Mise en projet
Maintenant que l'ordinateur est cerné par ses périphériques et que nous avons une idée des enjeux (calculer, créer et illustrer des textes, travailler des images et du son,...) nous allons pouvoir nous intéresser à son contenu : quels sont les éléments qui vont lui permettre d'accomplir toutes ces tâches et comment vont-ils communiquer les uns avec les autres ?
Les constituants de l'ordinateur et leur communication
Vue globale
Voici une représentation schématique du contenu de l'ordinateur (cadre jaune) et de ses interactions avec tous ses constitutants extérieurs :
- Les périphériques d'entrée : clavier, souris, scanner, micro, platine, appareil photo, manette de jeu, caméra, capteurs divers (thermomètre,...);
- Les périphériques de sortie : écran, imprimante, baffles, écouteurs, robots (moteurs divers,...);
- Les périphériques "de son monde", numériques : disques durs, clés USB, CD-ROM, réseaux divers,...
Constitution et interactions de l'ordinateur
L'ordinateur est essentiellement constitué de 3 composants internes, tous les 3 ayant accès à un faisceau de fils appelé bus.
- La ROM (Read Only Memory, mémoire en lecture seule ou "mémoire morte", MEM en français);
- La RAM (Random Access Memory, mémoire à accès aléatoire ou "mémoire vive", MEV en français);
- Le Microprocesseur chef.fe d'orchestre de l'ordinateur, qui contient notamment :
- L'UAL, Unité Arithmétique et Logique;
- L'horloge qui sera le métronome du microprocesseur, elle donnera le tempo.
Nous examinerons ces différents composants plus en détail sous peu, intéressons-nous d'abord à la communication entre eux.
Les 3 bus
L'unité centrale et ses constituants
Grâce aux fils du bus de données, les informations (nombres binaires sous forme de courants électriques) vont pouvoir transiter d'un composant à l'autre. Toutefois, pour que la communication soit organisée, il faut envisager le bus comme s'il s'agissait d'une voie ferrée à voie unique sur laquelle doivent circuler des omnibus, trains pouvant desservir toutes les gares.
Pour que la communication se fasse de façon harmonieuse, il faut qu'il n'y ait qu'un seul train qui circule à la fois sur la ligne et que la gare de départ et la gare d'arrivée soient clairement identifiées.
Il va donc falloir un.e chef.fe de gare qui manœuvre des espèces de "robinets" ne laissant partir qu'une seule donnée d'un composant "en lecture" (la source) pour n'arriver qu'à un seul composant "en écriture" (la cible ou destination). Cet ensemble de fils qui ouvrent et ferment les robinets s'appelle le bus de commande, il fonctionne sous les ordres du microprocesseur.
Le bus de commande (en rouge)
Grâce au bus de commande le microprocesseur va pouvoir ouvrir ou fermer la communication entre chaque composant et le bus de données en lecture ou en écriture.
La RAM et la ROM doivent être considérées comme de véritables petites villes. Quand le train apporte un colis à la gare, encore faut-il le conduire vers la bonne maison. Idem quand un colis doit partir d'une maison vers la gare. Chaque maison a une adresse unique qui doit être notifiée quand un colis arrive ou part. Le microprocesseur va donc, à toute lecture ou écriture dans une mémoire, devoir notifier l'adresse adéquate. Ceci va se faire grâce au bus d'adresses.
Le bus d'adresses
La communication entre les différents composants de l'ordinateur se fait donc grâce à 3 bus :
- Le bus de données qui permet le transit des informations;
- Le bus de commande qui contrôle les accès des constituants au bus de données;
- Le bus d'adresses qui sélectionne les bonnes sources (ROM et RAM) ou la bonne destination (RAM uniquement).
Examinons maintenant un peu plus en détail le fonctionnement de chaque composant...