Histoire de l’ordinateur

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1 Histoire de l’ordinateur
A l’origine était le boulier. Cette invention, appelée aussi abaque, est en fait une machine à calculer qu’on trouvait déjà à Babylone en 3000 avant notre ère. Les logarithmes, inventés par l’Ecossais John NAPIER ( ), permirent dès 1620 l’utilisation de la règle à calcul. En 1623, William SCHICKARD ( ) inventa la 1ère machine à calculer mécanique. En 1642, Blaise PASCAL ( ) inventa à son tour une machine à additionner destinée à aider son père, percepteur. En 1673, Gottfried Wilhelm LEIBNIZ ( ) ajouta la multiplication et la division. Dès 1820, les premières calculatrices mécaniques apparurent avec les quatre fonctions (addition, soustraction, multiplication, division). 17/09/2018 Marcel Bergiers

2 En 1890, Herman HOLLERITH inventa la 1ère carte perforée moderne.
En 1834, Charles BABBAGE ( ) mit au point une machine inspirée du principe des cartes perforées du métier de Joseph-Marie JACQUARD ( ) qui permettait d’évaluer des fonctions. L’Anglais Williams JEVONS ( ) construisit en 1869 une machine à résoudre les problèmes. En 1890, Herman HOLLERITH inventa la 1ère carte perforée moderne. Les mathématiques connurent une évolution remarquable jusqu’à la Seconde Guerre Mondiale et celle-ci permit de faire naître rapidement l’ordinateur électronique. En Allemagne, en 1938, Konrad ZUSE ( ) construisit le 1er ordinateur programmable : le Z 3. En 1944, l’Américain Howard AIKEN ( ) élabora le Mark I d’IBM, calculateur électromécanique (17 mètres de long et 2,50 mètres de haut). 17/09/2018 Marcel Bergiers

3 John MAUGHLY ( ) et John ECKERT ( ), sur des idées de John ATANASSOFF ( ), mirent au point l’ENIAC, ordinateur à lampes, qui permit dès 1943 la mise au point de la bombe H (il occupait une place de 1500 m2 et fut terminé en 1946). Avec John VON NEUMANN ( ), ils construisirent l’ordinateur EDVAC, puis l’UNIVAC. F. WILLIAMS (né en 1911) produisit l’ordinateur Manchester Mark I , considéré comme le 1er ordinateur à mémoire, dès 1948. L’invention du transistor en 1947 par John BARDEEN, Walter BRATTAIN et William SHOCKLEY transforma l’ordinateur. Pour cette découverte, ils reçurent le Prix Nobel de physique en 1956. En 1959, John KILBY (Texas Instruments) et Robert NOYLE inventèrent les circuits intégrés. 17/09/2018 Marcel Bergiers

4 En 1960, IBM et Fred BROOKS conçurent une série d’ordinateurs de tailles variées (System 360).
Ted HOFF (né en 1937) et Federico FAGGIN à leur tour conçurent le premier microprocesseur en C’est aussi en 1971 qu’apparut le premier micro-ordinateur. Les années 70 virent aussi naître les super-ordinateurs. Seymour CRAY (né en 1925) créa le CRAY-1 en mars Il pouvait exécuter 160 millions d’opérations par seconde. En 1976 toujours, grâce à Steve WOZNIAK et Steve JOBS (Apple Computer) apparut le micro-ordinateur personnel. C'est en 1981 que l'on eut à subir les premiers virus informatiques (leur nom est dû à Leonard ADLEMAN). En 1981 encore, le premier ordinateur vraiment portable fut mis sur le marché. En 1987, l’US National Science Foundation démarra le NSFnet qui devait devenir une partie de l’Internet actuel. L’ évolution suit la loi de MOORE : « On peut placer quatre fois plus de transistors sur une puce tous les trois ans ». On devrait ainsi avoir un milliard de transistors sur une puce aux alentours de 2010. 17/09/2018 Marcel Bergiers

5 Bits – Bytes – Octets – Binaires – Octal – Hexadecimal (1)
L’homme à dix doigts d’où notre système décimal ________________________________________________________________ L’électricité ou l’électronique ne connais que 2 états : On ou Off – En route ou arrêter – éteint ou allumé, d’où le système binaire: 0 1 Évidemment avec ses deux chiffres de base, comme en décimal on peut représenter n’importe quel valeur. 0(2) = 0(10) - 1(2) = 1(10) – 10(2) = 2(10) – 11(2) = 3(10) – 100(2) = 4(10)…. Comme notre système décimal est basé sur des puissances de 10 10°= ³= ² = 100 etc.…. Le système binaire est basé sur des puissances de 2 2°= 1 - 2²= 100(2)= 4(10) - 2³=1000(2)=8(10) etc.… 17/09/2018 Marcel Bergiers

6 Bits – Bytes – Octets – Binaires – Octal – Hexadecimal (2)
Conversion binaire  Décimal (2) = = Conversion Décimal  Binaire 352 = = (2) Système Octal  Basé sur les puissances 8 8°= ²= ³=256 etc.… 349(10) = 320(5*8²)+32(2*8)+5(5*8°)= 525(8) Système Hexadécimal A B C D E F - Basé sur les puissances 16 16°= ²=256 – 16³=4096 B8C(16)= 3072(12*16²) + 128(8*16) +208(13*16°)=3408 17/09/2018 Marcel Bergiers

7 Giga = Milliard = Billion = 1000000000 = 10(9)
Kilo – Mega – Giga Kilo = Mille = 1000 = 10(3) Mega = Million – = 10(6) Giga = Milliard = Billion = = 10(9) Mémoire central (dram) 512 Megaoctets= Kilooctet= Octets Une disquette Kilooctet = 1440 Kilobytes = 1,44 Megaoctets Disque durs = 120 Megaoctet = 120 Megabytes = Kilobytes CD = 700 Megabytes DVD simple = 4.7 Gigabytes DVD double = 8.4 Gigabytes 17/09/2018 Marcel Bergiers

8 Les Éléments d’un Pc - Le processeur (Intel etc.)
- Mémoire interne (Mega byte – Giga byte (octets) - Mémoires externes ou Unités de stockage Disque dur – Plusieurs Giga bytes Disque souple (floppy) – Quelques Megaoctets Lecteur/Graveur de CD ou DVD - Interfaces Humaines: Écran – Clavier – Souris – Imprimante - Scanner - Connections vers le monde extérieurs: Modem – ADSL – Ethernet - etc.…. Ceci est présenté sous différentes formes: Desktop (tour) – Desktop (plat) – Portable – Nodebook - PDA 17/09/2018 Marcel Bergiers

9 Diagram d’un PC 17/09/2018 Marcel Bergiers

10 Carte Mère 1 17/09/2018 Marcel Bergiers

11 Carte Mère 2 17/09/2018 Marcel Bergiers

12 Intel Pentium I,II,II,IV, Celeron etc… AMD etc..
Le processeur est inséré à sa place prévue sur la carte mère, un ventilateur est monté au-dessus. 17/09/2018 Marcel Bergiers

13 Un modem se connecte à la ligne téléphonique et permet la communication avec le monde extérieure, il y a plusieurs types, représenté ici un modem interne et un modem externe. La connection à la ligne téléphonique se fait avec un cable rj45, au pc à travers un connecteur PCI (interne) une porte série ou porte USB (externe) 17/09/2018 Marcel Bergiers

14 Porte PS2 vers la souris et le clavier Connecteur VGA
USB Universel Serial Bus Connecteur son Porte série (modem externe) Porte parallèle (imprimante, scanner) USB: Dernier né de connecteur universel on y raccorde toute une flopé de périphériques: imprimante, scanner, modem, ADSL etc.…. D’autres connecteur plus spécialisé existent comme p.e. Firewire, qui ressemble A l’USB mais plus rapide et employé en général pour les entrées vidéo 17/09/2018 Marcel Bergiers

15 Les Disques durs ont été inventé à la fin des années cinquante, au départ c’étais des disques à têtes fixes (winchester était le nom donné par IBM). Un Winchester consistait d’un ou plusieurs plateaux magnétique au dessus on a monté plusieurs têtes de lecture/écriture. Les plateaux tournent et ce mouvement créent une énergie magnétique, la direction du magnétisme détermine les 0 ou 1. Plus tard on a motorisé les têtes ce qui donnait naissance au disques durs comme on les connaît maintenant. 17/09/2018 Marcel Bergiers

16 Cylindres – Secteurs - Clusters
Cylindre: un tour de disque Secteur: Un subdivision d’un cylindre (512 Kilooctect) Cluster: Un groupement de secteurs Low Level Format = Division d’un disque en secteurs Adresse Les Données CRC Cylindre tête Secteur Structure, programme ou données Correction d’erreur Low level format Application ou système A l’écriture 17/09/2018 Marcel Bergiers

17 Le disque dur est l'organe servant à conserver les données de manière permanente, contrairement à la mémoire vive, qui s'efface à chaque redémarrage de l'ordinateur, c'est la raison pour laquelle on parle parfois de mémoire de masse pour désigner les disques durs. Un disque dur est constitué non pas d'un seul disque, mais de plusieurs disques rigides (en anglais hard disk signifie disque dur) en métal, en verre ou en céramique, empilés à une très faible distance les uns des autres et appelés plateaux (en anglais platters). 17/09/2018 Marcel Bergiers

18 Les disques tournent très rapidement autour d'un axe (à plusieurs milliers de tours par minute actuellement) dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Un ordinateur fonctionne de manière binaire, c'est-à-dire que les données sont stockées sous forme de 0 et de 1 (appelés bits). Il existe sur les disques durs des millions de ces bits, stockés très proches les uns des autres sur une fine couche magnétique de quelques microns d'épaisseur, elle-même recouverte d'un film protecteur. La lecture et l'écriture se fait grâce à des têtes de lecture (en anglais heads) situées de part et d'autre de chacun des plateaux. Ces têtes sont des électro-aimants qui se baissent et se soulèvent pour pouvoir lire l'information ou l'écrire. Les têtes ne sont qu'à quelques microns de la surface, séparées par une couche d'air provoquée par la rotation des disques qui crée un vent d'environ 250km/h ! De plus ces têtes sont mobiles latéralement afin de pouvoir balayer l'ensemble de la surface du disque. 17/09/2018 Marcel Bergiers

19 Capacité : volume de données pouvant être stockées sur le disque.
Taux de transfert (ou débit) : quantité de données pouvant être lues ou écrites sur le disque par unité de temps. Il s'exprime en bits par seconde. Vitesse de rotation : vitesse à laquelle les plateaux tournent, exprimée en tours par minutes (notés rpm pour rotations par minute). La vitesse des disques durs est de l'ordre de 6000 à rpm. Plus la vitesse de rotation d'un disque est élevée meilleur est le débit du disque. En revanche, un disque possédant une vitesse de rotation élevé est généralement plus bruyant et chauffe plus facilement. Temps de latence (aussi appelé délai rotationnel) : temps écoulé entre le moment où le disque trouve la piste et le moment où il trouve les données. Temps d'accès moyen : temps moyen que met la tête pour se positionner sur la bonne piste et accéder à la donnée. Il représente donc le temps moyen que met le disque entre le moment où il a reçu l'ordre de fournir des données et le moment où il les fournit réellement. Il doit ainsi être le plus court possible. 17/09/2018 Marcel Bergiers

20 Interface : il s'agit de la connectique du disque dur
Interface : il s'agit de la connectique du disque dur. Les principales interfaces pour disques durs sont les suivantes : IDE/ATA ; Serial ATA ; SCSI ; Il existe par ailleurs des boîtiers externes permettant de connecter des disques durs en USB ou firewire. On parle de cylindre pour désigner l'ensemble des données stockées verticalement sur la totalité des disques. Les données sont organisées en cercles concentriques appelés « pistes », créées par le formatage de bas niveau. 17/09/2018 Marcel Bergiers

21 Formatage de bas niveau
Les pistes sont séparées en quartiers (entre deux rayons) que l'on appelle secteurs, contenant les données (au minimum 512 octets par secteur en général). Le partitionnement d'un disque dur se fait après le formatage bas niveau de celui-ci et avant le formatage haut niveau. Il consiste à créer des zones sur le disque dont les données ne seront pas mélangées. Il y a trois sortes de partitions: la partition principale, la partition étendue et les lecteurs logiques. 17/09/2018 Marcel Bergiers

22 Le système des fichiers – Formatage de Haut Niveau
Système d'exploitation Système de fichiers associé DOS FAT16 Windows XP NTFS Windows 98 FAT32 Windows 95 FAT16 - FAT32 (pour la version OSR2) Windows NT Le formatage de haut niveau divise une partition en une suite des blocks logiques (entités de 512 octets) et créent les informations nécessaires pour l’accès du disque. Boot block (Zone de démarrage) – en général le premier secteur – indique la position du système d’exploitation (Windows). Bitmap Quelques secteurs qui indique l’occupation des secteurs sur le disque. FAT File Access Table – contient l’index des fichiers. Cluster Une nombre de secteurs regroupés (Cluster size) 17/09/2018 Marcel Bergiers

23 Fichiers: documents, images, vidéos, applications etc.….
Block virtuel: Un block de 512 octet faisant partie d’un fichier Block logique: Un block de 512 octet faisant partie du disque, disquette ou cd/dvd FAT: (File Access Table) Un fichier qui contient les information nécessaire pour la traduction des blocks virtuels vers des block logiques. Bitmap: Un fichier qui contient l’occupation du disque. Dans notre exemple un fichier (mon fichier) qui contient 8 block consécutifs est positionné sur le disque (pas nécessairement consécutifs) sur le disque dur à l’aide du bitmap et le FAT 17/09/2018 Marcel Bergiers

24 Mon fichier 17/09/2018 Marcel Bergiers
Fat et Bitmap détermine la conversion des blocks virtuel vers des blocks logiques 17/09/2018 Marcel Bergiers

25 Le Clavier et les codes Ascii
17/09/2018 Marcel Bergiers