Informatique et Ordinateurs

L'informatique est le traitement automatique de l'information.
L'information manipulée dans l'entreprise est dépendante de son
activité : pour l'université, ce sont les étudiants, leurs notes,
leurs inscriptions, leur emploi du temps, ... pour une entreprise
du secteur industriel, ce sont les produits, leur production, leur
prix, leur stock...

Le traitement automatique implique un traitement qui suit des règles
qui peuvent être identifiées et éventuellement programmées dans un
ordinateur.

Les objectifs pour l'entreprise est d'améliorer

1. 
   la production, en réalisant par exemple une automatisation du
   suivi, du contrôle de production, de la gestion des stocks.
   
2. l'administration, par la mémorisation, l'archivage,
   l'automatisation de la paye, la gestion commerciale, ...
   
3. la décision, en permettant des statistiques, des
   prévisions, des analyses, des rapports...
   
4. la communication, en offrant le travail en groupe,
   des aides pour la réalisation de plannings, de projets, la gestion
   des courriers...
   

Puisque l'informatique intervient aujourd'hui dans la plupart des
activités de l'entreprise, les employés ont du ou devront modifier
leur façon de travailler et adapter leurs connaissances.
Ils doivent prendre conscience de ce que peut faire la machine pour
eux et connaître aussi ses limites. Ceci exige des connaissances
générales sur l'ordinateur et sur les autres dispositifs (imprimantes,
réseaux) en tant que matériels, mais aussi les programmes les
plus utilisés et les plus génériques, mais enfin et surtout les
méthodes de résolution de problèmes à l'aide de l'informatique.

L'informatique a aussi entraîné la naissance de nouveaux métiers :

• 
  Les analystes doivent prendre connaissance
  des problèmes et proposer des solutions informatiques.
  
• Les développeurs sont chargés de construire un programme à
  partir de l'analyse menée par les analystes.
  
• Les techniciens connaissent les matériels, ils les installent
  et sont responsables de leur bon fonctionnement.
  

Dans les grandes sociétés réalisant de gros projets informatiques, les
métiers sont très bien identifiés. Mais souvent dans les organisations plus
modestes, une seule personne peut prendre en charge pour un même projet
toutes les tâches à la fois. Dans tous les cas, dialoguer avec
l'informaticien ou parfois s'y substituer pour des interventions mineures,
nécessite la connaissance de son activité.

Jusqu'aux années 90, les ordinateurs dans l'entreprise étaient
essentiellement des systèmes de grands constructeurs, très coûteux,
très fermés, peu conviviaux. Ils portaient le nom de MainFrames pour
les plus puissants ou de mini-ordinateurs. Désormais, les
micro-ordinateurs (de type PC pour Personal Computer)
remplacent petit à petit ces anciens systèmes.

Nous nous limitons à une présentation des micro-ordinateurs de type PC.

Un ordinateur de type PC est composé d'une unité centrale et de
périphériques. On peut résumer leurs rôles en disant que
l'unité centrale effectue les traitements sur les données et que
les périphériques permettent de diffuser, collecter et stocker les
données.

L'unité centrale comprend une carte mère et souvent des cartes
additionnelles. On retrouve sur la carte mère le microprocesseur, la
mémoire, l'horloge, ..., et sur les cartes additionnelles, des
circuits spécialisés pour le contrôle de périphériques.

Voyons de façon très sommaire le rôle de plusieurs entités de
la machine.

L'horloge est le métronome de la machine. Elle cadence les circuits en
envoyant un signal régulièrement. Les actions des éléments,
aujourd'hui de plus en plus indépendants, sont synchronisés par
l'horloge. La fréquence de ce signal varie entre 5 MegaHertz (5
millions de signaux par secondes) pour les PC les plus anciens à
plusieurs centaines de millions pour les derniers.

C'est le circuit qui se charge de manipuler les données (i.e.
calculer) mais c'est aussi le << chef d'orchestre >> de la machine. Il
pilote et distribue les tâches. Il est caractérisé par la
cadence maximale à laquelle il est capable de travailler, par la
taille et le nombre de données qu'il peut manipuler.

On peut tenter d'évaluer les performances d'un microprocesseur en
comptant le nombre d'instructions qu'il est capable d'exécuter en une
seconde.
Les
unités pour ce type d'évaluation sont le MIPS (millions
d'instructions par seconde) pour les calculs entiers et le MFLOPS
(millions d'operations flottantes par seconde) pour les calculs
avec virgule.

Malgré tous ces détails, la meilleure façon de comparer la puissance
de deux machines est beaucoup plus pragmatique : il faut les essayer !
Pourquoi ? Parce que le microprocesseur ne fait pas la machine et de
nombreuses autres caractéristiques (notamment la cohérence de
l'ensemble) sont très importantes pour la rapidité.

Voici un petit historique des microprocesseurs équipant les PC, qui
n'est certainement pas à jour.

Du point de vue matériel, il existe trois types de mémoire de
travail :


ROM pour Read Only Memory. Elle est aussi appelée
mémoire morte car son contenu est fixé à la construction et
ne peut jamais être modifié.

Elle contient des instructions et données de très bas niveau,
c'est-à-dire, très proches du matériel et donc le plus souvent
spécifiques à la machine. Par exemple, elle contient les
procédures de lancement et de test de la machine.


RAM pour Random Access Memory. Elle est aussi appelée
mémoire vive. On peut y stocker et y lire des informations
(données ou programmes), mais ces dernières sont perdues
lorsque l'alimentation en énergie est coupée. Plusieurs
déclinaisons se retrouvent dans les catalogues, correspondant
encore à des progrès technologiques (RAM EDO, SRAM, DRAM, SDRAM,...).


Mémoire cache Le temps d'accès moyen des données dans une
mémoire d'ordinateur PC est environ de 60 nanosecondes (ns, 1 ns =
10^-9s). Cette lenteur relative pénalise fortement les
performances des machines. C'est la raison pour laquelle les
architectures comprennent une mémoire cache ou anté-mémoire.
C'est une mémoire de capacité limitée (de 128 à 512 Ko), mais de
performances élevées (15ns voire 5ns). Elle joue le rôle de tampon
ou d'antichambre entre le processeur et la mémoire. Les données
les plus souvent utilisées sont stockées dans ce tampon et sont
donc manipulées avec une grande rapidité.

Capacité des mémoires

L'ordinateur manipule des informations élémentaires de type binaire.
L'analogie avec l'électricité est simple : le courant passe ou ne
passe pas. Les deux états sont symbolisés par 0 et 1. Un Bit est cette information élémentaire 0 ou 1.

Avec un bit, on code donc deux possibilités. Avec deux bits, on
code 4=2² possibilités, 00, 01, 10, 11. Avec trois bits, 8 =
2³ possibilités, et ainsi de suite.

Pour coder l'ensemble des caractères, de a à z en majuscule et
minuscule, les chiffres, les symboles de ponctuation, des symboles
accentués ou semi-graphiques, on utilise 8 bits. On dispose alors
de 2⁸=256 possibilités et donc de 256 caractères
possibles¹.


Un groupe de 8 bits est appelé Octet et représente un
caractère. Un kilo-octet (Ko) représente 2¹⁰=1024 octets, soit
environ 1000 caractères. Un mega-octet (Mo) représente 2¹⁰=1024
kilo-octets, soit environ 1 million de caractères.
La taille de la RAM des ordinateurs PC d'aujourd'hui est souvent
comprise entre 4 et quelques centaines de Mo.

Ils participent au stockage, à la communication, à la collecte et
à la diffusion de l'information manipulée par l'unité centrale.
Ils sont reconnus et pilotés par des circuits spécialisés de
l'unité centrale.

Le clavier, la souris, le CD-ROM ou DVD-ROM sont des périphériques d'entrée. Ils
permettent la collecte d'informations. L'écran, les imprimantes, la
table traçante sont des périphériques de sortie. Ils
permettent la diffusion d'informations. Le modem, les lecteurs de
disques et de disquettes sont des périphériques d'entrée et de
sortie. L'information navigue entre eux et l'unité centrale dans les
deux sens.


Les écrans

Leurs caractéristiques sont la couleur, la taille mesurée par la
longueur d'une diagonale en pouces, et leur définition. La
définition est le nombre de points² qu'il est possible
d'afficher. L'écran étant rectangulaire, on exprime ce nombre par
un produit Largeur × Hauteur. Par exemple 1024 × 768

La mémoire nécessaire à la manipulation d'écrans de haute
définition est importante.
Pour stocker une image complète, il est nécessaire
de disposer de plusieurs Mo de mémoire vidéo.

La carte video, qui dans l'unité centrale pilote l'écran,
dans le cas de hautes définitions possède une mémoire vidéo propre
d'au moins 1 Mo. On peut très bien avoir un magnifique (donc très
cher) écran et un affichage lamentable si la carte n'est pas adaptée.


Le disque dur et les lecteurs de disquettes

Ils permettent le stockage d'informations lorsque la machine est
éteinte. Ils sont caractérisés par leur capacité, leur
taille, leur rapidité.

Le disque dur est composé de plusieurs disques magnétiques, les
plateaux, tournant autour d'un axe commun. À chaque plateau est
associée une tête de lecture. Il est très rapide : le temps d'accès
moyen à une donnée va de 10 à 20 millisecondes, mais toutefois
beaucoup moins rapide que la mémoire RAM. Sa capacité est importante
: de 500Mo à plusieurs gigaoctets (Go, 1Go = 1024 Mo).

La capacité des disquettes acceptées par un lecteur est 720Ko pour les
disquettes double densité et 1.44Mo pour les disquettes haute densité.
On utilise aujourd'hui des disquettes de haute densité reconnaissables
par les deux encoches (les disquettes double densité n'en ont qu'une).


Sur chaque support magnétique, i.e. disque ou disquette, les
informations sont enregistrées sur des pistes. Les pistes sont des
cercles concentriques. Pour repérer chaque endroit, des secteurs sont
créés sur le disque lors d'une opération de mise en service
appelée formatage. L'accès aux données se fait donc par
la suite grâce à une localisation de type secteur, piste.
Sans cette opération de formatage, le disque est inutilisable.
Très souvent les disquettes sont aujourd'hui vendues déjà formatées.


Les lecteurs de CD-ROM et le multimédia


Le CD-ROM est un disque laser (ou disque optique ou encore
compact-disc). Il a le même format que les disques laser audio que
vous écoutez sur votre chaîne HIFI. Comme son nom l'indique, le CD-ROM
est un disque qui ne peut qu'être lu (ROM = Read Only Memory), ou
plutôt, il ne peut être écrit qu'une fois. Le CD-ROM a une grande
capacité : il peut contenir 600 Mo de données soit environ 600
millions de caractères.

Le lecteur laser est aujourd'hui nécessaire sur une machine car de
plus en plus, les nouveaux logiciels ne sont diffusés que sur ce
support (il faudrait environ 400 disquettes pour stocker ce que peut
contenir un CD-ROM).

Les ordinateurs dits multimédia comportent un lecteur de CD-ROM
mais aussi des haut-parleurs, une carte son et souvent un grand écran
associé à une bonne carte graphique (plusieurs Mo de RAM). Les
possibilités de l'ordinateur sont alors étendues à de nouvelles
fonctions comme l'écoute de disques audios, ou la production de sons
et de musique de qualité. Des périphériques supplémentaires (et les
logiciels associés) permettent aussi de transformer la machine en
télévision, radio ou téléphone-répondeur...


Les Modems


Les modems sont utilisés pour permettre de transmettre ou recevoir des
données numériques par les fils du téléphone³. Ils sont nécessaires si vous voulez vous
connecter à Internet depuis chez vous. Bien qu'on ait longtemps dit
que la vitesse maximale de transmission de données sur les cables du
téléphone était de 28800 bits par seconde, il semble aujourd'hui qu'il
soit possible d'aller plus vite (56000 bits par seconde).

Les modems vendus se différencient par leur vitesse de transmission
maximale des données, et leur capacité de (dé)comprimer les données et
de recevoir des données même lorsque l'ordinateur est éteint.

1 La correspondance
entre un caractère et son numéro de code suit une norme
internationale. C'est le code ASCII. La table de correspondance
ASCII indique par exemple que le A majuscule a pour code 65

2 ces points
élémentaires sont appelés pixels

3 Le minitel est
essentiellement un MODEM