L'informatique permet d'automatiser des tâches et
applications, elle traite les informations de façon rationelle et automatique. On distingue la partie matérielle (hardware) de la partie
logicielle (software). Dans la terminologie courante, la définition reprend l'ensemble.
Cette page permet d'apprendre et de comprendre l'informatique en
fonction des principales définitions
du dictionnaire, de suivre les différents composants matériels et
logiciels standards ou réseaux. Elle peut éventuellement servir de plan pour un cours technique.
Distinguons 7 parties: 1. Les ordinateurs et
les périphériques - 2. les systèmes d'exploitation - 3. Les logiciels
et Internet - 4. Les réseaux - 5. L'électricité - 6. L'électronique
- 7. Terminologies
Un ordinateur est
constitué d'une tour (unité centrale) et de différentes périphériques. Dans
le cas d'un PC
portable, différent périphériques sont directement intégrés.
Suivant la
méthode utilisée à l'intérieur d'un microprocesseur, on distingue la
méthode CISC de
la méthode RISC
utilisée actuellement avec un nombre d'instructions réduit. Pour augmenter
les performances, on utilise également des structures spécifiques comme
les super-scalaires (plusieurs instructions simultanées) et les
pipeline
(mise en cache d'instructions pré téléchargées). Les microprocesseurs
actuels utilisent des mémoires caches pour améliorer les performances.
Chaque famille
de processeur utilise également une architecture spécifique que l'on
désigne suivant un nom de code du core ou une
famille d'architecture comme le Netburst.
Les processeurs
actuels intègrent deux microprocesseurs dans le même boîtier (même 4) fonctionnant
simultanément, appelés double-core.
Intel intègre également l'hyperthreading
dans certains modèles, permettant à un microprocesseur simple d'exécuter
deux instructions simultanées. Quelques processeurs peuvent travailler
en 64 bits (pour 32 dans les processeurs standards). Deux solutions sont
adoptées, soit un alongement des mémoires internes (appelés registres) comme
les Athlon 64 et assimilés pour AMD et les Xeon pour Intel ou des instruction
totalement dédiées pour les Itanium.
Différents fabricants produisent des processeurs pour
PC:
En suivant
l'évolution, le premier microprocesseur est le 4004
en 1971. Le premier processeur utilisé dans les PC (l'XT
d'IBM) est le 8088.
Une version supérieure, le 8086, est utilisée par d'autres fabricants.
Suivent:
Phenom II et Atlon 64 X2 II en passant au support de la DDR3 avec le
socket AM3 (restent compatibles avec les DDR2 suivant la carte mère)
1.1.1.4 Autres
VIA produit des petits processeurs depuis le rachat
de Cyrix. Leur utilisation se limite à des équipements industriels
nécessitant peu de puissance et une consommation moindre.
1.1.2. La
carte mère est le point central d'un ordinateur.
Elle permet
d'assembler les différents composants d'un ordinateur. On retrouve
différents circuits électroniques comme le chipset
constitué du Northbridge
et du Southbridge
qui sert d'interface entre le microprocesseur et les autres composants comme
la mémoire. Il gère également les bus de sortie et les bus d'extension ou
même différents contrôleurs comme l'ATA, le SATA ou le lecteur de
disquette.
1.1.2.1. Le
chipset est spécifique à une famille de microprocesseurs.
Il doit
également accepter la vitesse externe du processeur. Suivant le modèle, il
gère différentes normes de connexion des disques durs, ports de
communication et ports d'extension. Les nouveaux chipsets acceptent le Dual-Channel
qui utilise en parallèle deux mémoires
Ram identiques, doublant la bande passante.
On distingue deux types de
mémoires en informatique: les ROM conservent les données en l'absence d'alimentation
mais dont le contenu est fixe et
les RAM qui perdent les données sans
alimentation mais acceptent les modes lecture / écriture. Différentes
technologies de ces mémoires sont utilisées.
1.1.3.2. Les
différentes mémoires RAM sous forme de barette dans un PC
Elle peut être
intégrée sur la carte
mère ou insérée dans un bus (AGP
ou PCI-Express
actuellement). Elle permet de transférer l'affichage sur l'écran et se compose
d'un processeur graphique,
d'un convertisseur digital analogique appelé RamDac, de mémoire Ram et de
circuits de connexion vers le bus.
1.1.5. Disques durs
1.1.6. Lecteurs de
disquettes, graveurs et lecteurs CD/DVD
1.1.7. Cartes
additionnelles
1.2.7.1. La carte
réseau
1.2.7.2. La carte
audio
1.2.7.3.
Acquisition vidéo
1.1.8. Alimentation, boîtiers
1.1.8.1. Types d'alimentations
Les alimentations
sont des convertisseurs alternatifs (réseau
électrique) en tensions continues de différentes tensions utilisées
dans les équipements électroniques. Elles peuvent être constituées de ponts
redresseurs ou d'alimentation
à découpage. Ces dernières ont un meilleur rendement et sont utilises
dans les équipements modernes. Pour les PC, on utilise deux types
d'alimentations:
Les Alimentations
AT sont utilisées dans les anciens ordinateurs
Les alimentations
ATX, utilisés dans les ordinateurs actuels. Différentes évolution
rajoutent des connecteurs supplémentaires
1.1.8.2. Les
boîtiers
1.2. Les
spécificités des ordinateurs portables
1.3. L'écran
1.4. L'imprimante
Une imprimante
permet d'imprimer sur papier les résultats des opérations effectuées par
les programmes. On distingue différents types:
Différentes sous variantes sont
également utilisée comme les Win-laser,
n'utilisant pas de mémoire Ram interne. A part le premier type qui
utilise un ruban, toutes les autres technologies utilisent des cartouches
spécifiques au modèle.
1.5. Le scanner et
appareils photo numériques
Plusieurs
appareils permettent de faire l'aquisition d'images. Le scanner
permet de créer un fichier informatique à partir due page déjà imprimée
(image, photo, texte avec la technologie OCR,
...). Le deuxième permet de prendre des photos. On parle d'appareils
numériques.
1.6. Vidéo
projecteur informatique.
Les vidéoprojecteurs
peuvent être utilisés en Home-Cinema ou en projection sur grand écran de
l'affichage d'un ordinateur. Quatre technologies sont actuellement utilisées:
Tri-Tube (aussi
appelé CRT), LCD et
Tri-LCD ou DMD/DLP.
La première est actuellement la meilleure au niveau définition. Par contre,
c'est la plus chère à l'achat et à l'utilisation. L'installation doit être
fixe.
1.7. Multimédia
1.8.
POS
Les POS
(Point Of Sales) sont des ordinateurs spécifiques pour les logiciels points
de vente. Généralement de faible puissance, ils intègrent directement les
périphériques spécifiques aux caisses enregistreuses: afficheur client LCD,
tiroir caisse, imprimante ticket et écran
tactile.
Le système
d'exploitation sert d'interface entre l'ordinateur et les périphériques
d'une part et l'utilisateur et ses logiciels d'autres part. Les premiers
ordinateurs l'intégraient en ROM. Depuis l'XT, il peut être changé et est
installé sur le disque dur, éventuellement sur une disquette, un CD ou même
une clé USB
On retrouve la
famille Microsoft, Linux ou UNIX et d'autres aujourd'hui disparus comme le
CP/M.
2.1. La famille Microsoft
Les versions
du DOS, système d'exploitation en mode texte avec Windows en
supplément
Windows NT3 et NT4 pour les
professionnels
Windows
95 et Windows
98 utilisent la même architecture. A partir de 95B, la Fat32
est reconnue. A partir de 98, les ports USB
1.0 sont acceptés.
Windows
2000, également développé en version serveur réseau
Différents
systèmes d'exploitation ont disparu comme le CP/M
(spécifique pour le Z80), BeOS, OS2
d'IBM,
...
3. Les logiciels informatiques -
Internet
3.1. Séries
bureautiques
On retrouve dans
cette série de logiciels les programmes courant: traitement de texte,
tableur, base de donnée, navigateur Internet, logiciels de mails, ... La
majorités des logiciels sont commercialisés dans des suites de logiciels.
En bureautique, Microsoft Office et
Open Office (libre d'utilisation) sont
les principaux.
3.1.1. Traitement de texte
Si le premier gros logiciel de traitement de texte a été WordPerfect,
suivi de WordPro (Lotus, appelé dans les dernières versions AmiPro), les
deux derniers restant en lices sont Word de Microsoft et Writer pour
OpenOffice.
3.1.2. Tableur
Un tableur est
une feuille de calcul permettant d'exécuter des calculs à l'aide de
formules personnelles ou prédéfinies. Le plus courant est Excel
de Microsoft. Son équivalant dans la suite OpenOffice est CALC.
3.1.3. Base de
donnée
Une base de
donnée permet le traitement d'une grande quantité d'informations au
niveau tri ou filtrage des données. On retrouve Access,
MySQL, Base, ... ou
des logiciels plus anciens comme DBASE. C'est une des principale utilisation
de l'informatique.
3.1.4. Navigateur
Internet et mails
Les logiciels Internet permettent de naviguer
(Internet explorer,
Firefox de Mozilla,
Opera, Netscape
mais plus développé depuis fin 2007), de lire le courrier électronique (Outlook, Outlook Express,
Thunderbird).
3.2. Série
programmation
3.3. Création de
site et référencement
Différents langages
permettent de créer des sites Internet. Des logiciels permettent de coder
automatiquement les pages créées en HTML
(FrontPage,
Dreamweaver, ...). D'autres langages comme le PHP
couplé avec MySQL, ASP, ...
sont également utilisés. En PHP, EasyPhp
permet de tester la programmation en local.
3.4. Hébergements
Internet
3.4.1. Logiciels
serveurs
Pour être
utilisé comme serveur de site Internet, l'ordinateur doit être équipé
d'un logiciel spécifique qui va gérer le langage HTML, PHP ou ASP. On
retrouve trois principaux:
Serveur
Apache: issus du monde libre, il permet l'hébergement sous
Windows, Linux ou Unix.
IIS
(abréviation de Information Internet Service) est implanté dans les
versions Professionnelles de Windows et dans les versions serveurs.
EasyPhp
est un émulateur apache sous Windows mais n'est pas réellement un logiciel
de serveur WEB. Il n'intègre pas par exemple les mails ou le FTP
pour le transfert des fichiers.
SharePoint
permet de créer un serveur Intranet sous serveur 2003 et 2008.
Ces logiciels
permettent utilisés par les infographistes
permettent la mise en page simple de textes, images, graphismes, ...
3.5.2.
Présentations et diaporama
Même si
différentes solutions existent, le plus utilisé actuellement est PowerPoint
de Microsoft pour les diaporama, éventuellement Impress d'OpenOffice. Pour les animations pour les sites
Internet, Flash
est le plus utilisé.
3.5.3. Dessin
assisté par ordinateur, traitement d'image
Divers logiciels
permettent le traitement et la retouche d'images. Gimp
et Draw (OpenOffice)
sont des solutions libres et performantes (logiciels gratuits). D'autres solutions professionnelles
comme Photoshop, Corel Draw, Paintshop Pro, ... sont utilisées
La
gestion des entreprises utilise majoritairement l'informatique, en
comptabilité, gestion
des stocks, facturation. Tous ces logiciels sont associés à une base de
données, éventuellement en
version réseau pour un travail avec plusieurs utilisateurs simultanés
3.6.2. Les types de
logiciels
Comptabilité:
ces logiciels permettent la gestion de l'entreprise au niveau des
bénifices/pertes, bilan (le patrimoine de l'entreprise), déclarations
TVA et contributions. Ils permettent également de faire le suivi des
payements clients et fourniseurs.
Gestion commerciale: utilisés dans les entreprises qui facturent uniquement,
Chaque pièce commerciale reprend les coordonnées du client ou du
fournisseur. Ces logiciels permettent la gestion des stocks suivant
différents modes (LIFO, FIFO, sérialisé, par lot, ...) en utilisant les
pièces de sorties (bon de livraison et facture clients) et les pièces
d'entrées (bons de livraisons et factures fournisseurs). L'inventaire, la
commande automatique aux fournisseurs, gestion des fabrications, articles
liés, ... font également partie des fonctionnalités de ces ligiciels.
Point de
vente: ce type de logiciel est utilisé dans les commerces de détails. Il
remplace une caisse enregistreuse en permettant en plus la gestion des
stocks et les commandes fournisseurs. Différents périphériques peuvent
être connectés sur un ordinateur standard (imprimante ticket, afficheur
client, tiroir caisse, scanner code barre). L'utilisation d'un POS est
également une solution.
les CRM:
logiciels informatiques spécifiques pour les relations et prospections
clients
3.6.3. Les firmes
et éditeurs
4. Réseaux informatiques.
4.1. Les topologies
4.2. Les réseaux
Ethernet
4.3. Les modèles
Pour modéliser
les protocoles, on utilise différents modèles. Les modèles OSI
et TCP/IP
sont les principaux. D'autres plus anciens comme le XNS
ne sont plus utilisés.
4.4. Les réseaux
sans fils
4.5. Les connexions
Internet
Différentes normes
réseaux sont utilisées pour la connexion INTERNET: par modem téléphonique
ou par l'xDSL.
L'XDSL est
séparé en deux familles, les connexions asymétriques (la vitesse de
transfert d'Internet vers l'utilisateur est supérieure à celle de
l'utilisateur vers Internet) des connexions symétriques où les vitesses sont
égales.
4.5.1. Connexions asymétriques
Ce type de
connexion est utilisé pour les connections sur Internet standards. L'ADSL
et l'ADSL2 (une
amélioration de la première) sont les plus courantes, la distance maximum
par rapport à un point d'accès est de 5,4 KM. Le Readsl
est également une variante plus lente mais avec une distance maximum un peu
plus élevée. Le RADSL
permet un débit constant. Le VDSL
permet lui une vitesse supérieure ou même une connexion symétrique.
4.5.1. Connexions symétriques
4.5. Les protocoles
En informatique, le protocole
est en quelque sorte le langage utilisé pour le transfert des données ou
pour la compréhension entre applications logicielles de même type dans un
réseau. Les équipements et applications doivent "parler" le même
protocole pour pouvoir communiquer
TCP/IP utilise
deux protocoles distincts pour le transport des données: le TCP qui est
mode connecté (vérification de la réception des données) et l'UDP
qui ne vérifie pas la réception des données mais est plus rapide.
4.5.1.2. Protocoles
d'applications
Différents
protocoles sont spécifiques aux applications utilisées sur Internet et
autres. L'HTTP
est utilisé pour les transfert du contenu des pages Internet (HTML, PHP,
...), le transfert effectif des pages sur le site
Internet utilise le FTP.
Deux types de
protocoles sont utilisés pour les mails: le SMTP
permet l'envoi vers un serveur de messagerie, le POP3 et l'IMAP permettent
la récupération d'un message sur un serveur SMTP.
D'autres
protocoles comme SNMP ou Telnet permettent de gérer des ordinateurs ou
équipements réseaux à distance.
Différents
protocoles sont également développés pour le VPN
4.5.2. NetBui -
Netbios
Ces deux
protocoles sont souvent associés, Netbeui
permettant le transport de l'information, NetBios
assurant le partage des ressources. Ces 2 protocoles ne sont quasiment plus
utilisés. Wins,
implanté dans les serveurs Windows à partir de 2000 permet de gérer Netbios
dans les réseaux utilisant active Directory Service pour les anciens
systèmes d'exploitation.
4.5.3. IPX
4.5.4 Autres anciens
protocoles
4.6. Les
équipements réseaux informatiques
4.6.1. Les serveurs
4.6.1.1.
Processeurs spécifiques
Un serveur
informatique peut utiliser un processeur standard, mais quelques modèles
ont été spécifiquement développés. Ils travaillent en mode SMP
ou NUMA suivant
la méthode d'interconnexion des processeurs. Ils permettent de faire
travailler plusieurs processeurs identiques simultanément.
Le Pentium
Pro, premier processeur spécifique, il utilise une architecture
interne similaire au Pentium
II utilisé en bureautique.
Le Xeon,
dérivé des processeurs bureautiques standards, il accepte maintenant
les modes 32 et 64 bits.
L'Athlon
MP, premier processeur d'AMD permettant de travailler en
bi-processeur.
L'Itanium et Itanium
II,
processeurs de haut de gamme Intel
exclusivement 64 bits.
L'Opteron, processeur 64 bits
d'AMD
acceptant le mode 32 bits.
4.6.1.2. Les
Mémoires
Elles sont identiques à celles
des ordinateurs standards mais utilisent différentes méthodes de
détection et correction d'erreurs comme le bit
de parité, l'ECC
ou l'AECC
4.6.1.3. Disques
durs
4.6.1.4. Les
connecteurs d'extensions spécifiques.
4.6.2. Les
systèmes d'exploitation dédiés.
Même si un petit réseau peut
être créé en groupe de travail (peer-to-peer), une installation réseau
professionnelle utilise un ordinateur central équipé d'un système
d'exploitation spécifique. Ceci permet de centraliser l'administration
des ressources informatiques comme les dossiers partagés et les
privilèges d'accès associés, d'effectuer les sauvegardes sur un seul
ordinateur, de communiquer entre différents réseaux, ...
4.6.2.1. Les
systèmes d'exploitation dédiés
Certaines installations de Linux ou
MacOS permettent ce type d'application. Windows NT et 2000 utilisent des
versions spécifiques. Windows
2003 et 2008 sont uniquement développés en version serveur.
4.6.2.1. Microsoft
Depuis la version 2000,
Microsoft utilise la notion de Nom
de Domaine, lié à Active Directory
Service. Le nom de domaine est
similaire à la notion utilisée sur INTERNET. Pour accéder à un site,
l'utilisateur tape simplement l'adresse du site dans son navigateur, sans
notion de l'emplacement de l'hébergement ou de l'adresse IP du serveur.
Dans le réseau local, un ou plusieurs serveurs sont désignés par un nom
similaire au NDD. D'autres serveurs peuvent être configurés comme
sous-domaine. Ceci permet de structurer le réseau informatique en
fonction de l'entreprise: le domaine principal reprenant le siège
central, les sous-réseaux reprenant les sièges locaux.
4.6.3. Les
concentrateurs
Ils sont principalement
utilisés dans les topologies en étoiles. On retrouve les HUB's
qui ne font qu'amplifier le signal, les Switch
qui vérifient l'adresse d'envoie en décodant la trame et les routeurs
qui permettent de relier des réseaux dans des classes d'adresses IP
différentes.
On
retrouve différentes formes de signaux électrique mais finalement, elles se
définissent en deux groupes, les
signaux continus (positifs ou négatifs) qui restent dans la même polarité
et les signaux alternatifs qui varient en fonction du temps mais restent
périodiques.
Les tensions
continuent sont utilisées pour l'alimentation interne des équipements
électroniques. Les signaux alternatifs sous forme de sinusoïdes sont
utilisées pour le transport de l'électricité.
Outre différents
parasites, un signal continu peut varier dans le temps. Dans le cas des
microprocesseurs, ils sont de forme continue mais varient en fonction du temps
suivant une forme 0 ou 1 (enfait, pas de tension ou une tension prédéfinie de
5 volts pour les anciens équipements, moins maintenant).
5.2. Les lois de
l'électricité.
5.3. Les appareils
de mesure.
Différents
appareils de mesure permettent de vérifier les tensions et courants comme le multimètre,
l'oscilloscope, ...
5.4. Les appareils
de protections
Le réseau
électrique est perturbé par différents signaux comme des transitoires. Il
peut également être coupé (panne de courant) ou même véhiculer des
sur-tensions, la foudre par exemple. Le principal appareil de protection est
l'onduleur. Les
disjoncteurs ne protègent que contre les sur-tensions. Les distributeurs
utilisent des équipements particuliers pour surveiller le réseau comme les perturbographes.
6. L'électronique
L'électronique
est une branche particulière de l'électricité. Elle permet finalement de la
contrôler, en tension, courant ou en forme. Trois branches distinctes
étudient l'analogique
(son et image), l'électronique de puissance (utilisée pour la gestion du
réseau électrique ou pour les machines) et l'électronique
numérique-digitale (en gros les
ordinateurs).
En analogique, on
distingue les montages passifs qui n'amplifient pas les signaux des montages
actifs.
6.1. Les composants
passifs
6.2. Les composants
actifs
6.3.
L'électronique numérique
Elle rassemble
tous les circuits électroniques numériques, aussi bien les différents types
de processeurs et leurs circuits annexes que les circuits logiques (portes TTL
par exemple). Ces montages utilisent des tensions à valeur discrète,
contrairement à l'analogique qui utilise des signaux à variation continue.
Pour la
communication entre le processeur et ses périphériques, on utilise un bus de
données, un bus
d'adresse et un bus de commande. Chaque périphérique a une plage
d'adresse propre. Pour signaler des données, les circuits périphériques
peuvent utiliser des interruptions. Pour transférer directement avec la mémoire
RAM, ils utilisent le DMA.
Les autres signaux du bus de commande reprennent les signaux de lecture /
écriture, reset,
rafraichissement de la mémoire, ...
Différents
mécanismes de vérification de fonctionnement peuvent également être
implantés comme le Watchdog,
...
6.3.1. Les types de
processeurs
Différents types
de processeurs sont utilisés en fonction de l'application:
le microprocesseur
est le plus performant, il est utilisé dans les ordinateurs
le microcontrôleur
est dédié au traitement des entrées / sorties. Les mémoires ROM et
Ram sont généralement directement implantées dans le circuit. Son but
n'est pas la rapidité mais le traitement d'interruptions et la gestion
de périphériques.
le PIC
sont également développé pour le traitement des entrées sorties mais
sont nettement plus rapides avec une architecture
CISC.
Le DSP
est également un type de microcontrôleur. Plus rapide que le PIC et
principalement dédié aux calculs, il gère également moins d'entrées
/ sorties. Il est utilisé dans les cartes audio et systèmes
d'acquisition vidéo.
6.3.2. Les
composants périphériques des microprocesseurs.
Si les ordinateurs
actuels utilisent le chipset
pour les différentes connexions aux périphériques (tant internes
qu'externes), les montages de base utilisent différents circuits spécialisés
spécifique au microprocesseur utilisé. On retrouve notamment:
1.1.1. 
Elle permet 
On
retrouve différentes formes de signaux électrique mais finalement, elles se
définissent en deux groupes, les