La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

1 CODAGE ET TRANSFERT DE L'INFORMATION SUR ORDINATEUR ET RESEAUX INFORMATIQUES.

Présentations similaires


Présentation au sujet: "1 CODAGE ET TRANSFERT DE L'INFORMATION SUR ORDINATEUR ET RESEAUX INFORMATIQUES."— Transcription de la présentation:

1 1 CODAGE ET TRANSFERT DE L'INFORMATION SUR ORDINATEUR ET RESEAUX INFORMATIQUES

2 2 I.Introduction et définitions

3 3 INFORMATIQUE: contraction de INFORmation et autoMATIQUE c est avant tout un ensemble de méthodes et matériels permettant le traitement des données ou de l information. I.Introduction et définitions

4 4 INFORMATION: On appelle INFORMATION tout ce qui est susceptible d être représenté à l aide de conventions pour être conservé, traité ou communiqué. I.Introduction et définitions

5 5 RESEAU INFORMATIQUE: C est un moyen (matériel & méthodes) de transporter des messages ou de l information de différents types: Sons:parole, musique Images: fixes, animées (vidéo), en noir et blanc, avec nuances de gris, en couleur. Textes:avec ou sans dessin, avec des styles différents. Données informatiques: informations codées en binaire. I.Introduction et définitions

6 6 NUMERISATION Sons Images Textes Données binaires MULTIMEDIA I.Introduction et définitions

7 7

8 8 Les nécessités de transmission imposent une transformation en signaux électriques ou électromagnétiques. I.Introduction et définitions

9 9 Les signaux analogiques t Grandeur physique I.Introduction et définitions

10 10 Les signaux numériques t Grandeur physique I.Introduction et définitions

11 11 I.Introduction et définitions Les infrastructures existantes de télécommunication sont de type analogique ou de type numérique. Dans de nombreux cas il est nécessaire de procéder à des conversions de signaux analogiques en signaux numériques et réciproquement.

12 12 II.Les ordinateurs 1. HISTORIQUE 2. ARCHITECTURE 3. LES LANGAGES 4. FONCTIONNEMENT D UN PROGRAMME 5. LES PERIPHERIQUES 6. COMPARATIF DE CAPACITES ET TAUX DE TRANSFERT

13 13 Les premières machines à calculer dignes de ce nom, les Pascalines, furent construites en par le jeune Blaise Pascal, afin de faciliter les calculs, et spécialement les calculs compliqués nécessitant des changements de bases. Par exemple la machine construite pour son père, « Commissaire député par sa Majesté pour l impôt et la levée des tailles », permettait de manipuler des livres, des sols et des deniers, 12 deniers pour faire un sol, 20 sols pour une livre, les livres étant comptabilisées en décimal…. sachant bien sûr qu il faut :

14 14 1. Bref Historique des machines à calculer mécaniques : très utilisées pour exploiter les données du recensement aux Etats-Unis en 1890 des métiers à tisser : qui utilisaient des cartes perforées inventées en 1728 par Falcon, mécanicien lyonnais de lalgèbre de Boole : créé en 1854, mais inexploité pendant un siècle ! des transistors, inventés seulement au XX° siècle Nos ordinateurs sont les héritiers : 1. Bref Historique

15 15 Historique (suite) 1947 : construction du premier transistor (transfer resistor) à pointe aux Etats-Unis 1949 : naissance du premier ordinateur en Grande Bretagne (Maurice Wilkes) 1951 : fabrication de transistors à jonction 1952 : fabrication de transistors à effet de champ : à faible consommation électrique et très rapides 1955 : les premiers récepteurs radio à transistors remplacent les récepteurs radio à galène (cristal de sulfure de plomb) 1959 : mise au point du premier circuit intégré : appelé « puce » qui comprenait 5000 composants élémentaires sur une pastille de 5 mm de côté

16 : utilisation du silicium ce qui permet de diminuer la taille des transistors : la course à la miniaturisation est lancée 1964 : un transistor à jonction occupe un millimètre carré sur une épaisseur de quelques dixièmes de millimètre d épaisseur 1971 : la société INTEL met au point le premier microprocesseur sur 4 bits : les fonctions élémentaires d un ordinateur sont rassemblées sur un seul composant électronique équivalent à 2300 transistors. Aujourdhui, les microprocesseurs possèdent entre 9 et 22 millions de transistors 2000 : les transistors disponibles sur le marché mesurent 180 nanomètres ( milliardièmes de mètre), mais un laboratoire français a réalisé un transistor de 20 nanomètres : cest actuellement le plus petit transistor au monde. Historique (suite)

17 17 une position binaire = un binary digit = un bit on ne peut y mettre qu une seule valeur « logique » souvent représentée par 0 ou 1 un Øctet = 8 positions binaires consécutives indissociables = un Ø = un Byte Chaque position binaire d un Ø a un poids : elle vaut 0 ou 1 fois une certaine puissance de 2, qui dépend de sa position dans loctet Définitions

18 18 Un Kilo-Octet = 2 10 Ø 10 3 Ø = 1 KØ = 1024 Ø Un Méga-Octet = 2 20 Ø 10 6 Ø = 1 MØ Un Giga-Octet = 2 30 Ø 10 9 Ø = 1 GØ Un Téra-Octet = 2 40 Ø Ø = 1 TØ Précisions Un Péta-Octet = 2 50 Ø Ø = 1 PØ Un Exa-Octet = 2 60 Ø Ø = 1 EØ

19 19 Les codes ASCII American Standard Codes for Information Interchange Code de A : 65 Code de a : 97

20 20 2. Architecture d un micro-ordinateur

21 21 Lordinateur est encore actuellement construit selon une architecture générale définie en 1945 par un mathématicien dorigine hongroise John von Neumann. Lordinateur est composé dune unité centrale et de périphériques dentrée/sortie. Les périphériques ont différentes vocations : permettre la communication entre lutilisateur et lordinateur : écran, clavier, souris mémorisation ou archivage : disque dur, disquette, imprimante, CD(Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc)

22 22 Lunité centrale est constituée : dune mémoire centrale ( ou mémoire vive) dun microprocesseur de bus de données et de bus dadresses dune mémoire morte dune mémoire cache

23 23 Cest la mémoire de travail exclusive du microprocesseur. La mémoire centrale elle est vive, cest à dire très rapide daccès, car chacun de ses mots a une adresse individuelle. elle est volatile : dès quelle est mise hors tension, elle sefface. elle sert à stocker temporairement les programmes et les données dont le microprocesseur a besoin à un instant donné. Un programme nest exécutable que sil est chargé en mémoire centrale (au moins partiellement).

24 24 La mémoire centrale On dit de la mémoire centrale que cest de la R.A.M. : Random Access Memory, et on traduit malheureusement Random par Aléatoire, pour exprimer le fait quon peut accéder directement à un mot mémoire précis! Laccès a une information en mémoire centrale nest pourtant pas du tout aléatoire. On pourrait traduit R.A.M. en français par Mémoire à accès direct

25 25 La mémoire centrale Elle est organisée en MOTS-mémoire. La longueur dun mot-mémoire varie dune machine à lautre mais les tailles de 32 et 64 bits tendent à se généraliser. Le mot mémoire est lunité dinformation adressable, cest-à-dire que toute opération de lecture ou écriture porte sur un mot- mémoire.

26 26 La mémoire centrale A chaque mot-mémoire est associé : une adresse, unique, indiquant sa position en mémoire un contenu (instruction ou donnée)

27 27 La mémoire centrale Un registre est une cellule mémoire qui a une fonction particulière. Dans la mémoire centrale on trouve deux types de registres : le registre mot qui contient le contenu dun mot-mémoire le registre dadresse : qui contient l adresse dun mot- mémoire

28 28 La mémoire centrale Le registre mot a la même taille qu un mot-mémoire. Le registre dadresse a une taille qui doit lui permettre dadresser tous les mots de la mémoire centrale : sil a une taille de 8 bits, il ne pourra adresser que 256 mots- mémoires (2 8 =256). sil a une taille de 32 bits, il pourra adresser 4 Gmots ( 2 32 ).

29 29 La mémoire centrale Le temps daccès a un mot-mémoire est de lordre de quelques nanosecondes. Techniquement, chaque point mémoire, qui représente un bit de la mémoire centrale, est matérialisé soit par un bistable (ou bascule), qui a deux états stables ; il est composé de 4 transistors soit par un condensateur couplé à un transistor.

30 30 Le microprocesseur c est Le grand ACTEUR de l ordinateur Il sactive et active ces interlocuteurs au rythme d une horloge son unité de commande décode les instructions du programme en mémoire centrale, récupère des copies de certaines valeurs de la mémoire centrale à traiter, soumet du travail à lUnité Arithmétique et Logique, modifie des valeurs en mémoire centrale

31 31 Le microprocesseur Lunité arithmétique et logique est spécialisée uniquement en traitements : Mathématiques : addition, soustraction, multiplication, division et Logique : négation, ET, OU, OU exclusif Elle reçoit des ordres de lunité de commande à qui elle fournit les résultats du travail demandé : elle n aucune autre attribution

32 32 Lhorloge Elle émet des impulsions électriques régulières, synchronisant ainsi toutes les actions de l unité centrale. Entre 2 coups d horloge il se passe un cycle, durant lequel on exécute une seule instruction élémentaire. Le cycle est l inverse de la fréquence : un processeur fonctionnant à 2 GHz, a un cycle de 0.5 ns (nano seconde = s) Remarque : il y a autant de nanosecondes dans une seconde que de secondes dans une trentaine d années !

33 33 Le séquenceur Il génère des signaux de commande pour actionner et contrôler les unités participant à l exécution dune instruction en cours. Il tient compte des temps de réponses des circuits sollicités.

34 34 La mémoire cache Le principe de la mémoire cache ( ou antemémoire) apporte une solution au problème de trop grande différence de vitesse entre le microprocesseur et la mémoire centrale. On insère entre eux une mémoire tampon, pas très grande (quelques MØ), mais très rapide d accès. Elle ne fait pas partie de la mémoire centrale, mais contiendra des données et des instructions issues de la mémoire centrale.

35 35 Les bus Un bus est un ensemble de lignes (16, 32, ou 64, ou +) assurant la connexion des dispositifs qui y sont rattachés. On peut distinguer des lignes affectées au transport des adresses, des données, ou de signaux de commandes. Ces lignes sont exploitées en commun par plusieurs entités, mais pendant une communication le bus est réservé aux deux unités participant à l échange.

36 36 Le système dexploitation Cest un ensemble de programmes qui se chargent de toutes les tâches et problèmes relatifs à lexploitation du matériel. gestion des adresses dans les différents segments de la mémoire centrale gestion des entrées-sorties sur les périphériques optimisation de la gestion des implantations de programmes et logiciels en mémoire centrale En voici quelques exemples :

37 37 La mémoire morte Il y en a toujours au moins une par ordinateur, pour permettre son démarrage. elle contient le N° de série, et une partie du système dexploitation. elle est de type R.O.M. (Read Only Memory) : son contenu a été figé à la fabrication ; elle nest pas modifiable.

38 38 Le B.I.O.S Acronyme de Basic Input/Output System Ce circuit contient les instructions du programme à suivre au démarrage de lordinateur : Test de la mémoire Lancement du disque dur Chargement en mémoire centrale de programmes systèmes indispensables au fonctionnement de la machine

39 39 La mémoire virtuelle Cest un procédé qui consiste à faire croire à lordinateur quil dispose de plus de mémoire centrale que le total de R.A.M. installée. Il consiste à gérer plus dadresses quil nexiste de mots- mémoires, et à utiliser une partie de lespace disque pour y gérer les informations correspondantes. Cest donc de la mémoire centrale virtuelle, qui nexiste pas.

40 40 3. Les langages Le langage machine : on écrit les programmes directement en binaire : cest le seul langage que le microprocesseur comprenne. Le langage assembleur : utilise des symboles (mathématiques) et des codes mnémoniques pour désigner des séquences binaires. Ils sont de différents types selon de leur niveau de complexité ou de leur domaine d intervention.

41 41 Les langages évolués : tels que Fortran, Pascal, C, Cobol, C++, Visual-Basic, sont basés sur un vocabulaire anglais très limité. Ils permettent de programmer, sans une connaissance approfondie du microprocesseur, mais nécessitent une grande rigueur. Ils comportent des instructions complexes très structurées.

42 42 Ces langages évolués ont des domaines d intervention privilégiés : COBOL : sert uniquement à la gestion (de stocks, de commandes, dencours de fabrication, de finances, …) FORTRAN : sert aux calculs mathématiques demandant une très grande précision. PASCAL : sert à un enseignement rigoureux de la programmation dans les écoles C, C++ : servent aux acquisitions, et traitement d informations dans des laboratoires techniques, et au développement de logiciels.

43 43 Un logiciel est un groupe de programmes tout faits, destinés à être commercialisés, qui participent ensemble à un objectif commun précis : on parle de logiciels de comptabilité, de conception mécanique, de jeux,... Les langages dintelligence artificielle : tels que Lisp et Prolog, sont des langages évolués particuliers, qui permettent de réaliser des systèmes experts qui tentent de simuler lintelligence humaine, sur des bases de connaissances.

44 44 4. Fonctionnement d un programme Un nouveau programme est créé sous forme dun code source écrit en langage évolué. Avant de pouvoir être exécuté par un ordinateur, il doit subir les étapes suivantes : b) la compilation : elle est réalisée par un programme appelé compilateur, qui traduit le code source en code machine : cette nouvelle version du programme s appelle son code objet. a) le chargement en mémoire centrale c) l édition de liens : réalisée par un programme qui rassemble les différents modules nécessaires au programme (sous- programmes en bibliothèques).

45 45 Cette dernière version complète peut être mémorisée et réutilisée, pour éviter des recompilations ultérieures. Mais chaque modification du code source oblige à refaire les 3 étapes a) b) c) Ensuite seulement lexécution du programme peut démarrer : elle fait souvent appel à des données utilisateurs qui sont chargées aussi en mémoire centrale, mais progressivement au fur et à mesure des besoins du traitement, en provenance des périphériques.

46 46 5. Les Périphériques Lécran Il permet l affichage de caractères et d images. Lécran est divisé en domaines élémentaires nommés pixels (contraction de picture elements) dont la couleur est codée en fonction de l affichage voulu. Le nombre de couleurs utilisables est limité par le nombre de bits sur lesquels est codée la couleur dun pixel.

47 47 Lécran Les écrans actuellement les plus répandus (caractérisés par la taille de leur diagonale en pouces : 15,17, 19 ou 21) utilisent 3 tubes à rayons cathodiques qui excitent chacun une couche de luminophores de couleur différente (rouge, vert,bleu). Pour faire du jaune on met du rouge + du vert.

48 48 Lécran Pour obtenir des nuances d une même couleur, ou de nouvelles couleurs, en plus des 8 couleurs obtenues par combinaisons des 3 couleurs de bases, on joue sur l intensité de chacune d elles. Si on gère le code de chaque couleur de chaque pixel sur un octet, il faut 3 octets par pixel, et on peut obtenir 2 24 = 16 millions de couleurs différentes.

49 49 Lécran Si on sait que la résolution maximale d un écran 17 est de 1280 x 1024 pixels, et si on code la couleur de chaque pixel sur 3 octets, la taille d une seule image en mémoire centrale sera de : 3 x 1280 x 1024 = Ø soit 4 MØ La résolution maximale d un écran 15 est de 1024 x 768 pixels, et celle d un 19 est de 1600 x 1200 pixels.

50 50 Le disque dur Il est composé des plusieurs plaques ( de 2 à 4) sur lesquelles on a déposé un matériaux magnétisable en micro-zones, sur chacune des deux faces. Ces plaques sont solidaires d un même axe autour duquel elles tournent toutes ensemble. De petits électro-aimants (1 par face de plaque ) sont installés sur un bras, qui par déplacement sur un rayon du disque, et rotation du disque, permet aux électro-aimants d atteindre toutes les zones magnétisables des plaques.

51 51 Le disque dur Le disque est enfermé dans un boîtier en salle blanche. Laltitude des têtes de lecture/écriture est de 0.2 à 1 µm (une empreinte digitale est de lordre de 5 µm, une poussière de 25 µm, un cheveu de 75 µm) Chaque micro-zone utilisée représente un 1 ou un 0. Au moment de son écriture, elle est aimantée selon une orientation ou une autre, selon que le courant passe dans un sens ou dans lautre dans lentrefer de la bobine de lélectro-aimant.

52 52 Le disque dur L accès aux informations d un disque de plusieurs GØ est loin d être direct. Pour optimiser le temps d accès, on lit tout un ensemble d octets sans les analyser. La surface du disque est organisée, avant sa toute première utilisation, au formatage, en pistes concentriques, et en secteurs. Les informations sont écrites dans un fichier qui a une adresse de début d implantation qui correspond à un secteur d une piste.

53 53 Le disque dur

54 54 Le disque dur

55 55 Le disque dur

56 56 Les disques optiques CD-ROM : Compact Disc Read Only Memory CD-R : CD enregistrables CD-RW : CD ré-enregistrables DVD : Digital Versatile Disc, il remplacera prochainement tous les types de CD. Sa qualité Ils sont « gravés » et lus par des lasers, selon différentes technologies en fonction du fait qu ils sont enregistrables, ou pas.

57 57 Les disques optiques

58 58 6. Comparatif de capacités et taux de transfert capacités taux de transfert mémoire centrale 256 MØ à 1 GØ 1 mot en qq. ns disque dur GØ 7 à 9 MØ/s CD 650 MØ 4 à 6 MØ/s DVD 4.7 à 8.5 GØ 8 à 13 MØ/s disquette 1.44 MØ Imprimantede 40 à 256 MØ 4 à 25 pages/mn (de mémoire tampon)


Télécharger ppt "1 CODAGE ET TRANSFERT DE L'INFORMATION SUR ORDINATEUR ET RESEAUX INFORMATIQUES."

Présentations similaires


Annonces Google