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Chapitre 1 : Le micro-ordinateur



1.1. La carte mre


La carte mre (Mainboard ou Motherboard) est lun des principaux composants du PC. Elle se prsente sous la forme dun circuit imprim sur lequel sont prsents divers composants. En fait, son rle est de lier tous les composants du PC, de la mmoire aux cartes dextensions. La carte mre dtermine le type de tous les autres composants. Ses slots dtermineront le format des cartes dextension (ISA, EISA, PCI, AGP,..). Ses emplacements mmoires dtermineront le type de barrettes utiliser (SIM 8 bit, SIMM 32 bit,..). Enfin, le socle du processeur dterminera le processeur utiliser. La frquence de la carte mre sera dterminante pour lachat dun processeur.

1.1.1. Le format

Il existe diffrents formats de cartes mres : AT, ATX et NLX Chacun de ceux-ci apporte leurs lots de spcialits, davantages ou encore de dfauts. Le but de ces divers formats est de permettre un montage ais des diffrents composants. Il permet aussi une meilleure circulation dair afin de refroidir certains composants.
Dsormais, ces composants sont intgrs sur la carte mre. De nouveaux connecteurs, tels que les ports USB sont aussi intgrs. Certains constructeurs nhsitent pas proposer en option une carte graphique ou une carte son intgre la carte mre. Si actuellement les cartes au format ATX sont les plus vendues, il convient de surveiller le format NLX. Ce dernier permet en effet une volutivit plus aise.
Le format AT - Baby-AT : Ce format fut trs utilis pour les cartes mres base de 386, 486 et Pentium. Si ce format est srement le plus connu, il ne correspond dsormais plus aux besoins actuels. En effet, la disposition des diffrents compo-sants nen permet pas un accs ais. De plus, la circulation dair y est trs moyenne, ce qui en rend lusage assez peu adapt aux processeurs actuels, pousss des frquences leves. Ce format est dsormais remplac par le format ATX.
Le format ATX : Dsormais, les prises srielles, parallle, clavier, souris ainsi que USB, sont intgrs la carte mre. Leur position a t normalise afin de faciliter la construction de botiers adquats. Enfin, les connecteurs du contrleur IDE et floppy sont placs plus prs de ces priphriques, vitant ainsi lusage de longs cbles.
Le connecteur dalimentation t totalement revu. Il est compos dun seul connecteur, il est impossi-ble de linsrer lenvers. Il fournit aussi en standard une tension de 3,3V, ce qui vite lusage dun rgulateur de tension, point faible dune carte mre.
Ces cartes sont moins coteuses fabriquer que les cartes AT. En effet, la suppression du rgulateur de tension, des connecteurs externes ainsi que des ventilateurs additionnels diminuent le cot global. Ces cartes sont disponibles en deux formats : ATX (9.6 par 12") ou mini ATX (7.55 par 10.3").
Le format NLX :
Nouveau format propos par Intel. Cette fois, tout est normalis jusqu lemplacement de la moindre vis.
La carte mre nest plus quune carte fille. Dans le cas dune tour en NLX, un module prend place au fond du botier, et reoit les cartes dextension et la carte mre. Ce module comporte les connecteurs de disques et disquettes. La carte mre contiendra le processeur, la RAM, le chipset et toutes les entres/sorties.
Avantage du format : plus besoin de retirer les cartes dextension pour changer de carte mre. Il nexiste pas beaucoup de cartes ce format et trs peu de botiers pour les supporter


1.1.2. La frquence

Une carte mre doit absolument pouvoir fournir une frquence supporte par le processeur choisi. Jusquau 486, ces deux composants avaient la mme frquence, sauf dans le cas des processeurs frquence multiplie o la carte mre reste la frquence de base (par ex. 33 Mhz pour un 486 DX2 66Mhz). Cette frquence tait donne par un oscillateur appel aussi quartz. Attention, souvent la frquence indique sur celui-ci est diviser par deux.
Sur les cartes mres, il est possible de modifier la frquence par Jumper.


1.1.3. Le voltage

Une carte mre est disponible dans divers voltages. Cest en fait le type de processeur qui dtermine ce choix. Jusqu rcemment, tous les processeurs taient un voltage de 5 V. Suite des problmes de dgagement thermique et dconomie dnergie, il a t dcid de les passer 3,3 V.
STD 3,3V CPU classiques Intel et Cyrix/IBM 6x86 3,3V VRE 3,53V CPU classiques Intel et Cyrix/IBM 6x86 3,53V 2,8/3,3V Intel MMX et Cyrix/IBM 6x86L 2,9/3,3V AMD K6 PR2-166 & 200 et Cyrix/IBM 6x86MX 3,2/3,3V AMD K6 PR2-233

1.1.4. La pile ou laccumulateur

Le BIOS exigeant dtre sous tension en permanence, la carte mre intgre, pour les plus anciennes, une pile.
Sur les cartes mres plus rcentes, on trouvera un accumulateur gnralement situ cot de la prise clavier. Il se prsente sous la forme dun cylindre de couleur bleu vif. Cet accumulateur a une dure de vie thoriquement illimite (mais dure en gnral trois ans). En effet, pour assurer une plus grande longvit, il serait ncessaire de le dcharger compltement de temps en temps, ce qui est bien sr dangereux pour le BIOS. Une fois laccumulateur hors service, il est possible de le changer bien quil soit soud. De nombreux constructeurs ont prvu un connecteur pour une pile en cas de panne.
La nouvelle gnration de cartes mres possde une pile plate au lithium.


1.1.5. Montage et fixation

La carte mre doit tre visse dans le fond du botier, mais elle ne doit en aucun cas tre en contact avec les parties mtalliques de celui-ci. A cet effet, on utilise des pices dcartement en plastique. La position des trous pour ces taquets est standardise, quelle que soit la taille de la carte mre. De plus, la carte mre devrait tre maintenue en place par un maximum de vis. Sous celles-ci, placez une rondelle isolante. En effet, les trous prvus cet effet sont dj entours dun revtement isolant, mais parfois la tte de la vis peut dpasser.

1.1.6. Paramtrage

La premire tape, lors de lacquisition dune nouvelle carte mre, est de la paramtrer en fonction des composants (processeurs, mmoire cache, .. ). A cet effet, vous disposez de jumpers sorte de connecteurs que lon peut ponter. Sils sont relis par un pont, on dit que le jumper est FERME (closed) alors quen position libre, il est OUVERT (Open). La documentation de la carte mre vous donnera la position et la configuration des jumpers. Ils sont gnralement nomms J suivi de leur numro (J1, J12,..). Parfois des SWICTHS sont proposs, leur fonctionnement est trs sem****le.

1.1.7. ACPI et OnNow

Les standards ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) et OnNow poursuivent un but commun : permettre au PC de revenir la vie instantanment et rduire le bruit lorsquil nest pas utilis. De plus, lACPI permet de rduire la consommation lectrique. Considr comme une volution de lAPM (Advanced Power Management), lACPI permet un meilleur contrle de lnergie par le systme dexploitation. Cette remarque nest valable que pour les OS compatibles (Windows 98).
Auparavant, la gestion de lnergie tait assure par les fonctions implmentes dans le BIOS. Cela pr-sentait deux inconvnients principaux : les fonctions diffraient dun fabricant de carte mre un autre et il tait ncessaire de se rendre dans le Bios pour modifier les rglages.
LACPI permet dsormais une gestion standardise dun PC lautre. Dautre part, son paramtrage au travers du systme dexploitation est accessible tous. En ralit, la norme ACPI est trs complte et videm-ment trs complexe.
Grce cette norme, il est possible, entre autres, de laisser un PC en stand-by pendant de longues priodes avec une consommation lectrique et un bruit insignifiant. Il pourra tre "rveill" via un modem, par un appel tlphonique ou mme par la rception de donnes au travers dune carte rseau.



1.2. Les processeurs


Le processeur est un composant lectronique qui nest autre que le "cur pensant" de tout ordinateur. Il est compos de plusieurs lments dont, entre autres, les registres (mmoire interne).
Dans le monde des PC, les principaux fabricants sont : INTEL, IBM, CYRIX, AMD, NEXGEN (dsormais rachet par AMD), CENTAUR et TEXAS INSTRUMENT. Sur les autres systmes, il y a aussi : MOTOROLA (principalement Macintosh), ARM, ATT, DEC, HP, MIPS et SUN&TI. Dans le domaine des compatibles, Intel a t et reste le pionnier.
Cette socit amricaine a fix un standard (80x86) sur lequel repose la totalit des logiciels PC.


1.2.1. Le support

La mise en place dun processeur doit se faire avec de grandes prcautions. Veillez bien superposer le dtrompeur du processeur (un coin tronqu ou un point de couleur) sur celui du support. Sur les machines antrieures au Pentium, le support LIF (Low Insertion Force) tait couramment utilis. Ce dernier nest en fait quune base perfore o le processeur devait tre insr de force. Il fallait viter tout prix de plier les broches qui pouvaient casser. On pouvait alors soit utiliser un extracteur ou faire levier doucement avec un tournevis.
Dsormais utilis, le support ZIF (Zero Insertion Force) est constitu dun socle plastique gnralement de couleur bleue ou blanche et dun levier. Lorsque ce dernier est lev, le processeur nest plus maintenu et peut tre extrait sans effort, do son nom.
Diffrentes versions sont disponibles :
ZIF 1 Utilis sur les cartes mres 486, il possdait 168 ou 169 broches et tait peu courant. ZIF 2 Utilis sur les cartes mres 486, il possdait 239 broches et tait aussi peu rpandu. ZIF 3 Support typique des processeurs 486, comptant 237 broches. ZIF 4 Support utilis par les premiers Pentium (60 et 66 Mhz). ZIF 5 Support utilis par les Pentium de la srie P54C, jusqu 166Mhz. Il possde 320 broches. ZIF 6 Utilis sur les cartes mres 486, il possdait 235 broches et tait rare. ZIF 7 Il sagit dune extension du ZIF5, destin aux machines de plus de 166Mhz. Une broche a t rajoute pour le support de lOverdrive P55CT. Cest le support stan-dard pour les processeurs AMD K6 et Cyrix/IBM 6x86MX. ZIF 8 Support destin au Pentium Pro Slot One Connecteur destin accueillir la carte processeur du Pentium II. Il ne peut pas fonctionner sur des cartes mres dune frquence suprieure 66Mhz. Slot Two Support en cours dtude destin accueillir le futur Intel Deschutes. Il sera utilisable sur des cartes mres dune frquence dhorloge de 100Mhz.

1.2.2. La famille

Intel a fix une norme nomme 80x86, le x reprsentant la famille. On parle ainsi de 386, 486,... Un nombre lev signifie un processeur de conception rcente et donc plus puissant. Cette dnomination a t reprise par ses concurrents. Aux États-Unis, une appellation compose seulement de nombres ne peut tre protge, cest pour cette raison que les processeurs de la gnration 5 dIntel se nomment PENTIUM (Pro) et non 586 (686). Ces indications sont clairement indiques sur la surface du processeur. En fait, la puissance a t augmente grce un jeu dinstructions plus volu et une technologie plus pousse.

1.2.3. Le voltage

Jusquau Intel 486DX2, les processeurs avaient toujours un voltage de 5V. Mais pour les 486DX4 et les Pentiums ds 75Mhz, cette valeur est descendue 3,3V, voire 3,1V.

Ce choix a t pouss par deux raisons :
  • il tait ncessaire de diminuer limportant dgagement de chaleur li des frquences leves,
  • on rduit ainsi la consommation dnergie.
Le principal problme pos par la rduction de tension est laugmentation de la sensibilit aux parasites. Ainsi certains constructeurs dotent leurs processeurs dune double tension. Celle du cur du CPU, consommant environ 90 % de lnergie, est abaisse au maximum, alors que celle des ports I/O plus sensible aux perturba-tions, est augmente.


1.2.4. La frquence

En dehors de la famille du processeur, la frquence est un lment dterminant de la vitesse de ce composant. Celle-ci est exprime en Mgahertz (Mhz), soit en million de cycles la seconde. Il convient de savoir quune opration effectue par lutilisateur peut correspondre de nombreux cycles pour le processeur. Mais, plus la frquence est leve, plus le processeur ragira vite.

1.2.5. Le coprocesseur (ou FPU)

Jusquau 386, toutes les instructions taient prises en charge par le processeur. On trouvait alors un coprocesseur externe. Dapparence sem****le au processeur, son rle est de prendre en charge toutes les instructions dites virgule flottante (floating point). Il dcharge ainsi le processeur de ce type dinstruction, augmentant la vitesse gnrale du PC. Lorsquil est externe, il doit tourner la mme frquence que le processeur. Son nom finit toujours par un 7 ainsi un 386 40Mhz utilisera un coprocesseur 387 40Mhz. Il est intgr maintenant dans les tous les processeurs partir du 486DX.

1.2.6. La temprature

Les processeurs doivent toujours tre parfaitement ventils et refroidis, en particulier ceux ayant une frquence suprieure 50 Mhz. Sil surchauffe, il peut endommager la carte-mre ou sarrter de faon intermittente, provoquant un plantage gnral du systme. Dans le pire des cas, le processeur peut carrment se fendre. Il existe deux procds pour atteindre ce but :

  • un radiateur passif, qui nest quune plaque mtallique avec de nombreuses ailettes, servant diffuser la chaleur. Ce systme, conomique et silencieux, nest efficace quavec des machines offrant une bonne circulation dair. Ainsi, il est dconseill de laisser le botier dun PC ouvert, cela peut empcher une circulation dair force et provoquer une surchauffe.
  • un ventilateur aliment lectriquement, qui peut soit utiliser un connecteur lectrique, soit se brancher directement sur la carte mre. En ce cas, il sera souvent possible dadapter sa vitesse de rotation en fonction de la temprature dgage par le processeur.
Ces deux systmes sont colls ou fixs au moyen de pattes sur le processeur. Afin dobtenir les meilleurs rsultats possibles il est conseill dajouter de la pte thermique entre le CPU et le systme de refroidissement. Cela aura pour effet daugmenter la surface de contact entre ces deux lments.


1.2.7. Les processeurs INTEL


1.2.8. Les processeurs AMD


1.2.9. Les processeurs CYRIX

Cyrix commercialis une nouvelle architecture base sur le processeur Cyrix GX. Ce dernier intgre les fonctions graphiques et audio, linterface PCI et le contrleur de mmoire. Ainsi, les cots de fabrication sont trs nettement rduits. Malheureusement les performances sont aussi plus faibles que celle dune machine Intel disposant dun processeur Pentium frquence quivalente.
Le processeur est assist dans cette dmarche par un chip compagnon nomm Cx5510, qui soccupera des interfaces pour les mmoires de masse. Une telle machine ne dispose plus de mmoire graphique ou de cache Level 2, tout est
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Chapitre 1 : Le micro-ordinateur



1.3. Architecture interne

La conception du PC est dite modulaire, cest--dire quelle repose sur le principe du puzzle. En effet, lutilisateur va choisir ses composants en fonction de ses besoins. La carte graphique ne sera pas la mme si lutilisateur dsire faire de la bureautique ou de la C.A.O. A cet effet, un PC dispose de slots dextensions o seront insres des cartes (comme par exemple une carte graphique).
Lvolution de la puissance des PC a pouss les constructeurs dvelopper des architectures internes toujours plus rapides. Cest la raison pour laquelle les slots dextension ne sont pas tous du mme type. Ce composant sera toujours choisi avec soin car il a un rle primordial sur la vitesse dun PC.


1.3.1. Les Bus


Un bus est un ensemble de lignes lectriques permettant la transmission de signaux entre les diffrents composants de lordinateur. Le bus relie la carte mre du P.C., qui contient le processeur et ses circuits, la mmoire et aux cartes dextensions engages dans les connecteurs.
Il y a 3 types de bus :
  • Le bus de donnes,
  • Le bus dadresse,
  • Le bus de contrle.
Le Bus de Donne
Ce nest rien dautre quun groupe de lignes bidirectionnelles sur lesquelles se font les changes de don-nes (Data) entre le processeur et son environnement (RAM, Interface, etc...).
Le bus de donnes vhicule les informations de ou vers la mmoire ou encore de ou vers une unit dentre/sortie.
Un bus est caractris par le nombre et la disposition de ces lignes. Le nombre de lignes du bus de donnes dpend du type de microprocesseur :
8088 et 8086 8 lignes 80286 et 80386 Sx 16 lignes 80386 Dx et 80486 32 lignes 80586 - 80686 - Pentium 64 lignes Le Bus dAdresse
Il est constitu dun ensemble de lignes directionnelles, donnant au processeur les moyens de slectionner une position de la mmoire ou un registre en place sur lune ou lautre des cartes dinterfaces connectes sur la carte mre.
Le Bus de Contrle
Le bus de contrles transmet un certain nombre de signaux de synchronisation qui assurent au micro-processeur et aux diffrents priphriques en ligne un fonctionnement harmonieux.
Cest le matre duvre, assurant la coordination dune suite de signaux transmis au processeur.
Un bus est galement caractris par sa frquence de fonctionnement.


1.3.2. Les connecteurs dextension

Un bus doit non seulement permettre aux lments figurant sur la carte mre de communiquer entre eux, mais galement dajouter des lments supplmentaires laide de cartes dextensions. A cet effet, il comporte un certain nombre de connecteurs. Ces connecteurs tant standardiss, on peut reconnatre immdiatement un bus en les observant.
Larchitecture ISA
Larchitecture ISA (Industry Standard Architecture) a t invente en 1981 par IBM pour son IBM 8088. Cette premire version tait de 8 bits et base sur une frquence de 4,77Mhz. Elle est compose dun seul connecteur de couleur noir. Ce slot permet laccs 8 lignes de donnes et 20 lignes dadresses.
La seconde gnration de 80286 pouvant adresser un bus de 16 bits, un connecteur ISA 16 bits fut cr. Ce dernier se diffrencie du 8 bits par ladjonction dun second connecteur court de couleur noire. Le nombre de lignes de donnes est ainsi pass 16 Le bus oprant au dbut 8 Mhz, puis standardis 8,33 Mhz, le transfert des donnes ncessite deux cycles. Ce dbit est bien entendu thorique, il varie en fonction de la carte utilise. Actuellement le slot ISA est encore utilis. Cela est principalement d deux raisons, dune part son faible prix de production, dautre part sa compatibilit. En effet, ce slot nayant plus t modifi depuis longtemps, il permet lutilisation danciens com-posants. Par contre, son principal dfaut est dtre rest 8 Mhz, ce qui provoque un vritable dtranglement pour le transfert de donnes.
Le bus ISA nest pas un bus autoconfigurant, ce qui oblige lutilisateur configurer manuellement cha-que nouveau composant.
Larchitecture EISA
Le bus EISA (Extended Industry Standard Architecture) est prsente comme une suite au bus ISA. Il est aussi base sur une frquence de 8 Mhz (8.33 pour tre prcis), mais utilise un bus 32 bits. De cette faon, un dbit thorique de 33,32 Mo/seconde a pu tre atteint. Lapparence dun slot EISA est la mme quun slot ISA 16 bits, si ce nest quil est plus haut. Il reste intgralement compatible ISA (8 et 16 bits) grce lusage de dtrompeur. Si une carte EISA est insre, elle senfoncera plus profondment, tant ainsi connecte avec plus de contacts.
Dans une architecture EISA, les cartes sont automatiquement paramtres par le systme. Ces rglages concernent en particulier ladresse et les IRQ. Pour ce faire, chaque carte est livre avec un fichier de configuration (*. CFG) qui doit tre donn au BIOS. Ce fichier contient une sorte de driver qui permet ainsi au BIOS de savoir comment grer la carte.
Cette architecture est dsormais relativement peu rpandue, son principal dfaut tant son prix lev. Mais, elle revient au got du jour avec son implantation dans de nombreuses cartes mres Pentium, paralllement au PCI. Son cot la rserve pour des machines haut de gamme, tels que les serveurs de rseau.
Larchitecture VLB
Larchitecture VLB (Vesa Local Bus) est une volution du bus ISA.
Il permet des dbits nettement amliors en utilisant la mme frquence que la carte mre. De plus, il est 32 bits. Ces fonctionnalits lui permettent ainsi dobtenir des dbits thoriques de lordre de 120 148 Mo/s, en fonction de la frquence utilise. Techniquement parlant, le VLB dtourne le bus local du processeur pour son propre usage, ce bus tant bien entendu la frquence de la carte mre. Ce procd, qui lavantage dtre extrmement conomique, prsente certaines limitations. Le bus local processeur ntant pas dimensionn cet effet, il est impossible de mettre plus de 3 cartes VLB dans un PC.
Une carte de type VLB ne supporte gnralement pas les frquences suprieures 40 Mhz. En fait, le VLB est une solution provisoire, mais qui permet dobtenir des gains de performance importants pour un surcot minimum. On lutilisera de prfrence pour la carte graphique et la carte contrleur. Ce type de slot est facilement reconnaissable, il sagit en effet dun slot ISA 16 bits auquel on a ajout un troisime connecteur de couleur brune, dot de 112 contacts. Ce type de connecteur est totalement compatible avec les cartes ISA 8 et 16bits.
Larchitecture PCI
Le PCI (Peripheral Componement Interconnect) utilise un procd comparable au VLB. En effet, il utilise aussi le bus systme, mais ladjonction dun contrleur propritaire lui permet doutrepasser la limite de 3 slots. Un slot PCI est la frquence de base de 33 Mhz et existe en version 32 et 64 bits. Cela lui permet datteindre des dbits thoriques de lordre de 132 Mo/s dans le premier cas et 264 Mo/s dans le second.
Les interruptions utilises par le bus PCI (#A #D) sont propres au PCI, donc non quivalentes aux IRQ. Si certaines cartes le requirent, elles peuvent tres mappes sur les IRQ du systme, gnralement de 9 12. Dans le cas dune carte mre possdant plus de 4 slots PCI ou 4 slots et des ports USB, ces IRQ mappes seront partages.
Le schma ci-dessous vous montre les diffrents bus dans une architecture PCI :
Larchitecture AGP
Intel a prsent en juillet 1996 les spcifications de lAccelerated Graphic Port (AGP). A cette poque, la demande en graphisme 3D dpassait souvent les capacits des machines standard. Larchitecture PCI avait atteint ses limites au niveau du dbit autoris pour les cartes graphiques. Intel a donc propos un nouveau bus ddi de telles cartes.
Le principal problme est le goulot dtranglement dt aux faibles performances du bus entre le CPU et la mmoire, et entre le CPU et la carte graphique. La mmoire graphique est extrmement couteuse par rapport la mmoire vive dun PC. Le graphisme 3D en est un gros consommateur, il est alors judicieux de lui donner accs cette mmoire vive. A la diffrence de larchitecture UMA (Unified Memory Architecture) qui monopolise la mmoire, lAGP peut tout moment rendre au systme la portion quil utilise. A cet effet, il utilise un procd appel Dynamic Memory Al******** Le systme reste alors "propritaire" de la mmoire vive, et ne prte que ce pour lequel il na bas de besoin immdiatement. Ainsi, pas besoin de doubler sa mmoire pour viter un quelconque ralentissement.
La gestion de ce bus est assure par un chipset compatible AGP. Le processeur nest alors plus requis pour les diffrentes transactions. Cela permet de gagner en rapidit, tant au niveau du dbit que de la charge du CPU. Le contrleur graphique utilise ainsi un accs ddi hautes performances qui lui offre un accs direct la mmoire. Ce procd est nomm DIME (Direct Memory Execute). Ainsi, il peut lutiliser pour les oprations complexes que rclame lapplication de textures en 3D.
De plus, ce bus permet le transfert rapide des informations entre le CPU et le contrleur graphique. Les traitements sont effectus en mode pipelined, ce qui signifie que le lAGP peut envoyer de multiples donnes en rponse une seule requte. Sur un bus PCI, il est ncessaire dattendre que la premire donne soit traite avant de pouvoir entamer une quelconque seconde requte. LAGP profite de ces temps dattente pour envoyer les donnes suivantes, on parle alors de mode burst. Un autre procd "sideband" est aussi inclus dans lAGP. Il fournit 8 lignes dadresses supplmentaires qui permettent au contrleur graphique dmettre des requtes et des adresses pendant que des transferts sont en cours.
Le bus AGP de base offre des dbits pouvant atteindre environ 266 Mo/s, soit 64 bits par 66 Mhz, raison dun transfert tous les fronts montants. LAGP 2x utilise les fronts montants et descendants de la courbe, ce qui lui permet de doubler ce dbit. Le dbit possible est alors denviron 530 Mo/s. Le mode AGP4x va jusqu quadrupler les dbits offerts par lAGP1x, soit plus de 1 Go/s. En ralit, il est limit par la frquence du bus.
Le connecteur AGP ressemble normment un connecteur PCI, si ce nest quil est de couleur brune. Par contre, il est plac plus en recul du bord de la carte mre que les slots PCI.



1.4. Les chipsets

Le chipset peut tre dfini comme un ensemble de circuits (Chip Set) qui dfinit lintelligence et les possibilits de la carte mre. Dans le pass, chacune des fonctions offertes par la carte mre ncessitait un petit circuit spcialis indpendant. Dsormais, tout est regroup en un groupe de chips rgis de manire globale.
Cette volution a permis une bien meilleure cohsion des ressources et possibilits, afin doptimiser les performances au mieux. Les lments les plus significatifs du chipset sont les deux (parfois un) grands circuits carrs placs bien en vidence sur la carte mre. Cest sur ceux-ci quon pourra lire la marque et le modle. Au BOOT, le PC annonce aussi le modle et la version du chipset utilis.
Le chipset est compos de diffrents chips, charg chacun de piloter un composant prcis. On distingue gnralement les composants suivants :
Composant Description CPU Le processeur lui-mme (Central Processing Unit) FPU Le coprecesseur (Floating Point Unit) Bus Controller Le contrleur de bus System Timer Horlorge systme High et low-order Interrupt Controller Contrleur dinterruptions Hautes (8-15) et basses (0-7) High et low-order DMA Controller Contrleur de DMA haut (4-7) et bas (0-3) CMOSRAM/Clock Horloge du BIOS Keyboard Controller Contrleur clavier Le type de chipset dfinit les composants supports par la carte mre. Ds lors, il est important de veiller au type de chipset lors de lachat dune nouvelle carte mre.


1.4.1. Chipsets actuels

North et South Bridge :
Intel, comme la plupart de ses concurrents, a choisi de partager ses chipsets en deux parties :
1. le North
2. le Sounth Bridge

Le North Bridge est le composant principal. En effet, il sert dinterface entre le processeur et la carte-mre. Il contient le contrleur de mmoire vive et de mmoire cache. Il sert aussi dinterface entre le bus princi-pal 66 ou 100 Mhz, le bus dextension AGP Il est le seul composant, en dehors du processeur, qui tourne la vitesse de bus processeur.
Le South Bridge, quant lui, est cadenc une frquence plus basse. Il est charg dinterfacer les slots dextensions ISA, EISA ou encore PCI. Il se charge aussi de tous les connecteurs I/O, tels que les prises sries, parallles, USB, ainsi que les contrleurs IDE et FLOPPY. Le South Bridge prend aussi en charge lhorloge systme et les contrleurs dinterruptions et DMA.
Lavantage dune telle architecture est que le composant South Bridge peut tre utilis pour diffrents North Bridge. En effet, ce denier volue beaucoup plus souvent que le South. Ainsi, les cots de conceptions et de fabrication diminuent nettement.
La dnomination Intel se rfre au composant North Bridge. Par exemple, un chipset de type 440BX est compos du North Bridge 82443BX et du South Bridge 82371EX.
La gestion de la mmoire cache
Le chipset dtermine la taille de mmoire cache de type L2 supporte. Celle-ci varie couramment entre 256 et 512 Ko. Bien videmment, cela ne concerne pas les machines dont le processeur intgre directement la mmoire cache L2, comme le Pentium Pro.
La gestion de la mmoire vive
La taille maximum de mmoire vive est aussi dfinie par le chipset. Attention, il sagit de la taille maximum de mmoire qui peut tre "installe". Le type de cette mmoire est aussi dpendant de la version du chipset. En effet, il nest possible dutiliser de la mmoire EDO ou SDRAM que sur une carte-mre disposant du chipset adquat. Les autres spcificits de la mmoire, tels que le contrle de parit ou encore le packaging dpendent tout autant du chipset.
Chipset Processeurs Bus Mmoires Maxi Mmoire Cache Bi Processeur Bus Intel 430 LX Pentium 60 100 Mhz PCI 128 Mo non EDO
NON
Intel 430 NX Pentium 90 Mhz
512 Mo 512 Ko NON
Intel 430 FX Pentium PCI 128 Mo EDO


Intel 430 HX Pentium PCI - USB 512 Mo
OUI
Intel 430 VX Pentium
128 Mo SDram
NON
Intel 430 TX Pentium
256 Ko SDram
NON
Intel 440 BX Pentium II 350 400 Mhz PCI - AGP USB SDram
OUI 100 Mhz Intel 440 EX Clron PCI - AGP USB EDO SDram 66 Mhz
NON
Intel 440 FX Pentium II Pentium Pro PCI - AGP USB



Intel 440 GX Pentium II PCI - AGP USB 2 Go SDram
OUI 100 Mhz Intel 440 LX
PCI - AGP USB EDO SDram
OUI
Intel 450 GX/KX Pentium Pro PCI - AGP 1 Go EDO SDram
OUI 100 Mhz


1.5. Les ports I/O



1.5.1. Le port srie

Linterface srie asynchrone a t la premire proposer une communication de systme systme. Le terme asynchrone sous-entend quil ny a aucune synchronisation ou signal dhorloge pour rythmer le transfert. Les caractres sont envoys avec un temps de latence arbitraire.
Il est alors ncessaire dindiquer lenvoi et la fin de lenvoi dun caractre (un Byte). A cet effet, chaque Byte est prcd dun bit de dpart (start bit). Ce dernier sert indiquer au systme rcepteur que les 8 bits qui suivent constituent les donnes. Celles si sont suivies dun ou de deux bits de stop. Cela permet au rcepteur de clore le traitement en cours et deffectuer les oprations requises sur le Byte.
Le terme dinterface srie dcrit la mthode utilise pour lenvoi des donnes. En effet, celles-ci sont envoyes bit par bit, la queue leu leu. Ainsi, un fil est utilis pour les donnes dans chaque direction. Les autres fils servent aux "commandes" de transfert. Si ce procd a comme principal avantage de permettre tous les transferts bidirectionnels, il prsente linconvnient dtre lent. Un autre point fort du sriel par rapport au parallle est la longueur de cble possible sans perte de donnes.
Un des exemples les plus connus des cbles parallles est le cble RS-232C (Recommanded Standard 232 Revision C).
Les usages les plus courants du sriel sont :
  • les modems ;
  • les traceurs ;
  • la souris.
En rsum, tout ce qui ncessite une communication bidirectionnelle.
Les prises sries
Il existe deux types de prises sries, la DB9 et la DB25. Ces deux prises sont pins et sont de forme trapzodale. La DB9 possde 9 pins, elle est gnralement utilise pour la connexion dune souris ou dun modem. La DB25 possde 25 pins. Un PC est gnralement vendu avec 2 prises srielles, le COM1, gnralement une DB9 et le COM2 de type DB9 ou DB25. En fait, le PC supporte jusqu 4 COM.
Configuration
Chaque prise srie doit possder sa propre adresse et son propre IRQ. Ces valeurs sont affectes par dfaut, mais peuvent tre modifies si la carte I/O le permet.
Le principal problme rside dans le fait que les 4 COM se partagent seulement deux IRQs. Ainsi, si vous installez une souris sur le COM1 et un modem sur le COM3, ces deux composants ne fonctionneront jamais simultanment, car ils partagent le mme IRQ. Ce problme peut tre facilement rgl sur les cartes I/O ou cartes mres rcentes. En effet, elles permettent lusage dune IRQ diffrente pour chaque port.
Configuration des ports sriels :
Port Adresse IRQ COM1 3F8H 4 COM2 2F8H 3 COM3 3E8H 4 COM4 2E8H 3 LUART
Le cur dun port srie est lUART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter). Ce composant convertit les donnes du PC qui sont toujours en mode parallle, en mode srie pour son envoi et effectue la manuvre inverse pour le retour. Lusage dun UART nest pas limit au port srie, en fait la plupart des priphriques en font usage (port jeu, disque dur, ...).
Pour connatre le type de chip utilis dans votre PC, faites appel au programme MSD gnralement situ dans le rpertoire de Windows. Il existe plusieurs versions de ce chip dont voici les spcificits :
8250 Ce composant a t utilis dans les XT, il contient quelques bugs relativement inoffensifs. De plus, il ne contient aucune mmoire cache (registres), il est donc excessivement lent. 8250A Ce composant corrige les bugs de la version prcdente, y compris un concernant le registre dinterruptions. Il ne peut tre utilis dans un XT. Il requiert donc un PC AT et supporte mal les vitesses gales ou suprieures 9600 bps. Dun point de vu logiciel, il apparat comme un 16450. 8250B Ce composant corrige les bugs du 8250 et fonctionne sur des machines non-AT. Il connat les mmes limitations concernant les vitesses de transfert que le 8250A. 16450 Ce composant est issu du 8250A, il est donc uniquement destin des PC AT. Le fait quil fonctionne plus rapidement que ses prdcesseurs en fait le chip UART le plus rpandu actuellement. Il reprsente mme le minimum requis pour OS2. Laugmentation de vitesse t obtenue par ladjonction dun registre dun octet. 16550 Ce composant permet des accs au travers de multiples canaux DMA. En dehors du fait que son FIFO buffer (First-In, First-Out mmoire cache) soit bugg et non utilisable, il est nettement plus rapide que le 16450 16550A Ce composant corrige le bug du prcdent et permet ainsi le fonctionnement du FIFO buffer. Il est recommand de lutiliser si vous faites souvent des communications une vitesse suprieure 9600 Bps. La taille de son registre est de 16 octets, et il supporte les accs DMA. 16650 Dernier cri dans le domaine, ce composant possde un registre FIFO de 32Ko et supporte la gestion dnergie. Ce chip nest pas propos par National Semiconductor, qui est pourtant lorigine des autres UART. 16750 Ce composant, qui propose 64Ko de FIFO, est produit par Texas Instruments Les prises Loopback
Lorsque vous rencontrez des problmes de connexion srielle, il est toujours difficile de distinguer entre les causes matrielles et logicielles. Vous trouverez dans le commerce ou sur Internet de nombreux programmes de test destins examiner la partie hardware. Ceux-ci vous demandent souvent linsertion dune prise loopback dans le port sriel test. Cette prise est en fait une boucle qui permet de simuler une connexion sans pour autant devoir possder un second PC.


1.5.2. Le port parallle

Le port parallle dun PC est bas sur un transfert de type parallle. Cest--dire que les 8 bits dun octet sont envoys simultanment. Ce type de communication est nettement plus rapide que celui dun port srie. Le principal dfaut de ce type de port est que de longs cbles ne peuvent tre utiliss sans ladjonction dun amplificateur de signal en ligne.
En effet, la longueur officielle est limite trois mtres sans perte de donnes. En fait, il est possible de dpasser cette longueur en veillant certains points.
le cble doit possder un bon blindage.
contrlez lenvironnement du cble. La prsence de transformateur ou autre source lectromagntique proximit du cble peuvent gnrer toutes sortes de dysfonctionnement.
Prises parallles
La prise standard dun port parallle est la DB25, la prise trapzodale 25 broches. Il est aussi trs courant dutiliser un cble avec une prise dite Centronic pour se connecter une imprimante. Ce type de prise est aussi de forme trapzodale, par contre elle nest pas broches. En effet, elle contient un long connecteur sur lequel sont fixs 36 contacts mtalliss ou dors. On parle alors de cble imprimante.
Configuration du port parallle
Le paramtrage des ports parallles est beaucoup plus simple que celui des ports sriels. En standard, le PC est quip dun seul port parallle, mais il serait tout fait possible den rajouter un second. Dans la plupart des Bios, une interruption est dailleurs rserve doffice cet effet, que le port soit prsent ou non. Dans de nombreux cas, le second port est dsactiv et lIRQ 5 est rutilise pour un autre composant.
Configuration des LPT :
N de LPT Adresse IRQ LPT1 378 H 7 LPT2 278H 5 Les types de ports parallles
Il existe diffrents types de ports parallles dont voici la liste :
ORIGINAL UNIDIRECTIONNEL
Ce type est la toute premire version du port parallle. Ce port ntait pas bidirectionnel et le seul type de communication possible tait du PC en direction dun priphrique. Son dbit pouvait atteindre 60 Ko par secondes.
TYPE 1 BIDIRECTIONNEL
Introduit en 1987 par IBM pour sa gamme PS2, ce port bidirectionnel ouvrait la porte un vrai dialogue entre un PC et un priphrique. Cela a pu tre fait en envoyant au travers dune pin inoccupe, un signal annonant dans quel sens va la communication. Il a t commercialis aussi sous le nom de Extended Parallel ou PS/2 Type. Tout en restant compatible avec le port unidirectionnel, il offrait des dbits pouvant atteindre 300 Ko/s selon le type de priphrique utilis.
TYPE 3 DMA
Ce type de port utilise le DMA Auparavant le processeur envoyait chaque octet au port, contrlait son envoi, et envoyait enfin le suivant. Le DMA permet de stocker les donnes envoyer dans un bmoc de mmoire, dchargeant ainsi le processeur. Son usage t limit la gamme IBM PS/2, partir du Modle 57.
EPP
Le port parallle EPP (Enhanced Parallel Port) a t dvelopp par Intel, Xircom et Zenith. Il a pour but de dfinir une norme de communications bidirectionnelle entre des priphriques externes et un PC.
ECP
Mise au point par Microsoft et Hewlett-Packard, cette norme ECP (Extended Capabilities Ports) est presque identique lEPP. En plus, le port parallle peut utiliser le DMA et une mmoire tampon (buffer) permet doffrir de meilleures performances.


1.5.3. USB

Ce nouveau port se prsente sous la forme de deux petites prises larrire du PC.
Les caractristiques de lUSB :
LUniversal Serial Bus permet de grer les priphriques externes comme un rseau. Les priphriques sont relis entre eux par un mince cble unique. Ce dernier ne se *******e pas de permettre aux donnes de circuler, il va jusqu fournir lalimentation lectrique de chaque composant.
Nombre de priphriques
LUSB support jusqu 127 priphriques au total.
Dbit

Si le cble est de type blind, brins de donnes torsads, ce dbit atteint 12 mgabits par seconde.
Si un cble de non-blind non-torsad est utilis, le dbit tombe alors 1,5 Mbits par secondes.
Hot Plugn Play
Ce terme barbare signifie simplement que les branchements des priphriques peuvent seffectuer chaud, sans extinction de lordinateur. Il suffit de brancher le priphrique lemplacement dsir de la chane. Aucun paramtrage ne doit tre effectu sur ce dernier, pas dID ou dadresse dfinir. Le systme dexploitation va alors reconnatre le priphrique automatiquement et charger son pilote.
Si celui-ci ne peut pas tre trouv, il sera alors demand lutilisateur (CD ou disquette).
Ce pilote support un chargement chaud, il peu ainsi tre charg et dcharg en cours de session. Si le priphrique devait tre dbranch, le pilote sera alors retir de la mmoire sans ncessiter de redmarrage de la machine.
Alimentation Électrique

LUSB prend aussi en charge lalimentation des priphriques connects, selon leur consommation. En effet, la norme autorise une consommation maximum de 15 watts par priphrique. Si ce chiffre est largement suffisant pour une paire denceinte, il nen va pas forcment de mme pour un scanner ou un lecteur CD.
Cest pour cette raison que de certains priphriques possdent leur propre alimentation lectrique. Mais, pas de problme, lUSB se charge de les grer. Vous naurez pas besoin de les allumer ou de les teindre, lUSB activera ces alimentations lors de lallumage du PC, et les coupera son extinction.



1.6. Les IRQ

Afin de garantir des traitements multitches, le processeur doit traiter les commandes reues et en mme temps surveiller toute activit des priphriques. Sur les anciens ordinateurs, le CPU allait interroger chaque priphrique tous les X cycles. Ctait en effet son seul moyen de savoir si ceux-ci avaient une requte lui communiquer. Ce procd, nomm polling, avait le principal dfaut dtre extrmement gourmand en ressources.
Dsormais, les interruptions matrielles (IRQ Interrupt ReQuest channel) sont utilises. Si un vnement se produit sur un priphrique, celui-ci met un signal pour en informer le processeur. Ainsi, celui-ci peut se consacrer pleinement sa tche et ne sinterromps que lorsque cela est rellement ncessaire.
Les premiers PC ne disposaient que de 8 interruptions (N 0-7). Il sagit de liaisons physiues entre les priphriques et un chip nomm PIC8259. Rapidement, cela na plus suffit et il a t ncessaire de prvoir une extension. Cela fut fait simplement en greffant un second chip au premier (8-15). La liaison seffectua par le second PIC8259 au premier au travers de lIRQ2. Cette dernire est nomme "cascade" ou IRQ9 redirige. Dsormais, ces deux chips sont inclus dans un plus grand faisant partie du "Chipset".


1.6.1. Fonctionnement

Lorsquun composant met un signal ( frappe clavier, mouvement de la souris,..) destin une IRQ, une routine spciale est active. Elle commence par sauvegarder tous les registres du processeur dans une pile (stack). Ensuite, elle dirige le systme vers la table dinterruption. Cette table contient la liste des adresse mmoires correspondant aux canaux dinterruptions. En fonction de linterruption appelante, le programme correspond avec le composant au travers du canal ainsi dtermin. Ce dernier pointera soit vers le composant lui-mme, soit vers le driver qui le gre. Par exemple, pour le disque dur, le vecteur pointera vers les codes du BIOS qui dirigent le contrleur disque.
Toutes les interruptions standard sont appeles maskable interrupts. En dautres termes, le processeur peut parfaitement choisir dignorer temporairement le signal mis par celles-ci afin de terminer la tche en cours. Le PC dispose quand mme dune interruption non masquable (NMI) qui peut tre utilise en cas dextrme urgence.
En ce cas, le CPU abandonne immdiatement tout travail en cours afin de se consacrer son traitement. Cette NMI nest gnralement utilise que par des vnements critiques pouvant mettre en danger la cohrence des donnes.


1.6.2. Paramtrage

Il est absolument ncessaire de ne placer quun seul priphrique par IRQ. Dans le cas contraire, seul un des deux sera gr correctement. Le tableau ci-contre, vous permet de connatre les principales IRQ. LIRQ 12 nest rserve que si le PC dispose dun port souris PS2 intgr.
Table des IRQ pour un bus 16 bits ISA, EISA et MCA :
IRQ Bus Priorit Fonction Remarques 0 non 1 System Timer Cbl sur la carte mre 1 non 2 Contrleur clavier Cbl sur la carte mre 2 reroute - Cascade Remplace par IRQ9 3 8/16bits 11 COM2 Peut-tre utilise par COM4 (conflit) 4 8/16bits 12 COM1 Peut-tre utilise par COM3 (conflit) 5 8/16bits 13 LPT2 Souvent libre 6 8/16bits 14 Contrleur Floppy - 7 8/16bits 15 LPT1 - 8 - 3 Real-Time clock Cbl sur la carte mre 9 16bits 4
- 10 16bits 5
- 11 16bits 6
- 12 16bits 7 Port souris PS2 Occup seulement si port PS2 13 - 8 Coprocesseur Cbl sur la carte mre 14 16bits 9 Premier contrleur IDE - 15 16bits 10 Second contrleur IDE -

1.6.3. Affectation des IRQ

Lordre de priorit des IRQ est le suivant :
0, 1, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 3, 4, 5, 6, 7.
Les IRQ du second chip tant rerout sur lIRQ 2, ils se placent logiquement aprs lIRQ 1. De plus, certaines sont rserves pour des slots 8 ou 16 bits, dautres sont cbles dusine pour des composants fixs sur la carte mre.


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Chapitre 1 : Le micro-ordinateur



1.3. Architecture interne


La conception du PC est dite modulaire, cest--dire quelle repose sur le principe du puzzle. En effet, lutilisateur va choisir ses composants en fonction de ses besoins. La carte graphique ne sera pas la mme si lutilisateur dsire faire de la bureautique ou de la C.A.O. A cet effet, un PC dispose de slots dextensions o seront insres des cartes (comme par exemple une carte graphique).
Lvolution de la puissance des PC a pouss les constructeurs dvelopper des architectures internes toujours plus rapides. Cest la raison pour laquelle les slots dextension ne sont pas tous du mme type. Ce composant sera toujours choisi avec soin car il a un rle primordial sur la vitesse dun PC.


1.3.1. Les Bus


Un bus est un ensemble de lignes lectriques permettant la transmission de signaux entre les diffrents composants de lordinateur. Le bus relie la carte mre du P.C., qui contient le processeur et ses circuits, la mmoire et aux cartes dextensions engages dans les connecteurs.

Il y a 3 types de bus :
  • Le bus de donnes,
  • Le bus dadresse,
  • Le bus de contrle.
Le Bus de Donne
Ce nest rien dautre quun groupe de lignes bidirectionnelles sur lesquelles se font les changes de don-nes (Data) entre le processeur et son environnement (RAM, Interface, etc...).
Le bus de donnes vhicule les informations de ou vers la mmoire ou encore de ou vers une unit dentre/sortie.
Un bus est caractris par le nombre et la disposition de ces lignes. Le nombre de lignes du bus de donnes dpend du type de microprocesseur :
8088 et 8086 8 lignes 80286 et 80386 Sx 16 lignes 80386 Dx et 80486 32 lignes 80586 - 80686 - Pentium 64 lignes Le Bus dAdresse
Il est constitu dun ensemble de lignes directionnelles, donnant au processeur les moyens de slectionner une position de la mmoire ou un registre en place sur lune ou lautre des cartes dinterfaces connectes sur la carte mre.
Le Bus de Contrle
Le bus de contrles transmet un certain nombre de signaux de synchronisation qui assurent au micro-processeur et aux diffrents priphriques en ligne un fonctionnement harmonieux.
Cest le matre duvre, assurant la coordination dune suite de signaux transmis au processeur.
Un bus est galement caractris par sa frquence de fonctionnement.


1.3.2. Les connecteurs dextension

Un bus doit non seulement permettre aux lments figurant sur la carte mre de communiquer entre eux, mais galement dajouter des lments supplmentaires laide de cartes dextensions. A cet effet, il comporte un certain nombre de connecteurs. Ces connecteurs tant standardiss, on peut reconnatre immdiatement un bus en les observant.
Larchitecture ISA
Larchitecture ISA (Industry Standard Architecture) a t invente en 1981 par IBM pour son IBM 8088. Cette premire version tait de 8 bits et base sur une frquence de 4,77Mhz. Elle est compose dun seul connecteur de couleur noir. Ce slot permet laccs 8 lignes de donnes et 20 lignes dadresses.
La seconde gnration de 80286 pouvant adresser un bus de 16 bits, un connecteur ISA 16 bits fut cr. Ce dernier se diffrencie du 8 bits par ladjonction dun second connecteur court de couleur noire. Le nombre de lignes de donnes est ainsi pass 16 Le bus oprant au dbut 8 Mhz, puis standardis 8,33 Mhz, le transfert des donnes ncessite deux cycles. Ce dbit est bien entendu thorique, il varie en fonction de la carte utilise. Actuellement le slot ISA est encore utilis. Cela est principalement d deux raisons, dune part son faible prix de production, dautre part sa compatibilit. En effet, ce slot nayant plus t modifi depuis longtemps, il permet lutilisation danciens com-posants. Par contre, son principal dfaut est dtre rest 8 Mhz, ce qui provoque un vritable dtranglement pour le transfert de donnes.
Le bus ISA nest pas un bus autoconfigurant, ce qui oblige lutilisateur configurer manuellement cha-que nouveau composant.
Larchitecture EISA
Le bus EISA (Extended Industry Standard Architecture) est prsente comme une suite au bus ISA. Il est aussi base sur une frquence de 8 Mhz (8.33 pour tre prcis), mais utilise un bus 32 bits. De cette faon, un dbit thorique de 33,32 Mo/seconde a pu tre atteint. Lapparence dun slot EISA est la mme quun slot ISA 16 bits, si ce nest quil est plus haut. Il reste intgralement compatible ISA (8 et 16 bits) grce lusage de dtrompeur. Si une carte EISA est insre, elle senfoncera plus profondment, tant ainsi connecte avec plus de contacts.
Dans une architecture EISA, les cartes sont automatiquement paramtres par le systme. Ces rglages concernent en particulier ladresse et les IRQ. Pour ce faire, chaque carte est livre avec un fichier de configuration (*. CFG) qui doit tre donn au BIOS. Ce fichier contient une sorte de driver qui permet ainsi au BIOS de savoir comment grer la carte.
Cette architecture est dsormais relativement peu rpandue, son principal dfaut tant son prix lev. Mais, elle revient au got du jour avec son implantation dans de nombreuses cartes mres Pentium, paralllement au PCI. Son cot la rserve pour des machines haut de gamme, tels que les serveurs de rseau.
Larchitecture VLB
Larchitecture VLB (Vesa Local Bus) est une volution du bus ISA.
Il permet des dbits nettement amliors en utilisant la mme frquence que la carte mre. De plus, il est 32 bits. Ces fonctionnalits lui permettent ainsi dobtenir des dbits thoriques de lordre de 120 148 Mo/s, en fonction de la frquence utilise. Techniquement parlant, le VLB dtourne le bus local du processeur pour son propre usage, ce bus tant bien entendu la frquence de la carte mre. Ce procd, qui lavantage dtre extrmement conomique, prsente certaines limitations. Le bus local processeur ntant pas dimensionn cet effet, il est impossible de mettre plus de 3 cartes VLB dans un PC.
Une carte de type VLB ne supporte gnralement pas les frquences suprieures 40 Mhz. En fait, le VLB est une solution provisoire, mais qui permet dobtenir des gains de performance importants pour un surcot minimum. On lutilisera de prfrence pour la carte graphique et la carte contrleur. Ce type de slot est facilement reconnaissable, il sagit en effet dun slot ISA 16 bits auquel on a ajout un troisime connecteur de couleur brune, dot de 112 contacts. Ce type de connecteur est totalement compatible avec les cartes ISA 8 et 16bits.
Larchitecture PCI
Le PCI (Peripheral Componement Interconnect) utilise un procd comparable au VLB. En effet, il utilise aussi le bus systme, mais ladjonction dun contrleur propritaire lui permet doutrepasser la limite de 3 slots. Un slot PCI est la frquence de base de 33 Mhz et existe en version 32 et 64 bits. Cela lui permet datteindre des dbits thoriques de lordre de 132 Mo/s dans le premier cas et 264 Mo/s dans le second.
Les interruptions utilises par le bus PCI (#A #D) sont propres au PCI, donc non quivalentes aux IRQ. Si certaines cartes le requirent, elles peuvent tres mappes sur les IRQ du systme, gnralement de 9 12. Dans le cas dune carte mre possdant plus de 4 slots PCI ou 4 slots et des ports USB, ces IRQ mappes seront partages.
Le schma ci-dessous vous montre les diffrents bus dans une architecture PCI :
Larchitecture AGP
Intel a prsent en juillet 1996 les spcifications de lAccelerated Graphic Port (AGP). A cette poque, la demande en graphisme 3D dpassait souvent les capacits des machines standard. Larchitecture PCI avait atteint ses limites au niveau du dbit autoris pour les cartes graphiques. Intel a donc propos un nouveau bus ddi de telles cartes.
Le principal problme est le goulot dtranglement dt aux faibles performances du bus entre le CPU et la mmoire, et entre le CPU et la carte graphique. La mmoire graphique est extrmement couteuse par rapport la mmoire vive dun PC. Le graphisme 3D en est un gros consommateur, il est alors judicieux de lui donner accs cette mmoire vive. A la diffrence de larchitecture UMA (Unified Memory Architecture) qui monopolise la mmoire, lAGP peut tout moment rendre au systme la portion quil utilise. A cet effet, il utilise un procd appel Dynamic Memory Al******** Le systme reste alors "propritaire" de la mmoire vive, et ne prte que ce pour lequel il na bas de besoin immdiatement. Ainsi, pas besoin de doubler sa mmoire pour viter un quelconque ralentissement.
La gestion de ce bus est assure par un chipset compatible AGP. Le processeur nest alors plus requis pour les diffrentes transactions. Cela permet de gagner en rapidit, tant au niveau du dbit que de la charge du CPU. Le contrleur graphique utilise ainsi un accs ddi hautes performances qui lui offre un accs direct la mmoire. Ce procd est nomm DIME (Direct Memory Execute). Ainsi, il peut lutiliser pour les oprations complexes que rclame lapplication de textures en 3D.
De plus, ce bus permet le transfert rapide des informations entre le CPU et le contrleur graphique. Les traitements sont effectus en mode pipelined, ce qui signifie que le lAGP peut envoyer de multiples donnes en rponse une seule requte. Sur un bus PCI, il est ncessaire dattendre que la premire donne soit traite avant de pouvoir entamer une quelconque seconde requte. LAGP profite de ces temps dattente pour envoyer les donnes suivantes, on parle alors de mode burst. Un autre procd "sideband" est aussi inclus dans lAGP. Il fournit 8 lignes dadresses supplmentaires qui permettent au contrleur graphique dmettre des requtes et des adresses pendant que des transferts sont en cours.
Le bus AGP de base offre des dbits pouvant atteindre environ 266 Mo/s, soit 64 bits par 66 Mhz, raison dun transfert tous les fronts montants. LAGP 2x utilise les fronts montants et descendants de la courbe, ce qui lui permet de doubler ce dbit. Le dbit possible est alors denviron 530 Mo/s. Le mode AGP4x va jusqu quadrupler les dbits offerts par lAGP1x, soit plus de 1 Go/s. En ralit, il est limit par la frquence du bus.
Le connecteur AGP ressemble normment un connecteur PCI, si ce nest quil est de couleur brune. Par contre, il est plac plus en recul du bord de la carte mre que les slots PCI.



1.4. Les chipsets


Le chipset peut tre dfini comme un ensemble de circuits (Chip Set) qui dfinit lintelligence et les possibilits de la carte mre. Dans le pass, chacune des fonctions offertes par la carte mre ncessitait un petit circuit spcialis indpendant. Dsormais, tout est regroup en un groupe de chips rgis de manire globale.
Cette volution a permis une bien meilleure cohsion des ressources et possibilits, afin doptimiser les performances au mieux. Les lments les plus significatifs du chipset sont les deux (parfois un) grands circuits carrs placs bien en vidence sur la carte mre. Cest sur ceux-ci quon pourra lire la marque et le modle. Au BOOT, le PC annonce aussi le modle et la version du chipset utilis.
Le chipset est compos de diffrents chips, charg chacun de piloter un composant prcis. On distingue gnralement les composants suivants :
Composant Description CPU Le processeur lui-mme (Central Processing Unit) FPU Le coprecesseur (Floating Point Unit) Bus Controller Le contrleur de bus System Timer Horlorge systme High et low-order Interrupt Controller Contrleur dinterruptions Hautes (8-15) et basses (0-7) High et low-order DMA Controller Contrleur de DMA haut (4-7) et bas (0-3) CMOSRAM/Clock Horloge du BIOS Keyboard Controller Contrleur clavier Le type de chipset dfinit les composants supports par la carte mre. Ds lors, il est important de veiller au type de chipset lors de lachat dune nouvelle carte mre.


1.4.1. Chipsets actuels

North et South Bridge :
Intel, comme la plupart de ses concurrents, a choisi de partager ses chipsets en deux parties :
1. le North
2. le Sounth Bridge
Le North Bridge est le composant principal. En effet, il sert dinterface entre le processeur et la carte-mre. Il contient le contrleur de mmoire vive et de mmoire cache. Il sert aussi dinterface entre le bus princi-pal 66 ou 100 Mhz, le bus dextension AGP Il est le seul composant, en dehors du processeur, qui tourne la vitesse de bus processeur.
Le South Bridge, quant lui, est cadenc une frquence plus basse. Il est charg dinterfacer les slots dextensions ISA, EISA ou encore PCI. Il se charge aussi de tous les connecteurs I/O, tels que les prises sries, parallles, USB, ainsi que les contrleurs IDE et FLOPPY. Le South Bridge prend aussi en charge lhorloge systme et les contrleurs dinterruptions et DMA.
Lavantage dune telle architecture est que le composant South Bridge peut tre utilis pour diffrents North Bridge. En effet, ce denier volue beaucoup plus souvent que le South. Ainsi, les cots de conceptions et de fabrication diminuent nettement.
La dnomination Intel se rfre au composant North Bridge. Par exemple, un chipset de type 440BX est compos du North Bridge 82443BX et du South Bridge 82371EX.
La gestion de la mmoire cache
Le chipset dtermine la taille de mmoire cache de type L2 supporte. Celle-ci varie couramment entre 256 et 512 Ko. Bien videmment, cela ne concerne pas les machines dont le processeur intgre directement la mmoire cache L2, comme le Pentium Pro.
La gestion de la mmoire vive
La taille maximum de mmoire vive est aussi dfinie par le chipset. Attention, il sagit de la taille maximum de mmoire qui peut tre "installe". Le type de cette mmoire est aussi dpendant de la version du chipset. En effet, il nest possible dutiliser de la mmoire EDO ou SDRAM que sur une carte-mre disposant du chipset adquat. Les autres spcificits de la mmoire, tels que le contrle de parit ou encore le packaging dpendent tout autant du chipset.
Chipset Processeurs Bus Mmoires Maxi Mmoire Cache Bi Processeur Bus Intel 430 LX Pentium 60 100 Mhz PCI 128 Mo non EDO
NON
Intel 430 NX Pentium 90 Mhz
512 Mo 512 Ko NON
Intel 430 FX Pentium PCI 128 Mo EDO


Intel 430 HX Pentium PCI - USB 512 Mo
OUI
Intel 430 VX Pentium
128 Mo SDram
NON
Intel 430 TX Pentium
256 Ko SDram
NON
Intel 440 BX Pentium II 350 400 Mhz PCI - AGP USB SDram
OUI 100 Mhz Intel 440 EX Clron PCI - AGP USB EDO SDram 66 Mhz
NON
Intel 440 FX Pentium II Pentium Pro PCI - AGP USB



Intel 440 GX Pentium II PCI - AGP USB 2 Go SDram
OUI 100 Mhz Intel 440 LX
PCI - AGP USB EDO SDram
OUI
Intel 450 GX/KX Pentium Pro PCI - AGP 1 Go EDO SDram
OUI 100 Mhz


1.5. Les ports I/O




1.5.1. Le port srie

Linterface srie asynchrone a t la premire proposer une communication de systme systme. Le terme asynchrone sous-entend quil ny a aucune synchronisation ou signal dhorloge pour rythmer le transfert. Les caractres sont envoys avec un temps de latence arbitraire.
Il est alors ncessaire dindiquer lenvoi et la fin de lenvoi dun caractre (un Byte). A cet effet, chaque Byte est prcd dun bit de dpart (start bit). Ce dernier sert indiquer au systme rcepteur que les 8 bits qui suivent constituent les donnes. Celles si sont suivies dun ou de deux bits de stop. Cela permet au rcepteur de clore le traitement en cours et deffectuer les oprations requises sur le Byte.
Le terme dinterface srie dcrit la mthode utilise pour lenvoi des donnes. En effet, celles-ci sont envoyes bit par bit, la queue leu leu. Ainsi, un fil est utilis pour les donnes dans chaque direction. Les autres fils servent aux "commandes" de transfert. Si ce procd a comme principal avantage de permettre tous les transferts bidirectionnels, il prsente linconvnient dtre lent. Un autre point fort du sriel par rapport au parallle est la longueur de cble possible sans perte de donnes.
Un des exemples les plus connus des cbles parallles est le cble RS-232C (Recommanded Standard 232 Revision C).

Les usages les plus courants du sriel sont :
  • les modems ;
  • les traceurs ;
  • la souris.
En rsum, tout ce qui ncessite une communication bidirectionnelle.
Les prises sries
Il existe deux types de prises sries, la DB9 et la DB25. Ces deux prises sont pins et sont de forme trapzodale. La DB9 possde 9 pins, elle est gnralement utilise pour la connexion dune souris ou dun modem. La DB25 possde 25 pins. Un PC est gnralement vendu avec 2 prises srielles, le COM1, gnralement une DB9 et le COM2 de type DB9 ou DB25. En fait, le PC supporte jusqu 4 COM.
Configuration
Chaque prise srie doit possder sa propre adresse et son propre IRQ. Ces valeurs sont affectes par dfaut, mais peuvent tre modifies si la carte I/O le permet.
Le principal problme rside dans le fait que les 4 COM se partagent seulement deux IRQs. Ainsi, si vous installez une souris sur le COM1 et un modem sur le COM3, ces deux composants ne fonctionneront jamais simultanment, car ils partagent le mme IRQ. Ce problme peut tre facilement rgl sur les cartes I/O ou cartes mres rcentes. En effet, elles permettent lusage dune IRQ diffrente pour chaque port.
Configuration des ports sriels :
Port Adresse IRQ COM1 3F8H 4 COM2 2F8H 3 COM3 3E8H 4 COM4 2E8H 3 LUART
Le cur dun port srie est lUART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter). Ce composant convertit les donnes du PC qui sont toujours en mode parallle, en mode srie pour son envoi et effectue la manuvre inverse pour le retour. Lusage dun UART nest pas limit au port srie, en fait la plupart des priphriques en font usage (port jeu, disque dur, ...).
Pour connatre le type de chip utilis dans votre PC, faites appel au programme MSD gnralement situ dans le rpertoire de Windows. Il existe plusieurs versions de ce chip dont voici les spcificits :
8250 Ce composant a t utilis dans les XT, il contient quelques bugs relativement inoffensifs. De plus, il ne contient aucune mmoire cache (registres), il est donc excessivement lent. 8250A Ce composant corrige les bugs de la version prcdente, y compris un concernant le registre dinterruptions. Il ne peut tre utilis dans un XT. Il requiert donc un PC AT et supporte mal les vitesses gales ou suprieures 9600 bps. Dun point de vu logiciel, il apparat comme un 16450. 8250B Ce composant corrige les bugs du 8250 et fonctionne sur des machines non-AT. Il connat les mmes limitations concernant les vitesses de transfert que le 8250A. 16450 Ce composant est issu du 8250A, il est donc uniquement destin des PC AT. Le fait quil fonctionne plus rapidement que ses prdcesseurs en fait le chip UART le plus rpandu actuellement. Il reprsente mme le minimum requis pour OS2. Laugmentation de vitesse t obtenue par ladjonction dun registre dun octet. 16550 Ce composant permet des accs au travers de multiples canaux DMA. En dehors du fait que son FIFO buffer (First-In, First-Out mmoire cache) soit bugg et non utilisable, il est nettement plus rapide que le 16450 16550A Ce composant corrige le bug du prcdent et permet ainsi le fonctionnement du FIFO buffer. Il est recommand de lutiliser si vous faites souvent des communications une vitesse suprieure 9600 Bps. La taille de son registre est de 16 octets, et il supporte les accs DMA. 16650 Dernier cri dans le domaine, ce composant possde un registre FIFO de 32Ko et supporte la gestion dnergie. Ce chip nest pas propos par National Semiconductor, qui est pourtant lorigine des autres UART. 16750 Ce composant, qui propose 64Ko de FIFO, est produit par Texas Instruments Les prises Loopback
Lorsque vous rencontrez des problmes de connexion srielle, il est toujours difficile de distinguer entre les causes matrielles et logicielles. Vous trouverez dans le commerce ou sur Internet de nombreux programmes de test destins examiner la partie hardware. Ceux-ci vous demandent souvent linsertion dune prise loopback dans le port sriel test. Cette prise est en fait une boucle qui permet de simuler une connexion sans pour autant devoir possder un second PC.


1.5.2. Le port parallle

Le port parallle dun PC est bas sur un transfert de type parallle. Cest--dire que les 8 bits dun octet sont envoys simultanment. Ce type de communication est nettement plus rapide que celui dun port srie. Le principal dfaut de ce type de port est que de longs cbles ne peuvent tre utiliss sans ladjonction dun amplificateur de signal en ligne.
En effet, la longueur officielle est limite trois mtres sans perte de donnes. En fait, il est possible de dpasser cette longueur en veillant certains points.
le cble doit possder un bon blindage.
contrlez lenvironnement du cble. La prsence de transformateur ou autre source lectromagntique proximit du cble peuvent gnrer toutes sortes de dysfonctionnement.
Prises parallles
La prise standard dun port parallle est la DB25, la prise trapzodale 25 broches. Il est aussi trs courant dutiliser un cble avec une prise dite Centronic pour se connecter une imprimante. Ce type de prise est aussi de forme trapzodale, par contre elle nest pas broches. En effet, elle contient un long connecteur sur lequel sont fixs 36 contacts mtalliss ou dors. On parle alors de cble imprimante.
Configuration du port parallle
Le paramtrage des ports parallles est beaucoup plus simple que celui des ports sriels. En standard, le PC est quip dun seul port parallle, mais il serait tout fait possible den rajouter un second. Dans la plupart des Bios, une interruption est dailleurs rserve doffice cet effet, que le port soit prsent ou non. Dans de nombreux cas, le second port est dsactiv et lIRQ 5 est rutilise pour un autre composant.
Configuration des LPT :
N de LPT Adresse IRQ LPT1 378 H 7 LPT2 278H 5 Les types de ports parallles
Il existe diffrents types de ports parallles dont voici la liste :
ORIGINAL UNIDIRECTIONNEL
Ce type est la toute premire version du port parallle. Ce port ntait pas bidirectionnel et le seul type de communication possible tait du PC en direction dun priphrique. Son dbit pouvait atteindre 60 Ko par secondes.
TYPE 1 BIDIRECTIONNEL
Introduit en 1987 par IBM pour sa gamme PS2, ce port bidirectionnel ouvrait la porte un vrai dialogue entre un PC et un priphrique. Cela a pu tre fait en envoyant au travers dune pin inoccupe, un signal annonant dans quel sens va la communication. Il a t commercialis aussi sous le nom de Extended Parallel ou PS/2 Type. Tout en restant compatible avec le port unidirectionnel, il offrait des dbits pouvant atteindre 300 Ko/s selon le type de priphrique utilis.
TYPE 3 DMA
Ce type de port utilise le DMA Auparavant le processeur envoyait chaque octet au port, contrlait son envoi, et envoyait enfin le suivant. Le DMA permet de stocker les donnes envoyer dans un bmoc de mmoire, dchargeant ainsi le processeur. Son usage t limit la gamme IBM PS/2, partir du Modle 57.
EPP
Le port parallle EPP (Enhanced Parallel Port) a t dvelopp par Intel, Xircom et Zenith. Il a pour but de dfinir une norme de communications bidirectionnelle entre des priphriques externes et un PC.
ECP
Mise au point par Microsoft et Hewlett-Packard, cette norme ECP (Extended Capabilities Ports) est presque identique lEPP. En plus, le port parallle peut utiliser le DMA et une mmoire tampon (buffer) permet doffrir de meilleures performances.


1.5.3. USB

Ce nouveau port se prsente sous la forme de deux petites prises larrire du PC.
Les caractristiques de lUSB :
LUniversal Serial Bus permet de grer les priphriques externes comme un rseau. Les priphriques sont relis entre eux par un mince cble unique. Ce dernier ne se *******e pas de permettre aux donnes de circuler, il va jusqu fournir lalimentation lectrique de chaque composant.
Nombre de priphriques
LUSB support jusqu 127 priphriques au total.
Dbit

Si le cble est de type blind, brins de donnes torsads, ce dbit atteint 12 mgabits par seconde.
Si un cble de non-blind non-torsad est utilis, le dbit tombe alors 1,5 Mbits par secondes.
Hot Plugn Play
Ce terme barbare signifie simplement que les branchements des priphriques peuvent seffectuer chaud, sans extinction de lordinateur. Il suffit de brancher le priphrique lemplacement dsir de la chane. Aucun paramtrage ne doit tre effectu sur ce dernier, pas dID ou dadresse dfinir. Le systme dexploitation va alors reconnatre le priphrique automatiquement et charger son pilote.
Si celui-ci ne peut pas tre trouv, il sera alors demand lutilisateur (CD ou disquette).
Ce pilote support un chargement chaud, il peu ainsi tre charg et dcharg en cours de session. Si le priphrique devait tre dbranch, le pilote sera alors retir de la mmoire sans ncessiter de redmarrage de la machine.
Alimentation Électrique

LUSB prend aussi en charge lalimentation des priphriques connects, selon leur consommation. En effet, la norme autorise une consommation maximum de 15 watts par priphrique. Si ce chiffre est largement suffisant pour une paire denceinte, il nen va pas forcment de mme pour un scanner ou un lecteur CD.
Cest pour cette raison que de certains priphriques possdent leur propre alimentation lectrique. Mais, pas de problme, lUSB se charge de les grer. Vous naurez pas besoin de les allumer ou de les teindre, lUSB activera ces alimentations lors de lallumage du PC, et les coupera son extinction.



1.6. Les IRQ


Afin de garantir des traitements multitches, le processeur doit traiter les commandes reues et en mme temps surveiller toute activit des priphriques. Sur les anciens ordinateurs, le CPU allait interroger chaque priphrique tous les X cycles. Ctait en effet son seul moyen de savoir si ceux-ci avaient une requte lui communiquer. Ce procd, nomm polling, avait le principal dfaut dtre extrmement gourmand en ressources.
Dsormais, les interruptions matrielles (IRQ Interrupt ReQuest channel) sont utilises. Si un vnement se produit sur un priphrique, celui-ci met un signal pour en informer le processeur. Ainsi, celui-ci peut se consacrer pleinement sa tche et ne sinterromps que lorsque cela est rellement ncessaire.
Les premiers PC ne disposaient que de 8 interruptions (N 0-7). Il sagit de liaisons physiues entre les priphriques et un chip nomm PIC8259. Rapidement, cela na plus suffit et il a t ncessaire de prvoir une extension. Cela fut fait simplement en greffant un second chip au premier (8-15). La liaison seffectua par le second PIC8259 au premier au travers de lIRQ2. Cette dernire est nomme "cascade" ou IRQ9 redirige. Dsormais, ces deux chips sont inclus dans un plus grand faisant partie du "Chipset".


1.6.1. Fonctionnement

Lorsquun composant met un signal ( frappe clavier, mouvement de la souris,..) destin une IRQ, une routine spciale est active. Elle commence par sauvegarder tous les registres du processeur dans une pile (stack). Ensuite, elle dirige le systme vers la table dinterruption. Cette table contient la liste des adresse mmoires correspondant aux canaux dinterruptions. En fonction de linterruption appelante, le programme correspond avec le composant au travers du canal ainsi dtermin. Ce dernier pointera soit vers le composant lui-mme, soit vers le driver qui le gre. Par exemple, pour le disque dur, le vecteur pointera vers les codes du BIOS qui dirigent le contrleur disque.
Toutes les interruptions standard sont appeles maskable interrupts. En dautres termes, le processeur peut parfaitement choisir dignorer temporairement le signal mis par celles-ci afin de terminer la tche en cours. Le PC dispose quand mme dune interruption non masquable (NMI) qui peut tre utilise en cas dextrme urgence.
En ce cas, le CPU abandonne immdiatement tout travail en cours afin de se consacrer son traitement. Cette NMI nest gnralement utilise que par des vnements critiques pouvant mettre en danger la cohrence des donnes.


1.6.2. Paramtrage

Il est absolument ncessaire de ne placer quun seul priphrique par IRQ. Dans le cas contraire, seul un des deux sera gr correctement. Le tableau ci-contre, vous permet de connatre les principales IRQ. LIRQ 12 nest rserve que si le PC dispose dun port souris PS2 intgr.
Table des IRQ pour un bus 16 bits ISA, EISA et MCA :
IRQ Bus Priorit Fonction Remarques 0 non 1 System Timer Cbl sur la carte mre 1 non 2 Contrleur clavier Cbl sur la carte mre 2 reroute - Cascade Remplace par IRQ9 3 8/16bits 11 COM2 Peut-tre utilise par COM4 (conflit) 4 8/16bits 12 COM1 Peut-tre utilise par COM3 (conflit) 5 8/16bits 13 LPT2 Souvent libre 6 8/16bits 14 Contrleur Floppy - 7 8/16bits 15 LPT1 - 8 - 3 Real-Time clock Cbl sur la carte mre 9 16bits 4
- 10 16bits 5
- 11 16bits 6
- 12 16bits 7 Port souris PS2 Occup seulement si port PS2 13 - 8 Coprocesseur Cbl sur la carte mre 14 16bits 9 Premier contrleur IDE - 15 16bits 10 Second contrleur IDE -

1.6.3. Affectation des IRQ

Lordre de priorit des IRQ est le suivant :
0, 1, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 3, 4, 5, 6, 7.
Les IRQ du second chip tant rerout sur lIRQ 2, ils se placent logiquement aprs lIRQ 1. De plus, certaines sont rserves pour des slots 8 ou 16 bits, dautres sont cbles dusine pour des composants fixs sur la carte mre.


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1.7. Les DMA

Le DMA est un canal utilis pour les transferts de donnes haute vitesse. Il est souvent dsign sous le nom de canal daccs direct la mmoire. Il va tre utilis avec les composants ncessitant de gros transfert de donnes la plus haute vitesse possible. Un port srie nutilisera pas de port DMA, mais une carte rseau en mobilisera souvent un. Les premiers PC ( XT ) ne disposaient que de 4 canaux DMA, mais depuis les PC AT, ce nombre a t port 8. Ce nombre a t obtenu grce lajout dun second composant, greff sur le premier. Ainsi, un canal a t dtourn de faon assurer la liaison entre ces deux chips. On utilise cet effet le canal n0 que lon met en liaison avec le n4. Ce dernier devient alors indisponible.

1.7.1. Fonctionnement

Le but principal du DMA est de prendre en charge les gros transferts de donnes librant ainsi le processeur. Il offre un canal dtourn ( reprsent en noir ci-dessous ). Le processeur ainsi libr des thes de transfert peut se consacrer dautres tches.
Il convient de noter que les priphriques PCI nutilisent pas le DMA.
Alors que dans un transfert DMA standard, le contrleur DMA dirige le transfert, il arrive que le priphrique dcide de tout piloter. On parle alors de Bus Mastering. En effet, les priphriques modernes disposent de circuit DMA nettement plus vloces que le bon vieux contrleur intgr votre carte mre. Cela permet, entre autres, des nouveaux modes tels que lUltra ATA.


1.7.2. Paramtrage

Il est important, lors des assignations de canaux DMA, de ne pas affecter deux fois un mme canal. En effet, seul un composant pourrait le grer correctement. Le tableau ci-contre vous indique les DMA affects par dfaut dans les PC de type AT.
Table des DMA 16 bit ISA, EISA et MCA :
DMA Fonction Bus slot 0 Dynamic RAM ******* Aucun 1 Libre 8 bit 2 Contrleur Floppy 8 bit 3 Libre 8 bit 4 Cascade Aucun 5 Libre 16 bit 6 Libre 16 bit 7 Libre 16 bit


1.8. Les mmoires

La mmoire est un composant de base de lordinateur, sans lequel tout fonctionnement devient impossible. Son rle est de stocker les donnes avant et pendant leur traitement par le processeur. Ces donnes sont dapparence binaire et mmorises sous forme dimpulsions lectriques (une impulsion est gale 1, aucune impulsion est gale 0). Plusieurs types de mmoires sont utiliss, diffrentiables par leur technologie (DRAM, SRAM, ...), leur forme (SIMM, DIMM, ...) ou encore leur fonctionnement (RAM, ROM,).

1.8.1. ROM (Read-Only Memory)

Ce type de mmoire est par dfinition une mmoire ne pouvant tre accessible quen lecture. En fait, certaines variantes peuvent tre lues et crites mais souvent de manire non permanente. On les utilisera pour stocker des informations devant tre rarement mise jour. De plus, ces donnes ne seront pas perdues si la mmoire nest plus alimente lectriquement. Une des utilisations classique de la ROM est le BIOS des PC. En fait, on peut affirmer que presque toutes les "puces" prsentes sur la carte-mre sont des mmoires ROM, quil sagisse du chipset ou encore du Bios clavier. Un des dfauts de ce type de mmoire est sa lenteur daccs. Il existe plusieurs types de mmoires ROM :
ROM Mmoire programme de manire hardware en usine. Elle ne peut en aucun cas tre reprogramm. Elle est souvent utilise pour stocker des informations statiques (Bios clavier, chipset, ...) PROM (Programmable ROM) Cette mmoire peut tre programm laide dun quipement spcifique, mais une seule fois seulement. EPROM (Erasable Programmable ROM) Mmoire pouvant tre reprogramme autant de fois que ncessaire laide dun quipement spcifique. Les chips de ce type comportent une ouverture vitre sur la face suprieure. En effet, ils sont effaables laide dUV. Afin dviter toute altration involontaire des donnes, cette face est recouverte dun autocollant mtallis, ne laissant passer aucun UV. Rflchissez bien avant de le dcoller... EEPROM (Electrically Erasable PROM) Mmoire rinscriptible volont. Contrairement lEPROM, aucun rayon UV nest requis pour leffacer. En effet, cette opration peut se faire lectriquement. Ce type de ROM est utilis pour les Bios pouvant tre mis jour par lutilisateur (Bios Flash).


1.8.2. RAM (Random Access Memory)

Cette mmoire, linverse de la mmoire ROM, peut tre lue et crite de manire standard, tout en tant nettement plus rapide. Il sagit dune mmoire volatile ce qui sous-entend que son contenu est perdu lorsquelle nest plus alimente lectriquement. Lorsquil est sujet de mmoire vive, de mmoire cache, il sagit toujours de mmoire RAM. Ce type de mmoire se dcline en deux grandes catgories :
SRAM (Static RAM) Mmoire statique. Cette mmoire a limmense avantage de pouvoir stocker une valeur pendant une longue priode sans devoir tre rafrachie. Cela permet des temps daccs trs court (8-20ns). Les deux inconvnients sont son cot trs lev et son encombrement. DRAM (Dynamic RAM) Mmoire dynamique. A linverse de la mmoire SRAM, elle doit tre rafraichie plusieurs fois par secondes, ce qui en augmente le temps daccs (50-80ns). Par contre son cot est nettement infrieur et son encombrement faible. Il est facile de placer 64 Mo sur une barrette DIMM ( 13/3cm). La vitesse
Lors de lachat de mmoire, il est important den spcifier la vitesse dsire. Celle-ci est exprime en nanoseconde et varie selon le type, lage et la fonction de la mmoire dsire. Par exemple, pour de la mmoire vive, on compte actuellement entre 70 et 50 ns, alors que par le pass, cette valeur pouvait atteindre 120 ns. La vitesse est normalement inscrite sur les circuits DIP qui composent la mmoire. Une barrette 60 ns portera une inscription se terminant par -06 ou -60.
Emplacement de la mmoire
Dans un PC, le composant le plus rapide est le processeur. Il naccde jamais des mmoires de masse directement (disque dur, CD, ... ), car celles-ci sont extrmement lentes. Toute information traite est ainsi pralablement stocke dans la mmoire vive. Cette dernire prsente aussi linconvnient dtre trs lente, le processeur perd ainsi beaucoup de temps attendre que les donnes arrivent. La premire tape pour rsoudre ce problme a donc consist acclrer cette mmoire vive. Larrive des barrettes EDO, SDRAM et Rambus permet den augmenter nettement les possibilits, mais sans totalement rsoudre ce problme.
Nom Type Emplacement Fonction Mmoire vive DRAM Carte Mre Mmoire principale du PC. Sa taille varie gnralement entre 32 et 264 Mo pour les PC courants, mais pourrait monter jusqu plusieurs Go. Sa vitesse oscille entre 50 et 70 ns. Cest ici que sont stockes toutes les informations Cache Level 2 (L2) SRAM Carte Mre, carte SEC ou encore inclus dans le CPU Cette mmoire a une vitesse situe entre 8 et 20 ns pour une taille comprise entre 256 ko et 2 Mo. Sa position varie selon le processeur utilis. Cache Level 1 (L1) SRAM CPU Dune taille comprise entre 8 et 128 ko, cette mmoire est toujours place dans le processeur. Elle est souvent appele cache interne ou registres


1.8.3. La mmoire cache

Dans un ordinateur rcent, le processeur est gnralement le plus rapide. Il peut ainsi traiter une quantit dinformation extrmement consquente par seconde et donc rpondre dans un dlai trs court toute demande. Cette situation serait idyllique sil tait approvisionn suffisamment rapidement en donnes, ce qui nest malheureusement pas le cas. En effet, les mmoires de masse, tel qun disque dur, sont beaucoup trop lentes pour garantir un dbit suffisant. La mmoire vive permet damliorer les temps daccs mais reste bien en de des possibilits du processeur.
La mmoire cache permet de corriger grandement ce problme. Compose de mmoire SRAM donc trs rapide, elle diminue les temps dattente du processeur. Malheureusement, son cot extrmement lev en empche lusage comme mmoire vive. En effet, la quantit requise placerait un PC un prix inabordable. Elle est donc utilise en petites quantits sur la carte-mre de manire apporter des gains de vitesses seulement o cela est vraiment ncessaire.
Il convient de ne pas confondre la mmoire cache physique (L1 ou L2) avec les autres sortes de caches. Une mmoire de masse peut-tre vendue avec une mmoire cache intgre. Ainsi de plus en plus de disques durs sont vendus avec de petites mmoires caches intgres, qui ont pour effet den acclrer le dbit. Dans certains cas, on parle de cache disque, tels que smartdrive (fourni avec le Dos). Il ne sagit ici que dune fonction logicielle qui permet daugmenter le dbit dun disque (dur ou CD). Le procd est simple, une partie de la mmoire vive est utilise comme tampon pour les critures sur ledit disque. Si cela permet effectivement den augmenter un peu les performances, cest au dtriment de la mmoire utilisable.


1.8.4. Fonctionnement

La mmoire vive fonctionne gnralement la frquence de la carte mre, qui, depuis le 486DX2, est infrieure celle du processeur. Sa lenteur ainsi que la diffrence de frquence oblige ce dernier patienter sur la mmoire vive. Ainsi de nombreux cycles sont perdus sans raison valable. La mmoire cache Level 2 vient donc se placer entre ces deux lments. Plus rapide que la mmoire vive, elle offre des temps de rponse acceptables pour le processeur. Le but est que le processeur nait jamais demander une donne directement la mmoire vive, il doit pouvoir la trouver dans la mmoire cache.
Pour quun tel systme fonctionne, il est vident que la mmoire cache doit tre alimente en donnes par la mmoire vive avant que le processeur ne formule une demande. Le cache fonctionne donc par anticipation technique jamais totalement parfaite. Grce un algorithme complexe, il va dposer dans le cache les donnes que le CPU devrait demander aux prochains cycles. Et cela savre juste la plupart du temps, le pourcentage de russite tend le prouver. Lorsque les valeurs rsultantes sont retournes par le processeur, le circuit inverse est utilis. Les valeurs sont crites dans la mmoire cache, puis lorsque les ressources sont faiblement occupes, dans la mmoire vive.
Le cache Level 1 est situ dans le processeur. A linstar du cache Level 2, il sert aussi de mmoire tampon entre un lment lent et un plus rapide. Le plus lent est videmment la mmoire cache L2, alors que le rapide est le processeur.
Le graphique prcdent illustre bien les diffrences de vitesse entre les diffrents composants. Une configuration quipe dun Pentium 200Mhz est reprsente dans cet exemple.
N Elment Frquence (Mhz) Vitesse Type de mmoire 1 Disque dur - 12ms Masse 2 Mmoire vive 66Mhz 60ns DRAM 3 Cache L2 66Mhz 10ns SRAM 4 Cache L1 200Mhz 8ns SRAM 5 Processeur 200Mhz -


1.8.5. La mmoire vive

La mmoire vive est la mmoire principale du PC. Toutes les instructions devant tre traites par le processeur y transitent. Sans cette mmoire, le fonctionnement mme de lordinateur est impossible, le PC refusant de dmarrer. La taille de mmoire vive a une grande importance sur le fonctionnement efficace de lordinateur. Un PC ne disposant pas dau moins 32 mgaoctets (32Mo) sera incapable de faire fonctionner correctement Windows. 64 Mo permettent un usage correct dun ordinateur destin la bureautique sous Win 98.
La quantit de mmoire peut gnralement tre augmente facilement. Pour cela, il convient de tenir compte du type de mmoire utilise, de la carte mre et des disponibilits des fournisseurs.
Augmentation de la mmoire
La faon dont est dispos la mmoire dans votre PC dpend beaucoup la gnration de ce dernier. Il est rare que la mmoire soir compose de barrettes SIMM ou DIMM indpendantes les unes des autres. En effet, le bus dadressage du CPU fixe le nombre de barrettes devant tre utilises simultanment. Par exemple, un Pentium possdent un bus dadressage de 64 bits. Ainsi, 2 barrettes de 32 bits devront tre utilises simultanment.
Lensemble des supports devant tre adresss simultanment sappelle une BANK. Un PC actuel propose gnralement entre 2 et 4 Bank, numrotes partir de 0. Lusage de celle-ci est rgi par un certain nombre de rgles.
Tous les supports dune Bank doivent tre remplis sous peine de ne voir aucun des supports reconnus.
Ne jamais placer des barrettes de mmoires de diffrentes capacits au sein dune mme Bank.
Toutes les barrettes dune Bank devront avoir la mme vitesse.
De plus veillez toujours vrifier dans le manuel de la carte-mre quelles sont les combinaisons de mmoires possibles.
Prenez garde a ne jamais tenir une barrette de mmoire par les contacts (dors ou argents), cela pourrait en altrer la qualit.
Attention llectricit statique, la mmoire est bien llment le plus sensible ce genre de contrainte. Le port dun bracelet anti-statique nest pas requis, il suffit de vous mettre la terre en touchant un lment mtallique.
Lors de linsertion dune barrette, commencez par en reprer le bon sens. Un de ses cts possde une encoche qui sert de dtrompeur. La barrette doit pouvoir sinsrer quasiment tout seul dans le support.
La mmoire FPM (Fast Page Mode)
Dsormais dpasse, elle quipait la plupart des 386 et des 486. Disposant dun temps daccs de 70 ns ou 60 ns, cette dernire offre des performances inacceptables pour toute machine dont la vitesse du bus est suprieure 66 Mhz ( Pentium, Pentium Pro,...).
La mmoire EDO (Extended Data Out)
Ce type de mmoire, qui se prsente gnralement sous la forme dune barrette SIMM de 72 pins, est utilisable par tous les PC de la gamme Pentium dots dun chipset Triton ou plus rcent. Le principe utilis par la mmoire FPM perd toute efficacit si le processeur travaille trop vite (vitesses suprieures 33 Mhz ). Cest l quintervient la mmoire EDO. En effet, elle intgre un jeu de cellules mmoire la sortie qui contient les donnes qui vont tre demandes par le processeur. Il sagit, en quelque sorte, dune mmoire cache intgre la mmoire vive. Ce type de mmoire a gnralement un temps daccs de 60 ou 50 ns. Pour des raisons de performances et stabilit, la mmoire EDO et FPM ne doivent pas tre utilises simultanment.
La mmoire BEDORam (Burst EDO)
Au-dessus de 66 Mhz, il sera prfrable dutiliser de la Burst EDORAM (mode rafale). Ce type de mmoire sous-entend que le processeur va demander les donnes stockes aux prochaines adresses. Elle en charge alors quatre automatiquement en un cycle dhorloge.
La mmoire SDRAM (Synchronous Dram)
Depuis lapparition des processeurs DX2, il existe une diffrence de vitesse entre le processeur et la carte mre. La mmoire tant place sur cette dernire, il nest pas rare quelle soit jusqu 3 fois plus lente que le CPU. La SDRAM prsente lavantage de fonctionner la mme frquence que le processeur. Ainsi, elle est mme danticiper ses demandes et doffrir un temps de rponse minimum.
La mmoire MDRAM (Multibank DRAM)
Propose par la socit MoSys, il sagit dune mmoire SDRAM amliore de manire permettre un accs rapide avec une large bande passante. La mmoire MDRAM est synchronise 333 Mhz et peut fournir un dbit de 666 Mbytes/s. On peut imaginer celle-ci comme un ensemble de blocs de mmoire de 32 ko indpendants. Chacun disposant dune interface propre de 32 bits. Ils sont relis ensemble laide dun bus commun.

La mmoire DDR-SRAM
Afin daugmenter le dbit de la mmoire, la mmoire DDR-SRAM est capable de transfrer des donnes sur les courbes montantes et descendantes du signal. Cette technologie est appele Double Data Rate (DDR) permet des transferts de lordre de 1,03 Go/s. La mmoire de type DDR-SRAM ou SRAM II a t accepte comme standard par huit grands fabricants (Samsung, Nec, Toshiba,...)
La mmoire SLDRAM
Le standard SLDRAM est un nouveau standard ouvert, libre de royalties propos par SyncLink, un consortium regroupant les principaux constructeurs de DRAM. Ce standard est trs proche des mmoires de type RDRAM proposes par Rambus. La SLDRAM propose un double bus de donnes 200 Mhz, 16 bits et orient paquets. Il permettrait des dbits de lordre de 800 Mo par secondes.
La mmoire Rambus
Rambus propose une toute nouvelle approche de la mmoire actuelle. Pour eux, la mmoire nest pas seulement une barrette ou une puce, mais un systme complet. Cest effectivement le seul moyen dobtenir une mmoire efficace et cohrente. La technologie Rambus est proche des rseaux topologie bus ou des chanes SCSI. A la base se trouve un contrleur charg de piloter lensemble. Il alimente un bus haute vitesse, o la mmoire est connecte en srie. Le tout tant termin par une rsistance le terminateur. Tout cela permet datteindre une frquence de 800 Mhz et des dbits calculs de lordre de 1,6 Go par secondes. Les informations de contrles sont transmises via des lignes ddies, spares des lignes de donnes. Les donnes sont mises sur les crtes ascendantes et descendantes du signal dhorloge.


1.8.6. Les supports mmoires

La forme sous laquelle se prsente la mmoire est un lment aussi important que la technologie utilise. En effet, chaque carte mre propose un certain nombre de support un format donn. Cest donc cet lment qui dfinit les possibilits dextension de la mmoire. Gnralement, les supports prsents permettent daccder aux formats les plus courants du moment. Mais si vous voulez absolument acqurir le dernier cri en matire de mmoire, il est souvent ncessaire denvisager aussi un changement de carte mre.
Les barrettes SIP
Les barrettes SIP (Single In-Line Package) sont tombes en dsutude depuis un certain temps dj. Elles se prsentaient sous forme dune barrette avec des broches insrer dans un compartiment rcepteur. Ces barrettes avaient soit une valeur de 256 ko, soit de 1 Mo. Leur seule utilisation actuelle est celle de mmoire pour certaines carte graphique. Leur fragilit est lune des raisons de son faible succs, en effet, une patte pouvait tre trop facilement plie ou casse.
Les barrettes SIMM 8bits / 30 pins
La mmoire SIMM (Single In-Line Memory Module) de 8 bits se prsente sous la forme dune barrette denviron 8.5 cm de long, sur laquelle sont fixs des composants lectroniques. Elle est aussi souvent appele barrette SIMM 30 pins. On les place dans des connecteurs groups par deux (386SX) ou quatre (ds le 386DX), gnralement les cartes mres comportent deux bank (bank 0 et bank 1). Une bank doit imprativement tre utilise dans son intgralit. Ces barrettes peuvent avoir une valeur de 256 ko, 1 Mo ou 4 Mo. Chaque barrette a une encoche dans langle infrieur gauche qui sert de dtrompeur, vitant ainsi de la monter lenvers.
Les barrettes SIMM 32bits / 72 pins
La mmoire SIMM de 32 bits (appele aussi SIMM 72 pins) se prsente aussi sous la forme dune barrette, mais plus longue que les 8 bits (environ 10.5 cm). Au niveau des valeurs, les SIMM 32 bits disponibles sont de 1 Mo, 2 Mo, 4 Mo, 8 Mo, 16 Mo, 32 Mo et 64 Mo. Ces barrettes sont surtout utilises les Pentium, ainsi que sur les carte-mres 486. Les barrettes SIMM 32 ont deux dtrompeurs, une encoche dans le coin infrieur gauche (comme les SIMM 8 bits) et une encoche arrondie au centre de la barrette. Il nest pas rare de trouver ces barrettes avec des composants sur les deux faces. Les barrettes SIMM32 ont 72 connecteurs sur chaque face, mais ils sont lis entre eux. Ainsi, le connecteur 1 de la premire face est quivalent au premier de lautre face.
Les barrettes DIMM
Les barrettes DIMM (Dual In-Line Memory Module) sont dsormais supportes par la plupart des PC rcents.
Actuellement utilises uniquement pour la mmoire SDRAM, elles se prsentent sous la forme dune barrette longue de 13,3 cm. Adapte aux Pentiums, elles sont composes de 64 bits (72 avec contrle de parit), on les appelle communment DIMM 168 pins. Une barrette DIMM a 84 connecteurs sur chaque face, mais chacun est indpendant. Ces barrettes sont disponibles en 5 et en 3,3 V.
Les barrettes RIMM
Les barrettes RIMM (Rambus In-Line Memory Module) sont nes de la spcification Rambus, cre par la socit du mme nom. Si elles sont mcaniquement compatibles avec les barrettes DIMM , elles ne le sont pas lectriquement. Inutile donc dessayer de les placer dans un support DIMM et den esprer le bon fonctionnement. Ces barrettes prsentes la particularit dtre lue en ligne. En effet, les donnes entrant sur un ct de la barrette, traverses les composants mmoires et ressortent de lautre ct. La notion de Bank chre aux DIMM, nest pas applicables aux RIMM. Les barrettes sont toujours groupes par trois mais des "continuity modules" peuvent tre utilises. Peu coteuses, ces barrettes sans mmoire ont pour unique fonction dassurer la continuit du bus de donnes.
Les circuits DIP
Les Circuits DIP (Dual In-Line Package) ne sont actuellement plus utiliss comme mmoire vive, mais plutt comme mmoire cache. Ils sont facilement reconnaissables leur double ligne de broches. Lorsquils faisaient office de mmoire vive, une carte mmoire insre dans un slot propritaire ou une carte-mre particulire tait ncessaire. En effet, leur faible capacit (64 ko ou 256 ko) obligeait en disposer un nombre considrable pour atteindre un minimum de 640 ko de mmoire vive. Ce type de circuit est aussi utilis pour les BIOS. Ils existent sous forme de PROM , EPROM, EEPROM.Une encoche arrondie sur la face suprieure permet dinsrer le circuit dans le bon sens. En effet, une marque identique est prsente sur le support




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1.9. Le clavier et lalimentation



1.9.1. Le clavier

Unit part entire, le clavier est reli lunit central par un cble ralisant la jonction lectrique du systme. Le micro-ordinateur est dot dun clavier qui regroupe tous les circuits de commande et de gestion, ce qui le rend totalement autonome et libre le microprocesseur du micro de certaines tches de gestion longues et fastidieuses.
LE CODE CLAVIER (SCAN CODE) :
Le clavier des micro-ordinateurs diffre des claviers classiques des terminaux vidos par le fait quil ne transmet pas de caractre ASCII. Il envoie des valeurs appeles scan code de touche, chaque touche tant rfrence par un numro. Lorsquune touche est presse, le microprocesseur du clavier transmet lunit centrale son scan code de touche correspondant. Lorsque la touche est relche, le processeur du clavier transmet le mme scan code de touche auquel il ajoute la valeur + 128.
Lordinateur ne connat videmment pas linscription porte sur chaque touche, qui dailleurs varie selon les pays. A chaque frappe dune touche, un code clavier est envoy au processeur central. Ce code est traduit par le systme. Cette mthode permet de dvelopper des pilotes de clavier dans des langages diffrents, comme ceux mis notre disposition dans le DOS. Les touches du clavier sont toujours les mmes, mais leurs codes sont traduits diffremment.
FONCTIONNEMENT
Le clavier du P.C. est dot de son propre microprocesseur , assumant une srie de fonctions complmentaires :
  • le diagnostic de vrification la mise sous tension de la configuration ;
  • la prise en compte des scan code associs aux touches du clavier ;
  • la gestion dun tampon de clavier (Buffer) permettant de mmoriser jusqu 32 caractres ;
  • la gestion de communication bidirectionnelle lors du transfert de chaque token de touche
Les signaux changs sont de trois types ;
  • les donnes proprement dites ;
  • le signal de validation mis par lunit centrale ;
  • le signal de demande daccs mis par le clavier (IRQ).
CONNECTEUR DU CLAVIER
CABLE POUR COMPATIBLE P.C., XT, AT.
PIN # NOM DU SIGNAL VOLTAGE 1 Keyboard clock + 5volts DC (signal) 2 Ground 0 3 Keyboard datat + 5volts DC (signal) 4 Power supply + 5volts DC 5 Non connect
CONNECTEUR CLAVIER ATX


1.9.2. Lalimentation

On peut dire que lalimentation est le cur de lordinateur, car sans elle rien ne fonctionne. Elle fait presque toujours partie intgrante du botier, mme si on achte celui-ci sparment. Elle est quipe dun ventilateur dont le rle consiste viter toute surchauffe en vacuant lair de lintrieur vers lextrieur du botier.
Les alimentations des ordinateurs ne sont ni plus ni moins que des transformateurs qui abaissent dans un premier temps la tension du secteur de 220 volts en tension acceptable par les circuits. La tension de fonctionnement doit pouvoir varier entre 220 volts et 230 volts.
Tension continue
Lalimentation transforme les 220 volts du secteur en + 5 volts et + 12 volts par lintermdiaire de ponts redresseurs et de composants servant stabiliser ces tensions.
Les + 5 volts sont destins aux circuits de lordinateur , alors que les + 12 volts servent alimenter les moteurs des lecteurs de disques .
Lalimentation de la carte-mre AT
Elle est compose de deux connecteurs plats de 6 fils chacun (P8 et P9). Ils sont branchs sur la carte mre. La broche 1 (Pin 1) est la plus proche de larrire de lordinateur. Ils fournissent un voltage de 5 v ou 3,3 v en fonction du modle de carte mre. Ces connecteurs ne disposent pas de dtrompeurs, mais ils doivent tout prix tre placs fils noirs au centre. Toute fausse manipulation pourrait endommager dfinitivement la carte mre ainsi que les divers composants y tant connects.
Tous les connecteurs venant de lalimentation comportent quatre conducteurs :
  • un jaune (tension + 12 volts) ;
  • un rouge (tension + 5 volts) ;
  • deux noirs (fils tant mis la masse).
Le signal Power Good
La plupart des alimentations intgrent un systme dauto test. Celui-ci a pour but de tester ses composants internes ainsi que la puissance du signal convertit. Ce procd se base sur un signal thorique de + 5 volts et contrle la valeur relle de celui-ci. Sil nest pas suprieur + 6 volts ou infrieur + 3 volts, un signal appel Power Good sera mis. Ce dernier est reu, sur la carte mre, par le Timer Chip qui contrle le Reset. En son absence, ce composant met le processeur en reset permanent, ce qui empche le PC de dmarrer. Dans ce cas, seule lalimentation semble fonctionner, on appelle communment cet tat le "mode protection".
Puissance de sortie
Consommation approximative par slot Type de Bus +5V +12V +3.3V ISA 2.0 0.175 nc EISA 4.5 1.5 nc VLB 2.0 nc nc 16 Bit MCA 1.6 0.175 nc 32 Bit MCA 2.0 0.175 nc PCI 5 0.5 7.6 La puissance de sortie des alimentations (en Watts) a t progressivement augmente en raison du nombre croissant de priphriques dont lalimentation est assure par le bloc de lordinateur. Le premier P.C. possdait une alimentation de 65 W. Ceci suffisait largement ses deux lecteurs de disquette. Plus tard, les XT ont t quips dalimentation de 135 W afin de pouvoir faire tourner deux moteurs de disques durs.
Le moniteur ou un autre priphrique (imprimante) peut avoir la mme alimentation, condition toutefois quun connecteur AD HOC soit prsent. Les ATX sont aujourdhui quips en srie dalimentation de 250 350 watts. Cette puissance suffit amplement alimenter toutes les extensions imaginables ainsi que lcran.
Tolrance
La plupart des alimentations actuelles ne sont pas conues pour filtrer ou redresser les dfauts de courants. Malgr cela, elles admettent une certaine tolrance, variable selon les constructeurs. En fait, on peut sparer les alimentations en deux catgories : celle de haute qualit et les autres. Le haut de gamme est conu pour supporter une beaucoup plus faible variation. Le tableau ci-dessous vous donne les valeurs couramment admises :

Basse qualit
(en Volts)

Haute qualit
(en Volts)
Min Max Min Max 5V 4.5 5.4 4.75 5.25 12V 10.8 12.9 11.4 12.6 -10% +8% -5% +5% Format ATX
Intel a rcemment publi la spcification ATX 2,01 qui rgit la forme des cartes mres, du botier ainsi que les fonctionnalits des alimentations. Celle-ci inclut les points suivants :
Repositionnement du ventilateur Le ventilateur doit tre dispos de manire prendre lair extrieur au PC et le projeter directement sur le processeur. Nouveau connecteur Les anciens connecteurs dalimentation de la carte mre sont abandonns au profit dun nouveau modle 20 pins. Un second connecteur optionnel de 6 pins peut aussi tre fourni. Il servira contrler le ventilateur (rglage de la vitesse et passage en Stand By) et fournira une alimentation pour certains priphriques IEEE-1394 qui utilisent du 8-40V. PW-OK signal Il sagit dun signal Power Good qui sous-entend que lalimentation dispose dassez dnergie pour alimenter correctement le systme (5 et 3,3V). Support APM Intgre lAPM (Adavnced Power Management) qui inclut les modes Stand By et Sleep Dans ce cas, le ventilateur de lalimentation peut tre ralenti voir stopp. La consommation lectrique va alors sen ressentir de manire significative. Lalimentation de la carte-mre ATX


Pin 1 fil orange Signal Power Good
Pin 2 fil rouge + 5 volts P8 Pin 3 fil jaune + 12 volts
Pin 4 fil bleu - 12 volts
Pin 5 fil noir Masse
Pin 6 fil noir Masse
- -
Pin 7 fil noir Masse
Pin 8 fil noir Masse P9 Pin 9 fil vert - 5 volts
Pin 10 fil rouge + 5 volts
Pin 11 fil rouge + 5 volts
Pin 12 fil rouge + 5 volts La figure ci-dessus dtaille les PINs dun connecteur dalimentation ATX.



1.10. Les lecteurs de disques



1.10.1. Les lecteurs de disquettes

Introduction
Les lecteurs de disquettes (ou FLOPPY) sont actuellement les supports amovibles de mmoire de masse de petite taille les plus rpandus. En effet, il nexiste aucun PC qui nen possde pas au moins un, si ce nest certaines stations rseau. Malgr leur petite capacit et leur fragilit, les disquettes sont un standard
Les disquettes
Une disquette nest autre quun disque en mylar (plastique ayant une trs bonne stabilit dimensionnelle) recouvert doxyde magntique sur toute sa surface.
Cette disquette tourne dans une pochette plastifie revtue intrieurement dun matriaux "lubrifiant " et "antistatique".
La vitesse de rotation relativement importante, qui est de 300 tours par minute rend cette prcaution indispensable pour ne pas conduire une dgradation trop rapide du disque et de son revtement.
Le disque est plac dans une enveloppe en plastique rigide qui le protge des chocs, de la poussire et des agressions diverses.
Fonctionnement
Un lecteur de disquette est un appareil relativement simple, mcaniquement parlant. Lorsquune disquette est introduite dans le lecteur, son volet mtallique est automatiquement dplac afin que les ttes de lecture criture puissent accder la surface magntique. Celles-ci converties les donnes binaires en pulsion lectromagntique lors de lcriture, et inversement lors de la lecture.
Un lecteur se compose tout dabord dun moteur dentranement de la disquette. Il peut tre relgu dans un coin du chssis et entraner la disquette. Il est plac sous le centre de la disquette et entrane alors celle-ci directement.
Cette dernire, une fois correctement insre dans le lecteur, est mise en rotation par lintermdiaire dun ergot qui sinsre dans lencoche dentranement du moyeu. La vitesse relativement faible fait que les ttes de lecture criture ne volent pas au-dessus de la surface du disque, mais sont en contact avec elle.
Les ttes se dplacent davant en arrire grce au dplacement du chariot entran par un moteur pas pas.
Ce chariot est solidaire du mcanisme de positionnement des ttes qui doit tre dune trs grande prcision et qui peut tre :
  • systme vis hlicodale ;
  • bande mtallique tendue ;
  • crmaillre.
Le chariot porte ttes est guid par un ou deux rails cylindriques sur lesquels il est tir ou pouss par le mcanisme de positionnement. Du fait de la prcision quasi parfaite du positionnement obtenu, ce moteur est toujours du type pas pas.
Un moteur pas pas tourne dun certain angle chaque fois quil reoit une impulsion lectrique. Chaque impulsion provoque donc le dplacement des ttes de la distance sparant 2 pistes.
Pour dtect la piste 0, on utilise soit un mini rupteur soit un couple diode phot transistor. Ce dernier a pour fonction de signaler llectronique du lecteur lorsque le chariot porte tte se trouve dans la position la plus loigne du centre de la disquette, position qui correspond la piste 0 et dont la dtection est fondamentale.
Tous ces lments sont monts sur un chssis en alliage moul ou coul sous pression, muni de nervures de renfort afin den assurer une bonne stabilit dimensionnelle .
Manipulation des disquettes
La manipulation des disquettes doit suivre certaines rgles trs strictes. Si cela nest pas fait, le risque de perdre des donnes est grand. Dans chaque bote de disquette, on trouve un petit mode demploi illustr qui rsume parfaitement les diverses choses ne pas faire.
  • Ne jamais approcher une disquette dune source magntique (aimant, etc..). Les donnes sont elles-mmes inscrites sur la disquette sous forme magntique.
  • Ne jamais laisser une disquette dans des conditions de temprature difficiles. En effet, elle pourrait gondoler, avoir de la condensation.
  • Toujours remettre une disquette labri aprs lusage ( tui, bote, .. ). Et surtout prendre garde la poussire, ne jamais toucher le disque lui-mme.
  • Ne jamais plier une disquette ou la poser dans un endroit o cela pourrait tre fait involontairement. Le risque existe aussi sur une disquette 3.5", la partie mtallique pourrait tre fausse.
Montage dun lecteur de disquette
Vous utilisez un cble de connexion standard, dot de fils croiss entre les deux connecteurs des lecteurs, en branchant le repre du cble du cot de lalimentation. Si le connecteur est lenvers, la led du lecteur va rester allume en permanence, ou au contraire, ne va pas sallumer du tout.
Un lecteur peut tre mont horizontalement ou verticalement, mais jamais lenvers. En effet, dans cette position, le poids des ttes de lecture peut provoquer des erreurs dcriture ou de lecture.
Ensuite vissez correctement le lecteur, en utilisant au minimum quatre vis. Rappelez-vous que pour jecter une disquette, vous appliquez un effort sur le lecteur lui-mme, il serait ennuyez quil recule dans le PC.


1.10.2. Les disques durs

Gnralits
Le disque dur est la mmoire de masse la plus rpandue dans les PC depuis plusieurs annes. Son fonctionnement est trs proche de celui dun lecteur de disquette. En effet, on y retrouve les principaux composants (ttes de lecture, moteur, ...). Afin de proposer une capacit nettement accrue, un certain nombre de points ont ts revus. En premier lieu, le disque est hermtiquement ferm dans le but dempcher toute salets de gner la lecture. Ensuite, les plateaux sont rigides. Un cache est souvent intgr afin daugmenter les performances gnrales du disque.
Loffre actuelle diffre sur diffrents points :
  • la capacit totale du disque,
  • linterface (IDE, SCSI, ...),
  • le format,
  • les performances.
Le botier
Un disque dur se prsente sous la forme dun botier rectangulaire qui possde un circuit imprim et diffrents composants sous sa face infrieure. La face arrire comporte gnralement deux connecteurs :
  • linterface,
  • le connecteur dalimentation lectrique.
Entre eux ou sur la face infrieure du disque sont disposs plusieurs jumpers permettant de paramtrer le disque dur.
Diffrents formats sont proposs :
  • le plus rpandu est le format 3,5 " que lon rencontre dans les PC courants. Il a la mme taille que les lecteurs de disquette du mme nom.
  • Le format 5,25", nettement plus gros, avait tendance disparatre ces dernires annes. Mais certains constructeurs lont remis au got du jour. Il permet en effet de proposer des disques durs moindre cot car la mcanique a nettement moins besoin dtre miniaturise que dans le format 3.5". De plus, de nombreux botiers Tower ou mini-tower possdent des logements libres ce format.
  • Afin dquiper les portables, le format 2 " est disponible depuis peu. Gnralement, le connecteur de donnes fait aussi office dalimentation lectrique dans le but de rduire la taille au maximum.




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1.10.3. Caractristiques techniques dun disque dur

La capacit
Cest certainement la capacit qui constitue la caractristique la plus intressante dun disque dur. Elle indique en effet quel volume de donnes peut tre stock sur ce disque dur. La capacit dun disque dur dpend elle-mme de diffrents lments. Lun de ces lments est bien sr le nombre de disques tournant dans lunit de disque dur. Le procd de codage utilis en est un autre. La capacit totale dune unit rsulte de la conjonction de ces deux lments. La premire unit de disque dur installe sur un P.C. possdait une capacit de 10 Mo, alors que les disques durs sont actuellement le plus souvent dune capacit de 2GMo 20 Go et quon trouve sans peine des disques durs dune capacit suprieure.
Lordinateur ne peut malheureusement pas accepter nimporte quelle capacit. La raison rside dans le BIOS de lordinateur. Si vous travaillez avec un AT ou avec une machine compatible, par exemple avec un 386. le BIOS en ROM comporte en effet une table dans laquelle sont inscrit tous les types de disques durs soutenus par celui-ci. Seuls, ces lecteurs peuvent tre utiliss sans logiciel dextension. Si lordinateur a dj quelques annes, il ne soutient gnralement pas les disques durs dune capacit suprieure 520 Mo. Mais que cela ne vous alarme pas : si le BIOS de lordinateur ne soutient pas le disque dur voulu, vous pouvez nanmoins utiliser nimporte quel disque dur laide dun logiciel appropri.
Le temps daccs moyen
Il indique le temps qui scoule normalement jusqu ce que nimporte quelle information puisse tre trouv sur le disque.
Le temps daccs moyen est indiqu en milliseconde (ms = millimes de seconde). Un disque dur dont le temps daccs moyen est de 28 ms trouvera donc en moyenne linformation voulue en 28 millisecondes.
Ce concept ne doit pas tre confondu avec le temps de latence moyen. Le temps de latence moyen indique la dure pendant laquelle le disque attend avant de lire un bit donn. Le Temps de latence moyen est en gnral de 8,4 ms (temps dune demi rotation 60 tours par seconde).
La vitesse de transmission des donnes
La vitesse de transmission des donnes dfinit trs exactement combien de donnes peuvent tre transmises du disque dur la mmoire pendant une unit de temps. Avec le temps daccs moyen, ce paramtre reprsente donc galement un lment important pour apprcier les performances dun disque dur. Un disque dur qui retrouve trs rapidement les informations voulues sur le disque ne prsentent gure dintrt si ces informations sont ensuite transmise la mmoire une " vitesse descargot ". Un disque dur ne peut tre vraiment exploit une vitesse leve qu condition, non seulement que les donnes soient lues rapidement, mais aussi quelles puissent alors tre transmises au moins aussi rapidement lordinateur.
La vitesse de transmission des donnes est indique en MBIts / secondes (1 Mbit = 1 millions de bits). On dfinit donc combien de millions de bits peuvent tre changs en une seconde entre le disque dur et la mmoires. La vitesse de transmission des donnes dpend non seulement du disque dur, mais aussi du procd denregistrement utilis, cest--dire de linterface (du contrleur).
Rangement automatique des ttes (auto parking)
Lorsquun disque dur nest plus aliment en courant lectrique, cest--dire une fois que la machine a t teinte, les disques sarrtent de tourner. Les ttes de lecture/criture se trouvent alors places "quelque part" au-dessus de la surface du disque. A la suite de chocs, la tte de lecture/criture pourrait donc entrer en contact avec la surface du disque, ce qui entranerait une perte de donnes.
Mais il y a aussi danger lors de la mise en marche de lordinateur : les pointes de tension causes par la mise en marche pourraient magntiser inopinment, et donc dtruire certaines parties du disque dur.
Cest pourquoi les disques durs sont dots dun mcanisme de rangement automatique, qui, aprs larrt de lordinateur, range automatiquement les ttes de lecture criture un endroit o elles ne peuvent causer aucun dommage direct, ni par contact, ni lors de la mise en marche. Ce mcanisme repose sur lastuce suivante : lorsque lordinateur est arrt, le disque dur continue tourner un certain temps, avant de simmobiliser dfinitivement. Ces rotations supplmentaires sont utilises pour produire un courant lectrique suffisant pour actionner le moteur pas pas afin quil amne la tte de lecture/criture dans la zone de rangement.


1.10.4. Architecture interne dun disque dur

Le disque dur peut tre compar une disquette. Le disque est en gnral fabriqu en aluminium. Il est ensuite recouvert dune couche magntique qui est destine enregistrer les informations. Cette couche magntique a une paisseur denviron 0,00005 0,0002 microns.
La couche magntique est applique sur le "disque" lui-mme qui est normalement en aluminium. Cette plaque daluminium est circulaire, impliable et beaucoup plus paisse que la couche magntique du disque.
Le disque lui-mme tourne en permanence une vitesse de 3600 7200 tours par minute. Contrairement la disquette, le disque dur tourne en permanence et une vitesse constante, la marge tolre nexcdant pas 0,5 % (ce qui correspond 18 tours/minute) . Le fait que le disque dur soit en rotation permanente prsente le grand avantage quil nest pas ncessaire de le "mettre en route" chaque fois quon veut le lire ou y crire. Le temps ainsi gagn lors du travail sur le disque dur est considrable.
Le voyant qui, sur la plupart des ordinateurs, sert signaler que le disque dur est en train de travailler, nindique donc pas que le disque dur est en train de tourner, mais plus prcisment que la tte de lecture criture du disque dur est en train de se dplacer et que des donnes sont actuellement en train dtre transmises de lordinateur au disque dur ou du disque dur lordinateur.
Architecture du disque dur
On ignore souvent que la plupart des disques durs se composent, sur le plan interne, de plusieurs disques. Ces disques sont en gnral appels des plateaux. Le nombre de plateaux que comporte un disque dur dpend de sa capacit et de sa conception. Les faces de chaque disque, comme celles dune disquette, sont recouvertes dune couche magntique.
Sur chaque plateau sont graves magntiquement des pistes, quon peut reprsenter par des cercles concentriques. Elles sont numrotes, la piste 0 tant situe vers le bord extrieur. Le nombre total de pistes dpend du disque.

Un cylindre est constitu par toutes les pistes superposes de mme ordre qui se prsente simultanment sous les ttes de lecture criture. Le nombre de cylindre dpend galement du type de disque.
Lintrt du cylindre est rendu vident par la figure ci contre. Toutes les ttes sont simultanment positionnes sur le mme cylindre : par consquent, il est plus rapide de lire ou dcrire sur les mmes pistes des plateaux superposes plutt que de dplacer les bras.
Lunit doccupation logique dun disque dur nest pas le secteur comme sur une disquette, mais un groupe dun certain nombre de secteurs, appel bloc (cluster).
Les ttes de lecture criture
A chaque face du disque correspond une tte de lecture criture qui crit sur la matire magntique ou la lit. Les ttes de lecture/criture dun disque dur nentrent jamais en contact avec le revtement magntique des plateaux, alors que cela se produit en permanence sur la disquette. Du fait de la rotation permanente et rapide du disque dur, chaque tte de lecture/criture plane une hauteur denviron 0,0005 mm au-dessus de la surface du disque. Cela est d un coussin dair engendr par la rotation de lensemble et qui empche tout contact entre la tte de lecture criture et la surface du disque. Ce coussin dair est appel effet de BERNOULLI du nom de celui qui a dcouvert ce principe.
Si une tte de lecture/criture entre malgr tout en contact avec la surface du disque dur, la tte "atterrit" sur le plateau. La tte de lecture/criture dtruit la matire dont est revtue la surface du disque et donc les informations sauvegardes sur le disque. Suivant les informations qui ont t dtruites, il nest pas rare que la totalit des informations du disque soient ainsi perdues dun coup.


1.10.5. Anatomie dun disque dur

Les dimensions du disque dur sont aussi rduite que possible, car les disques remplissent pratiquement tout lespace disponible. Le disque dur se compose seulement de quelques parties mobiles, qui doivent naturellement tre aussi rsistantes lusure et aussi fiable que possible.
Nous trouvons au centre laxe du disque dur. Laxe est reli au moteur dentranement du disque dur. Il entrane les plateaux superposs. Une fois que lensemble a atteint sa vitesse de croisire, ils tournent une vitesse constante de 3600 tours minute. On reconnat aussi aisment le peigne, bien que seul la tte de lecture/criture du haut soit visible.
Nous nous rendons parfaitement compte que la tte de lecture/criture nest pas dplace uniquement verticalement comme sur un lecteur de disquette. Lors dun changement de piste, elle se dplace en diagonale au-dessous du disque, par un effet de levier, un dplacement infime un bout suffit placer la tte de lecture criture lautre bout. Le contrle doit tre extrmement prcis pour que ces dplacements soient fiables. Dans langle infrieur droit du lecteur, nous reconnaissons un petit cylindre qui est reli au bras infrieur du peigne. Les rotations de ce cylindre permettent de dplacer le peigne en avant ou en arrire.
Nous voyons immdiatement en dessous de la tte de lecture/criture les canaux de donnes. Il sagit dun cble souple qui suit en permanence les mouvements du peigne. Le voyant de contrle signale lorsque des donnes sont transfres en provenance ou en direction du disque dur.
Llectronique de contrle dun lecteur de disque dur est plus dvelopp et plus complexe que sur un lecteur de disquette. Alors que llectronique dun lecteur de disquette "se *******e" de positionner la tte de lecture/criture et de raliser lchange des donnes, llectronique dun disque dur possde les moyens de corriger delle-mme les erreurs de lecture les plus simples. Cette mthode, appele ECC (Error Checking and Correction), permet ainsi de corriger sur place certaines erreurs de lecture simple. Les informations crites sont en effet immdiatement relus pour tre contrles par comparaison entre la valeur effective et la valeur voulue.


1.10.6. Prparer un disque dur

Le Partionnement
Une fois le disque dur install dans le micro, la prochaine tape ncessaire est ce quon appelle le partitionnement du disque dur. Cette tape ne doit tre effectue que si le disque dur na pas encore utilis, car le partitionnement dtruit totalement les donnes qui peuvent figurer sur un disque dur. Le partitionnement consiste diviser un disque dur en plusieurs zones diffrents, quon appelle elles-mmes des partitions. Chaque zone est totalement autonome et ne peut tre utilise que par un seul systme dexploitation.
Chaque partition est compltement ferm, cest--dire que le systme dexploitation A, qui travaille avec la partition A du disque dur, ne peut pas accder aux donnes de la partition B, qui, leur tour, ne peuvent tre utilises que par le systme dexploitation B. Cette sparation est non seulement souhaitable mais ncessaire lorsquil sagit de travailler avec plusieurs systmes dexploitation sur un mme disque dur.

Une partition DOS (contenant le systme dexploitation DOS) peut tre de taille quelconque, en tenant compte des restrictions suivantes :
  • Jusquau DOS 3.2, une partition ne doit pas dpasser 32 Mo. De plus, un mme disque ne peut pas contenir deux partitions DOS. Par exemple, si vous utilisez un disque de 40 Mo sous DOS 3.2, vous ne pouvez pas exploiter 8 Mo sous DOS.
  • Pour le DOS standard 3.3, une partition ne doit pas dpasser 32 Mo. Cependant, un mme disque dur peut contenir plusieurs partitions DOS. Si vous possdez un disque dur de 70 Mo, vous pouvez par exemple crer 3 partitions faisant respectivement 32 Mo, 32 Mo et 6 Mo ou 30 Mo, 20 Mo et 20 Mo.
  • A partir du DOS 4.O, une partition nest plus limite par la barrire des 32 Mo. Un mme disque dur de 70 Mo peut ainsi tre utilis avec une seule partition de 70 Mo.
Le partitionnement est ralis par la commande FDISK du DOS. Lopration de partitionnement ayant malheureusement t modifie au cours de lvolution du DOS, il nous faut distinguer entre les versions du DOS jusqu la version 3.2 incluse, la version 3.3 et les versions partir de 4.0.
Lancement de FDISK
FDISK est fourni avec le systme dexploitation DOS. Il est donc disponible en permanence sur une des disquettes systme ou dans le rpertoire DOS de votre disque dur.
Mise en garde :Un partitionnement efface les donnes du disque dur de manire irrmdiable. Prenez donc toutes vos prcautions (sauvegardes, etc.) avant deffectuer le partitionnement.

Le formatage
Le formatage est la dernire tape de la prparation du disque dur. Cette opration est ncessaire pour que le DOS puisse exploiter le disque.
Le prformatage (ou formatage de bas niveau) a consist diviser le disque dur en faces, pistes et secteurs et rgler lentrelacement des secteurs (numrotation logique). Ce premier formatage tait une opration concernant le matriel, qui devait tre effectue indpendamment du systme dexploitation.



Le formatage sous DOS est plutt une prparation lutilisation du disque par le DOS. Il sagit dune opration consistant vider compltement le disque dur, vrifier que les diffrents secteurs sont valides, et enfin mettre en place les 3 zones clefs pour la gestion du disque dur :
  • la FAT,
  • le rpertoire racine,
  • la zone systme.
Lorsquun cluster (un cluster est la plus petite unit pouvant tre adresse par le DOS, aussi dsigner sous le terme GRAPP ) comporte un secteur dfectueux, ce cluster est marqu (dans la FAT) comme inutilisable. Le DOS vitera ensuite cette zone, pour se prvenir dune perte de donne. Il est frquent quun disque dur comporte plusieurs secteurs unitilisables, car cest difficile viter du fait du grand nombre de secteurs.
Lopration de formatage est effectue laide de linstruction FORMAT. Elle ne sapplique pas la totalit du disque dur, comme cest le cas lorsquil sagit de formater des disquettes, mais seulement la partition mise en place ou aux diffrents lecteurs logiques. Si un disque dur est divis en plusieurs zones, chaque partition devant tre utilise sous le DOS doit tre formate sparment.


1.10.7. Le lecteur de CD-ROM

Introduction
Le CD-ROM ( Compact Disk Read Only Mmory) nest autre quun disque compact audio amlior, utilisable en lecture seule. Sa capacit usuelle est de 650 Mo, ce qui en fait une mmoire de masse consquente, idale pour des applications multimdias, tel que les encyclopdies. Le CD pche surtout par un temps daccs trop lent pour certaines applications ncessitant beaucoup daccs disque. Au fil du temps, le dbit a augment de manire consquente, ce qui le place au niveau dun mauvais disque dur.

On trouve actuellement :
  • des CD ROM,
  • des CD inscriptible (CD-R),
  • des CD rinscritible (CD-RW),
  • des supports de plus grande capacit (DVD).
Fonctionnement

Les lecteurs CD-Rom utilisent un faisceau laser pour lire les donnes inscrites sur le disque. Ainsi, les donnes ne sont pas lues par un procd magntique, comme les disques durs, mais plutt par un procd optique.
Au centre du disque est place une surface rflchissante, qui lui donne cet aspect si caractristique. Une couche de rsine, comportant des variations sur sa surface extrieure, la recouvre. On ne peut pas parler ici de sillon, mais plutt de "trous". Le tout tant recouvert dun film plastifi qui protge ces creux, vitant ainsi que des impurets sy logent.
Le faisceau laser va frapper la surface du disque. Si aucun trou nest rencontr, le faisceau est rflchi par la surface mtallise, puis guid par un jeu de prisme jusqu un capteur photosensible.
Par contre, si un trou est rencontr, il va dvi le rayon laser qui ne pourra tre rflchi correctement. Le capteur photosensible ne recevra alors aucun signal.
Ces deux tats permettent ainsi un stockage dinformations binaire. Ces dernires sont ensuite envoyes au processeur qui les traite comme des donnes provenant dune mmoire quelconque.
Le laser proprement dit est un lment fixe qui se dplace le long du disque. En effet, il se *******e dmettre un faisceau qui est redirig et concentr par une lentille en un point prcis du CD. Cette lentille, ainsi que les prismes ncessaires la lecture, sont placs sur un chariot mobile. Ce dernier parcours de manire linaire la moiti de la diagonale du CD.
La vitesse
Un des facteurs dterminant lors de lachat dun lecteur CD-ROM est sa vitesse. Le premier lecteur simple vitesse, possdaient un dbit et un temps daccs identique un CD audio. Cette vitesse est nettement insuffisante pour une utilisation dans le domaine informatique. On trouve dsormais des lecteurs : simple, double, triple, quadruple et sextuple vitesse. Les temps daccs nont gure augment, alors que les dbits sont nettement suprieurs. Un lecteur quadruple vitesse offre dj des performances proches dun mauvais disque dur.
PERFORMANCES Type Temps daccs Dbit thorique Simple 530 ms 150 ko/s Double 280 ms 300 ko/s Triple 240 ms 450 ko/s Quadruple 200 ms 600 ko/s Sextuple 145 ms 900 ko/s Octuple 150 ms 1200 ko/s Connectique

La face arrire dun lecteur CD comporte de nombreux connecteurs. On peut les rpartir en trois catgories distinctes :
  • linterface de donnes,
  • linterface audio,
  • le connecteur lectrique.
Les connecteurs audio sont plus ou moins standardiss. On trouve gnralement une prise Jack sur la face avant du lecteur. Celle-ci pourra tre utilise pour y connecter un casque audio ou des haut-parleurs. La prise quatre broches situe sur la face arrire sert lier la sortie son du lecteur une carte son. Un cble prvu cet effet est gnralement fourni avec le lecteur
Les connecteurs de donnes existent en 4 formats :
Propritaire Dsormais abandonn, ce type de connecteur tait propre la marque. Les lecteurs CD taient alors vendus avec une carte dinterface. On distinguait trois formats : Mitsumi, Creative (Panasonic) et Sony. Si vous utilisez encore un vieux lecteur, mfiez-vous, les connecteurs propritaires taient 40 broches, exactement comme lIDE. IDE / ATAPI Cette interface est dsormais le standard le plus rpandu. Le connecteur utilis est issu des disques durs IDE soit un modle 40 broches. Un tel lecteur se connecte simplement comme un disque dur de ce type. Il convient toutefois de spcifier le rle du CD, soit MASTER ou SLAVE. Cette opration seffectue laide de Jumpers. Le dialogue avec le PC est alors tabli au travers de la norme ATAPI (AT Attachement Packet Interface). Si un disque dur rapide est utilis dans une machine, vitez de connecter le lecteur CD sur le mme cble. En effet, ce dernier pourrait ralentir le disque, voire provoquer des erreurs de lectures. Ne cherchez pas dfinir le lecteur CD dans le Bios, laissez plutt ce mode en auto dtection. Les lecteurs de cette norme ont lavantage dtre meilleur march que le SCSI, mais les performances sont moindres. SCSI Plus coteux, les lecteurs CD utilisant cette norme prsentent lavantage dtre plus performant. Sil doit tre mont dans un serveur de fichiers rseau, par exemple, votre choix se portera automatiquement sur ces modles. Pour tous les lecteurs ncessitant un dbit constant et soutenu (graveurs, ...), le SCSI est lidal. Parallle Rserve aux lecteurs externes, cette interface prsente le principal inconvnient dtre trs lente. Les drivers
A linverse des disques durs, les lecteurs CD doivent tre grs par un pilote logiciel (driver), quelle que soit linterface utilise. Sous Dos, ce pilote se compose de deux fichiers : un fichier possdant lextension SYS, fourni par le constructeur et le fichier MSCDEX.EXE fourni avec le Dos. Le fichier SYS est propre chaque CD et doit tre plac dans le fichier CONFIG.SYS.
La syntaxe utilise est gnralement la suivante :
DEVICE=C:\DRIVERS\MTMIDE.SYS /D:CD01 La commande Device pourra tre remplace par DeviceHigh si un gestionnaire de mmoire est actif. Le paramtre /D : permet de donner un nom au lecteur CD, qui sera repris par MSCDEX. Ainsi, si plus dun CD est install sur votre PC, il faudra dfinir une ligne de commande pour chacun dentre eux, mme sil sagit de modles identiques.
Le fichier MSCDEX.EXE doit tre plac dans le fichier AUTOEXEC.BAT en utilisant la syntaxe suivante :
C:\DOS\MSCDEX.EXE /D:CD01 /L:F /X /S /M:64 /D :CD01 Nom du lecteur CD, cette valeur doit correspondre celle spcifie dans le fichier CONFIG.SYS /L :F Ici est prcis la lettre utilise pour dsigner le lecteur CD. Si ce paramtre est omis, la prochaine lettre libre est utilise. Fates attention prciser au pralable la commande LASTDRIVE= suivi de la lettre la plus grande, si vous dpassez F. /X Permet de placer le pilote en mmoire haute. Ce paramtre peut tre remplac par la commande LH place au dbut de la ligne /S Permet de partager le CD-Rom, cette commande est importante si vous dsirez donner accs au lecteur CD dautres utilisateurs au travers dun rseau. /M:64 Permet de spcifier la taille de la mmoire tampon utilise par le CD. Si ce dernier est lent ou un dbit saccad, prcisez une valeur importante (max 64ko). Sous un systme dexploitation comme Windows 95, la commande MSCDEX est charge dynamiquement par le systme et ne doit donc plus tre crite dans lAutoexec.bat..
Montage
Si vous montez un lecteur CD interne, commencez par choisir un emplacement 5.25" libre. Insrez-y le lecteur est vissez-le fermement au moyen dau moins 4 vis. En effet, si celui-ci est mal fix, il pourrait vibrer et provoquer des erreurs de lecture.
Configurez ensuite le numro de priphrique SCSI ou le mode IDE. (Slave /Master) si requis. Raccordez les diffrents cbles (interface, audio et alimentation), puis redmarrez votre PC.
Installez ensuite les pilotes ou activez la dtection automatique de nouveau matriel.
Si vous dsirez monter verticalement le lecteur, documentez-vous afin de savoir si celui que vous possdez permet cette position





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