Composants d'un ordinateur#
Un ordinateur est composé de plusieurs éléments qui travaillent ensemble. On distingue les composants internes (à l'intérieur du boîtier) et les périphériques (connectés à l'extérieur).
Carte mère#
La carte mère est la pièce centrale à laquelle tous les autres composants se connectent. Elle joue le rôle de chef d'orchestre en permettant aux composants de communiquer entre eux.
Carte mère avec emplacement CPU, slots RAM et connecteurs SATA#
Carte mère gaming ASRock Fatal1ty H97#
Elle fournit notamment :
Un emplacement pour le processeur
Des connecteurs pour la mémoire vive
Des connecteurs pour les disques durs
Un panneau d'entrées/sorties (ports USB, HDMI, jack audio, etc.)
La principale caractéristique d'une carte mère est sa compatibilité avec les autres composants et le nombre de ports disponibles.
Processeur#
Le processeur, aussi appelé CPU (Central Processing Unit), est le composant qui exécute les instructions des programmes : calculs, branchements conditionnels, appels de fonctions, etc.
Intel Core i7-12700KF (face avant et dos avec contacts)#
Ses principales caractéristiques sont :
La fréquence d'horloge (en Hz) : approximativement le nombre d'opérations effectuées par seconde. Par exemple, un processeur à 2 GHz peut effectuer environ 2'000'000'000 opérations par seconde.
Le nombre de cœurs (cores) : chaque cœur peut traiter des instructions indépendamment. Les cœurs fonctionnent en parallèle.
Important
La fréquence d'horloge est donnée pour un seul cœur. Elle ne suffit donc pas à comparer deux processeurs. En pratique, on utilise des benchmarks (tests de performance standardisés) pour comparer deux CPU.
Mémoire vive#
La mémoire vive, aussi appelée RAM (Random-Access Memory), stocke temporairement les programmes et les données en cours d'utilisation par le processeur.
Barrettes de mémoire vive DDR#
Elle est volatile : son contenu est effacé dès que l'ordinateur est éteint.
Ses caractéristiques sont :
La capacité (en Go)
La génération (DDR4, DDR5, etc.)
Lorsque la RAM est pleine, l'ordinateur ralentit car il doit déplacer des données vers le disque dur, qui est bien plus lent.
Disque dur#
Le disque dur stocke les données de manière permanente : les fichiers, le système d'exploitation, les applications. Son contenu est conservé même lorsque l'ordinateur est éteint.
Ses caractéristiques sont :
La capacité (en Go ou To)
La vitesse de lecture/écriture
Il existe deux types de disques durs :
HDD (Hard Disk Drive) |
SSD (Solid-State Drive) |
|
|---|---|---|
Technologie |
Disques magnétiques rotatifs |
Mémoire flash (comme les cartes SD) |
Mécanisme |
Mécanique |
Électronique |
Vitesse |
Plus lent |
Très rapide |
Prix |
Moins cher |
Plus cher |
Fragilité |
Fragile aux chocs |
Résistant |
RAM vs disque dur#
Ces deux mémoires ont des rôles complémentaires :
RAM |
Disque dur |
|
|---|---|---|
Permanence |
Volatile (perdue à l'extinction) |
Permanente |
Vitesse |
Très rapide |
Plus lent |
Capacité |
Plus faible |
Plus grande |
Utilisation |
Données en cours de traitement |
Stockage à long terme |
Quand on ouvre un programme, ses données sont copiées du disque dur vers la RAM afin que le processeur puisse y accéder rapidement.
Carte graphique#
La carte graphique contient un GPU (Graphics Processing Unit), qui est spécialisé dans le traitement parallèle massif. Elle contient également sa propre mémoire vidéo.
Carte graphique AMD avec triple système de refroidissement#
CPU vs GPU#
CPU |
GPU |
|
|---|---|---|
Instructions |
Séquence d'instructions différentes |
Même instruction sur des milliers de valeurs |
Cœurs |
Peu, mais puissants |
Très nombreux, mais moins puissants individuellement |
Exécution |
Séquentielle |
Massivement parallèle |
Une carte graphique dédiée est nécessaire si on utilise l'ordinateur pour :
Jouer à des jeux vidéo 3D modernes
Faire du montage vidéo ou de la modélisation 3D
Entraîner des modèles d'intelligence artificielle
Dans les autres cas (bureautique, navigation web, programmation), le processeur intègre généralement un GPU suffisant.
Périphériques#
Les périphériques sont des appareils connectés à l'ordinateur depuis l'extérieur. On les classe en trois catégories selon le sens du flux d'information :
Périphériques d'entrée#
Ils transmettent des informations vers l'ordinateur :
Saisie : clavier, pavé numérique
Pointage : souris, pavé tactile
Contrôle : manette de jeu
Acquisition : scanner, webcam, microphone
Lecture : lecteur de disque optique (DVD, Blu-ray)
Périphériques de sortie#
Ils transmettent des informations depuis l'ordinateur vers l'utilisateur :
Écran
Imprimante
Enceinte acoustique, casque audio
Périphériques d'entrée-sortie#
Ils permettent un échange dans les deux sens :
Stockage externe : disque dur externe, clé USB, carte SD
Réseau : routeur
Interface : écran tactile, casque de réalité virtuelle (VR)
Exercices#
Exercice 1#
Quel composant assure chacun de ces rôles ?
Stocker temporairement les données utilisées par le processeur
Connecter tous les autres composants entre eux
Stocker des données de manière permanente, même après extinction
Exécuter les instructions d'un programme (calculs, conditions, etc.)
Effectuer des millions de calculs en parallèle pour afficher des images 3D
Fournir le courant électrique à tous les composants
Exercice 2#
Quel composant est principalement en cause dans chaque situation ?
Vous ouvrez 20 fenêtres de navigateur et l'ordinateur ralentit fortement
Vous rédigez un document Word, l'ordinateur s'éteint, et le fichier a disparu au redémarrage
Un message indique qu'il n'y a plus de place pour télécharger un fichier
Un calcul scientifique très complexe prend plusieurs heures à s'exécuter
Exercice 3#
Vous avez un ordinateur avec un SSD (500 Go) et un HDD (2 To). Sur lequel installez-vous chaque élément ?
Le système d'exploitation (Windows, macOS...)
Un jeu vidéo avec des temps de chargement longs
Une collection de 500 films en haute définition
Vos applications utilisées quotidiennement
Des archives de photos personnelles rarement consultées
Exercice 4#
Classez chaque périphérique selon son type.
Clavier
Imprimante
Clé USB
Webcam
Enceinte acoustique
Écran tactile
Scanner
Manette de jeu
Carte SD
Microphone
Exercice 5#
Deux laptops sont en vente. Les caractéristiques de leurs processeurs sont indiquées ci-dessous. Utilisez cpubenchmark.net pour déterminer lequel est le plus puissant.
Intel Core i5-13500H |
AMD Ryzen 7 7745HX |
|
|---|---|---|
Cœurs |
12 (4 performants + 8 efficaces) |
8 |
Fréquence maximale |
4.7 GHz |
5.1 GHz |
Solution
L'AMD Ryzen 7 7745HX est plus puissant dans les deux catégories :
Intel Core i5-13500H |
AMD Ryzen 7 7745HX |
|
|---|---|---|
Score multithread |
20 992 |
32 449 |
Score single thread |
3 369 |
3 933 |
Malgré ses 12 cœurs, l'Intel est dépassé par l'AMD sur les deux mesures. Les caractéristiques brutes (nombre de cœurs, fréquence) ne permettaient pas de le prévoir.