Mémoire Flash
Préparation au C2I
SSD – l'avenir ?
Solid State DriveUtilise de la mémoire flashTemps d'accès : 0,5ms Faible consommationSilencieux
MaisDurée de vie limitéeCher
Travail de documentation :CF, MS, MMC,SD, SmartMedia, XD Picture
Pour chacune des mémoire ci-dessus, recherchez la capacité maximum de stockage des produits actuellement commercialisés (marque et boutique de votre choix), la vitesse d'accès et le prix.
Dans une feuille excel, créez un tableau comparatif avec une mise en forme libre comprenant la photo, le nom, la capacité max en Go, la capacité max en Gio (que vous calculerez à l'aide d'une formule), la vitesse avec un format de cellule qui affiche automatiquement x Mo/s, le prix HT et le prix TTC
Mémoire Flash
Préparation au C2I
Ajoutent des fonctionalités spécifiques à la carte mère
carte graphiquecarte soncarte réseauadaptateur SCSI…
Cartes d'extension
Préparation au C2I
Installation d'une carte
Cartes d'extension
Préparation au C2I
Dédiées à l'affichageCaractéristiques
GPU (ATI, NVIDIA, MATROX)Mémoire vidéo (DDR, DDR2, GDDR3, GDDR4, GDDR5)Bus (PCI, AGP, PCIe)
Cartes graphiques
Préparation au C2I
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HD15 (VGA)
DVI
S-Video
Cartes graphiques
Préparation au C2I
HDMI
Display Port (nouveau)
Les connecteurs
Cartes graphiques
Quelques termesDirectX 10.1HDCP
Un exemple
Préparation au C2I
Carte son
Gestion des périphériques audio
Transmission de données via un réseau de télécommunication= carte EthernetDifférentes liaisons
FilaireWifiFibre optique
Carte réseau
Préparation au C2I
Caractéristiques MAC addressPCI – PCIeDébit
10 Mbit/s
100 Mbit/s (Fast Ethernet)1000 Mbit/s (Gigabit Ethernet)
Carte réseau
Préparation au C2I
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Adaptateur SCSI
Connexion de disques durs, scanners, graveurs sauvegardesCaractéristiques :
RapideN'utilise pas le processeurDifférentes normes (SCSI-1, SCSI-2, SCSI-3)Différentes interfaces plus ou moins rapides
Ecran - MoniteurCRT – LCDImage : ensemble de points appelés pixels(Picture Element)Définition : nombre de points que l'écran peut afficher (exemple : 1024 x 768) Résolution : nombre de points par unité de surface (ppp ou dpi)
Périphériques d'affichage
Préparation au C2I
Le moniteur
La diagonale : 15", 17", 19", 20"…Pas de masque (dot pitch) : le plus petit possible
Un exemple
Préparation au C2I
Préparation au C2I