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Chapitre 1 : Le micro-ordinateur
1.3. Architecture interne
La conception du PC est dite modulaire, c’est-à-dire quelle repose sur le principe du puzzle. En effet, l’utilisateur va choisir ses composants en fonction de ses besoins. La carte graphique ne sera pas la même si l’utilisateur désire faire de la bureautique ou de la C.A.O. A cet effet, un PC dispose de slots d’extensions où seront insérées des cartes (comme par exemple une carte graphique).
L’évolution de la puissance des PC a poussé les constructeurs à développer des architectures internes toujours plus rapides. C’est la raison pour laquelle les slots d’extension ne sont pas tous du même type. Ce composant sera toujours choisi avec soin car il a un rôle primordial sur la vitesse d’un PC.
1.3.1. Les Bus
Un bus est un ensemble de lignes électriques permettant la transmission de signaux entre les différents composants de l’ordinateur. Le bus relie la carte mère du P.C., qui contient le processeur et ses circuits, à la mémoire et aux cartes d’extensions engagées dans les connecteurs.
Il y a 3 types de bus :
- Le bus de données,
- Le bus d’adresse,
- Le bus de contrôle.
Le Bus de Donnée
Ce n’est rien d’autre qu’un groupe de lignes bidirectionnelles sur lesquelles se font les échanges de don-nées (Data) entre le processeur et son environnement (RAM, Interface, etc...).
Le bus de données véhicule les informations de ou vers la mémoire ou encore de ou vers une unité d’entrée/sortie.
Un bus est caractérisé par le nombre et la disposition de ces lignes. Le nombre de lignes du bus de données dépend 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 d’Adresse
Il est constitué d’un ensemble de lignes directionnelles, donnant au processeur les moyens de sélectionner une position de la mémoire ou un registre en place sur l’une ou l’autre des cartes d’interfaces connectées sur la carte mère.
Le Bus de Contrôle
Le bus de contrôles transmet un certain nombre de signaux de synchronisation qui assurent au micro-processeur et aux différents périphériques en ligne un fonctionnement harmonieux.
C’est le maître d’œuvre, assurant la coordination d’une suite de signaux transmis au processeur.
Un bus est également caractérisé par sa fréquence de fonctionnement.
1.3.2. Les connecteurs d’extension
Un bus doit non seulement permettre aux éléments figurant sur la carte mère de communiquer entre eux, mais également d’ajouter des éléments supplémentaires à l’aide de cartes d’extensions. A cet effet, il comporte un certain nombre de connecteurs. Ces connecteurs étant standardisés, on peut reconnaître immédiatement un bus en les observant.
L’architecture ISA
L’architecture ISA (Industry Standard Architecture) a été inventée en 1981 par IBM pour son IBM 8088. Cette première version était de 8 bits et basée sur une fréquence de 4,77Mhz. Elle est composée d’un seul connecteur de couleur noir. Ce slot permet l’accès à 8 lignes de données et à 20 lignes d’adresses.
La seconde génération de 80286 pouvant adresser un bus de 16 bits, un connecteur ISA 16 bits fut créé. Ce dernier se différencie du 8 bits par l’adjonction d’un second connecteur court de couleur noire. Le nombre de lignes de données est ainsi passé à 16 Le bus opérant au début à 8 Mhz, puis standardisé à 8,33 Mhz, le transfert des données nécessite deux cycles. 
Ce débit est bien entendu théorique, il varie en fonction de la carte utilisée. Actuellement le slot ISA est encore utilisé. Cela est principalement dû à deux raisons, d’une part son faible prix de production, d’autre part sa compatibilité. En effet, ce slot n’ayant plus été modifié depuis longtemps, il permet l’utilisation d’anciens com-posants. Par contre, son principal défaut est d’être resté à 8 Mhz, ce qui provoque un véritable d’étranglement pour le transfert de données.
Le bus ISA n’est pas un bus autoconfigurant, ce qui oblige l’utilisateur à configurer manuellement cha-que nouveau composant.
L’architecture EISA
Le bus EISA (Extended Industry Standard Architecture) est présentée comme une suite au bus ISA. Il est aussi basée sur une fréquence de 8 Mhz (8.33 pour être précis), mais utilise un bus 32 bits. De cette façon, un débit théorique de 33,32 Mo/seconde a pu être atteint. L’apparence d’un slot EISA est la même qu’un slot ISA 16 bits, si ce n’est qu’il est plus haut. Il reste intégralement compatible ISA (8 et 16 bits) grâce à l’usage de détrompeur. Si une carte EISA est insérée, elle s’enfoncera plus profondément, étant ainsi connectée avec plus de contacts.
Dans une architecture EISA, les cartes sont automatiquement paramétrées par le système. Ces réglages concernent en particulier l’adresse et les IRQ. Pour ce faire, chaque carte est livrée avec un fichier de configuration (*. CFG) qui doit être donné au BIOS. Ce fichier contient une sorte de driver qui permet ainsi au BIOS de savoir comment gérer la carte.
Cette architecture est désormais relativement peu répandue, son principal défaut étant son prix élevé. Mais, elle revient au goût du jour avec son implantation dans de nombreuses cartes mères Pentium, parallèlement au PCI. Son coût la réserve pour des machines haut de gamme, tels que les serveurs de réseau.
L’architecture VLB
L’architecture VLB (Vesa Local Bus) est une évolution du bus ISA.
Il permet des débits nettement améliorés en utilisant la même fréquence que la carte mère. De plus, il est 32 bits. Ces fonctionnalités lui permettent ainsi d’obtenir des débits théoriques de l’ordre de 120 à 148 Mo/s, en fonction de la fréquence utilisée. Techniquement parlant, le VLB détourne le bus local du processeur pour son propre usage, ce bus étant bien entendu à la fréquence de la carte mère. Ce procédé, qui à l’avantage d’être extrêmement économique, présente certaines limitations. Le bus local processeur n’étant pas dimensionné à cet effet, il est impossible de mettre plus de 3 cartes VLB dans un PC.
Une carte de type VLB ne supporte généralement pas les fréquences supérieures à 40 Mhz. En fait, le VLB est une solution provisoire, mais qui permet d’obtenir des gains de performance importants pour un surcoût minimum. On l’utilisera de préférence pour la carte graphique et la carte contrôleur. Ce type de slot est facilement reconnaissable, il s’agit en effet d’un slot ISA 16 bits auquel on a ajouté un troisième connecteur de couleur brune, doté de 112 contacts. Ce type de connecteur est totalement compatible avec les cartes ISA 8 et 16bits.
L’architecture PCI
Le PCI (Peripheral Componement Interconnect) utilise un procédé comparable au VLB. En effet, il utilise aussi le bus système, mais l’adjonction d’un contrôleur propriétaire lui permet d’outrepasser la limite de 3 slots. Un slot PCI est à la fréquence de base de 33 Mhz et existe en version 32 et 64 bits. Cela lui permet d’atteindre des débits théoriques de l’ordre de 132 Mo/s dans le premier cas et 264 Mo/s dans le second.
Les interruptions utilisées par le bus PCI (#A à #D) sont propres au PCI, donc non équivalentes aux IRQ. Si certaines cartes le requièrent, elles peuvent êtres mappées sur les IRQ du système, généralement de 9 à 12. Dans le cas d’une carte mère possédant plus de 4 slots PCI ou 4 slots et des ports USB, ces IRQ mappées seront partagées.
Le schéma ci-dessous vous montre les différents bus dans une architecture PCI :
L’architecture AGP
Intel a présenté en juillet 1996 les spécifications de l’Accelerated Graphic Port (AGP). A cette époque, la demande en graphisme 3D dépassait souvent les capacités des machines standard. L’architecture PCI avait atteint ses limites au niveau du débit autorisé pour les cartes graphiques. Intel a donc proposé un nouveau bus dédié à de telles cartes.
Le principal problème est le goulot d’étranglement dût aux faibles performances du bus entre le CPU et la mémoire, et entre le CPU et la carte graphique. La mémoire graphique est extrêmement couteuse par rapport à la mémoire vive d’un PC. Le graphisme 3D en est un gros consommateur, il est alors judicieux de lui donner accès à cette mémoire vive. A la différence de l’architecture UMA (Unified Memory Architecture) qui monopolise la mémoire, l’AGP peut à tout moment rendre au système la portion qu’il utilise. A cet effet, il utilise un procédé appelé Dynamic Memory Al******** Le système reste alors "propriétaire" de la mémoire vive, et ne prête que ce pour lequel il n’a bas de besoin immédiatement. Ainsi, pas besoin de doubler sa mémoire pour éviter un quelconque ralentissement.
La gestion de ce bus est assurée par un chipset compatible AGP. Le processeur n’est alors plus requis pour les différentes transactions. Cela permet de gagner en rapidité, tant au niveau du débit que de la charge du CPU. Le contrôleur graphique utilise ainsi un accès dédié à hautes performances qui lui offre un accès direct à la mémoire. Ce procédé est nommé DIME (Direct Memory Execute). Ainsi, il peut l’utiliser pour les opérations complexes que réclame l’application de textures en 3D.
De plus, ce bus permet le transfert rapide des informations entre le CPU et le contrôleur graphique. Les traitements sont effectués en mode pipelined, ce qui signifie que le l’AGP peut envoyer de multiples données en réponse à une seule requête. Sur un bus PCI, il est nécessaire d’attendre que la première donnée soit traitée avant de pouvoir entamer une quelconque seconde requête. 
L’AGP profite de ces temps d’attente pour envoyer les données suivantes, on parle alors de mode burst. Un autre procédé "sideband" est aussi inclus dans l’AGP. Il fournit 8 lignes d’adresses supplémentaires qui permettent au contrôleur graphique d’émettre des requêtes et des adresses pendant que des transferts sont en cours.
Le bus AGP de base offre des débits pouvant atteindre environ 266 Mo/s, soit 64 bits par 66 Mhz, à raison d’un transfert tous les fronts montants. L’AGP 2x utilise les fronts montants et descendants de la courbe, ce qui lui permet de doubler ce débit. Le débit possible est alors d’environ 530 Mo/s. Le mode AGP4x va jusqu’à quadrupler les débits offerts par l’AGP1x, soit plus de 1 Go/s. En réalité, il est limité par la fréquence du bus.
Le connecteur AGP ressemble énormément à un connecteur PCI, si ce n’est qu’il est de couleur brune. Par contre, il est placé plus en recul du bord de la carte mère que les slots PCI.
1.4. Les chipsets
Le chipset peut être défini comme un ensemble de circuits (Chip Set) qui définit l’intelligence et les possibilités de la carte mère. Dans le passé, chacune des fonctions offertes par la carte mère nécessitait un petit circuit spécialisé indépendant. Désormais, tout est regroupé en un groupe de chips régis de manière globale.
Cette évolution a permis une bien meilleure cohésion des ressources et possibilités, afin d’optimiser les performances au mieux. Les éléments les plus significatifs du chipset sont les deux (parfois un) grands circuits carrés placés bien en évidence sur la carte mère. C’est sur ceux-ci qu’on pourra lire la marque et le modèle. Au BOOT, le PC annonce aussi le modèle et la version du chipset utilisé.
Le chipset est composé de différents chips, chargé chacun de piloter un composant précis. On distingue généralement les composants suivants :
Composant Description CPU Le processeur lui-même (Central Processing Unit) FPU Le coprecesseur (Floating Point Unit) Bus Controller Le contrôleur de bus System Timer Horlorge système High et low-order Interrupt Controller Contrôleur d’interruptions Hautes (8-15) et basses (0-7) High et low-order DMA Controller Contrôleur de DMA haut (4-7) et bas (0-3) CMOSRAM/Clock Horloge du BIOS Keyboard Controller Contrôleur clavier Le type de chipset définit les composants supportés par la carte mère. Dès lors, il est important de veiller au type de chipset lors de l’achat d’une nouvelle carte mère.
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 d’interface entre le processeur et la carte-mère. Il contient le contrôleur de mémoire vive et de mémoire cache. Il sert aussi d’interface entre le bus princi-pal à 66 ou 100 Mhz, le bus d’extension AGP Il est le seul composant, en dehors du processeur, qui tourne à la vitesse de bus processeur.
Le South Bridge, quant à lui, est cadencé à une fréquence plus basse. Il est chargé d’interfacer les slots d’extensions ISA, EISA ou encore PCI. Il se charge aussi de tous les connecteurs I/O, tels que les prises séries, parallèles, USB, ainsi que les contrôleurs IDE et FLOPPY. Le South Bridge prend aussi en charge l’horloge système et les contrôleurs d’interruptions et DMA.
L’avantage d’une telle architecture est que le composant South Bridge peut être utilisé pour différents North Bridge. En effet, ce denier évolue beaucoup plus souvent que le South. Ainsi, les coûts de conceptions et de fabrication diminuent nettement.
La dénomination Intel se réfère au composant North Bridge. Par exemple, un chipset de type 440BX est composé du North Bridge 82443BX et du South Bridge 82371EX.
La gestion de la mémoire cache
Le chipset détermine la taille de mémoire cache de type L2 supportée. Celle-ci varie couramment entre 256 et 512 Ko. Bien évidemment, cela ne concerne pas les machines dont le processeur intègre directement la mémoire cache L2, comme le Pentium Pro.
La gestion de la mémoire vive
La taille maximum de mémoire vive est aussi définie par le chipset. Attention, il s’agit de la taille maximum de mémoire qui peut être "installée". Le type de cette mémoire est aussi dépendant de la version du chipset. En effet, il n’est possible d’utiliser de la mémoire EDO ou SDRAM que sur une carte-mère disposant du chipset adéquat. Les autres spécificités de la mémoire, tels que le contrôle de parité ou encore le packaging dépendent tout autant du chipset.
Chipset Processeurs Bus Mémoires Maxi Mémoire Cache Bi Processeur Bus Intel 430 LX Pentium 60 à 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 Céléron PCI - AGP USB EDO SDram à 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 série
L’interface série asynchrone a été la première à proposer une communication de système à système. Le terme asynchrone sous-entend qu’il n’y a aucune synchronisation ou signal d’horloge pour rythmer le transfert. Les caractères sont envoyés avec un temps de latence arbitraire.
Il est alors nécessaire d’indiquer l’envoi et la fin de l’envoi d’un caractère (un Byte). A cet effet, chaque Byte est précédé d’un bit de départ (start bit). Ce dernier sert à indiquer au système récepteur que les 8 bits qui suivent constituent les données. Celles si sont suivies d’un ou de deux bits de stop. Cela permet au récepteur de clore le traitement en cours et d’effectuer les opérations requises sur le Byte.
Le terme d’interface série décrit la méthode utilisée pour l’envoi des données. En effet, celles-ci sont envoyées bit par bit, à la queue leu leu. Ainsi, un fil est utilisé pour les données dans chaque direction. Les autres fils servent aux "commandes" de transfert. Si ce procédé a comme principal avantage de permettre tous les transferts bidirectionnels, il présente l’inconvénient d’être lent. Un autre point fort du sériel par rapport au parallèle est la longueur de câble possible sans perte de données.
Un des exemples les plus connus des câbles parallèles est le câble RS-232C (Recommanded Standard 232 Revision C).
Les usages les plus courants du sériel sont :
- les modems ;
- les traceurs ;
- la souris.
En résumé, tout ce qui nécessite une communication bidirectionnelle.
Les prises séries
Il existe deux types de prises séries, la DB9 et la DB25. Ces deux prises sont à pins et sont de forme trapézoïdale. La DB9 possède 9 pins, elle est généralement utilisée pour la connexion d’une souris ou d’un modem. La DB25 possède 25 pins. Un PC est généralement vendu avec 2 prises sérielles, le COM1, généralement une DB9 et le COM2 de type DB9 ou DB25. En fait, le PC supporte jusqu’à 4 COM.
Configuration
Chaque prise série doit posséder sa propre adresse et son propre IRQ. Ces valeurs sont affectées par défaut, mais peuvent être modifiées si la carte I/O le permet.
Le principal problème réside 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 simultanément, car ils partagent le même IRQ. Ce problème peut être facilement réglé sur les cartes I/O ou cartes mères récentes. En effet, elles permettent l’usage d’une IRQ différente pour chaque port.
Configuration des ports sériels :
Port Adresse IRQ COM1 3F8H 4 COM2 2F8H 3 COM3 3E8H 4 COM4 2E8H 3 L’UART
Le cœur d’un port série est l’UART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter). Ce composant convertit les données du PC qui sont toujours en mode parallèle, en mode série pour son envoi et effectue la manœuvre inverse pour le retour. L’usage d’un UART n’est pas limité au port série, en fait la plupart des périphériques en font usage (port jeu, disque dur, ...).
Pour connaître le type de chip utilisé dans votre PC, faites appel au programme MSD généralement situé dans le répertoire de Windows. Il existe plusieurs versions de ce chip dont voici les spécificités :
8250 Ce composant a été utilisé dans les XT, il contient quelques bugs relativement inoffensifs. De plus, il ne contient aucune mémoire cache (registres), il est donc excessivement lent. 8250A Ce composant corrige les bugs de la version précédente, y compris un concernant le registre d’interruptions. Il ne peut être utilisé dans un XT. Il requiert donc un PC AT et supporte mal les vitesses égales ou supérieures à 9600 bps. D’un point de vu logiciel, il apparaît comme un 16450. 8250B Ce composant corrige les bugs du 8250 et fonctionne sur des machines non-AT. Il connaît les mêmes limitations concernant les vitesses de transfert que le 8250A. 16450 Ce composant est issu du 8250A, il est donc uniquement destiné à des PC AT. Le fait qu’il fonctionne plus rapidement que ses prédécesseurs en fait le chip UART le plus répandu actuellement. Il représente même le minimum requis pour OS2. L’augmentation de vitesse à été obtenue par l’adjonction d’un registre d’un octet. 16550 Ce composant permet des accès au travers de multiples canaux DMA. En dehors du fait que son FIFO buffer (First-In, First-Out mémoire cache) soit buggé et non utilisable, il est nettement plus rapide que le 16450 16550A Ce composant corrige le bug du précédent et permet ainsi le fonctionnement du FIFO buffer. Il est recommandé de l’utiliser si vous faites souvent des communications à une vitesse supérieure à 9600 Bps. La taille de son registre est de 16 octets, et il supporte les accès DMA. 16650 Dernier cri dans le domaine, ce composant possède un registre FIFO de 32Ko et supporte la gestion d’énergie. Ce chip n’est pas proposé par National Semiconductor, qui est pourtant à l’origine des autres UART. 16750 Ce composant, qui propose 64Ko de FIFO, est produit par Texas Instruments Les prises Loopback
Lorsque vous rencontrez des problèmes de connexion sérielle, il est toujours difficile de distinguer entre les causes matérielles et logicielles. Vous trouverez dans le commerce ou sur Internet de nombreux programmes de test destinés à examiner la partie hardware. Ceux-ci vous demandent souvent l’insertion d’une prise loopback dans le port sériel testé. Cette prise est en fait une boucle qui permet de simuler une connexion sans pour autant devoir posséder un second PC.
1.5.2. Le port parallèle
Le port parallèle d’un PC est basé sur un transfert de type parallèle. C’est-à-dire que les 8 bits d’un octet sont envoyés simultanément. Ce type de communication est nettement plus rapide que celui d’un port série. Le principal défaut de ce type de port est que de longs câbles ne peuvent être utilisés sans l’adjonction d’un amplificateur de signal en ligne.
En effet, la longueur officielle est limitée à trois mètres sans perte de données. En fait, il est possible de dépasser cette longueur en veillant à certains points.
le câble doit posséder un bon blindage.
contrôlez l’environnement du câble. La présence de transformateur ou autre source électromagnétique à proximité du câble peuvent générer toutes sortes de dysfonctionnement.
Prises parallèles
La prise standard d’un port parallèle est la DB25, la prise trapézoïdale à 25 broches. Il est aussi très courant d’utiliser un câble avec une prise dite Centronic pour se connecter à une imprimante. Ce type de prise est aussi de forme trapézoïdale, par contre elle n’est pas à broches. En effet, elle contient un long connecteur sur lequel sont fixés 36 contacts métallisés ou dorés. On parle alors de câble imprimante.
Configuration du port parallèle
Le paramétrage des ports parallèles est beaucoup plus simple que celui des ports sériels. En standard, le PC est équipé d’un seul port parallèle, mais il serait tout à fait possible d’en rajouter un second. Dans la plupart des Bios, une interruption est d’ailleurs réservée d’office à cet effet, que le port soit présent ou non. Dans de nombreux cas, le second port est désactivé et l’IRQ 5 est réutilisée pour un autre composant.
Configuration des LPT :
N° de LPT Adresse IRQ LPT1 378 H 7 LPT2 278H 5 Les types de ports parallèles
Il existe différents types de ports parallèles dont voici la liste :
ORIGINAL UNIDIRECTIONNEL
Ce type est la toute première version du port parallèle. Ce port n’était pas bidirectionnel et le seul type de communication possible était du PC en direction d’un périphérique. Son débit pouvait atteindre 60 Ko par secondes.
TYPE 1 BIDIRECTIONNEL
Introduit en 1987 par IBM pour sa gamme PS2, ce port bidirectionnel ouvrait la porte à un vrai dialogue entre un PC et un périphérique. Cela a pu être fait en envoyant au travers d’une pin inoccupée, un signal annonçant dans quel sens va la communication. Il a été commercialisé aussi sous le nom de Extended Parallel ou PS/2 Type. Tout en restant compatible avec le port unidirectionnel, il offrait des débits pouvant atteindre 300 Ko/s selon le type de périphérique utilisé.
TYPE 3 DMA
Ce type de port utilise le DMA Auparavant le processeur envoyait chaque octet au port, contrôlait son envoi, et envoyait enfin le suivant. Le DMA permet de stocker les données à envoyer dans un bmoc de mémoire, déchargeant ainsi le processeur. Son usage à été limité à la gamme IBM PS/2, à partir du Modèle 57.
EPP
Le port parallèle EPP (Enhanced Parallel Port) a été développé par Intel, Xircom et Zenith. Il a pour but de définir une norme de communications bidirectionnelle entre des périphériques externes et un PC.
ECP
Mise au point par Microsoft et Hewlett-Packard, cette norme ECP (Extended Capabilities Ports) est presque identique à l’EPP. En plus, le port parallèle peut utiliser le DMA et une mémoire tampon (buffer) permet d’offrir de meilleures performances.
1.5.3. USB
Ce nouveau port se présente sous la forme de deux petites prises à l’arrière du PC.
Les caractéristiques de l’USB :
L’Universal Serial Bus permet de gérer les périphériques externes comme un réseau. Les périphériques sont reliés entre eux par un mince câble unique. Ce dernier ne se *******e pas de permettre aux données de circuler, il va jusqu’à fournir l’alimentation électrique de chaque composant.
Nombre de périphériques
L’USB support jusqu’à 127 périphériques au total.
Débit
Si le câble est de type blindé, brins de données torsadés, ce débit atteint 12 mégabits par seconde.
Si un câble de non-blindé non-torsadé est utilisé, le débit tombe alors à 1,5 Mbits par secondes.
Hot Plug’n Play
Ce terme barbare signifie simplement que les branchements des périphériques peuvent s’effectuer à chaud, sans extinction de l’ordinateur. Il suffit de brancher le périphérique à l’emplacement désiré de la chaîne. Aucun paramétrage ne doit être effectué sur ce dernier, pas d’ID ou d’adresse à définir. Le système d’exploitation va alors reconnaître le périphérique automatiquement et charger son pilote.
Si celui-ci ne peut pas être trouvé, il sera alors demandé à l’utilisateur (CD ou disquette).
Ce pilote support un chargement à chaud, il peu ainsi être chargé et déchargé en cours de session. Si le périphérique devait être débranché, le pilote sera alors retiré de la mémoire sans nécessiter de redémarrage de la machine.
Alimentation Électrique
L’USB prend aussi en charge l’alimentation des périphériques connectés, selon leur consommation. En effet, la norme autorise une consommation maximum de 15 watts par périphérique. Si ce chiffre est largement suffisant pour une paire d’enceinte, il n’en va pas forcément de même pour un scanner ou un lecteur CD.
C’est pour cette raison que de certains périphériques possèdent leur propre alimentation électrique. Mais, pas de problème, l’USB se charge de les gérer. Vous n’aurez pas besoin de les allumer ou de les éteindre, l’USB activera ces alimentations lors de l’allumage du PC, et les coupera à son extinction.
1.6. Les IRQ
Afin de garantir des traitements multitâches, le processeur doit traiter les commandes reçues et en même temps surveiller toute activité des périphériques. Sur les anciens ordinateurs, le CPU allait interroger chaque périphérique tous les X cycles. C’était en effet son seul moyen de savoir si ceux-ci avaient une requête à lui communiquer. Ce procédé, nommé polling, avait le principal défaut d’être extrêmement gourmand en ressources.
Désormais, les interruptions matérielles (IRQ Interrupt ReQuest channel) sont utilisées. Si un événement se produit sur un périphérique, celui-ci émet un signal pour en informer le processeur. Ainsi, celui-ci peut se consacrer pleinement à sa tâche et ne s’interromps que lorsque cela est réellement nécessaire.
Les premiers PC ne disposaient que de 8 interruptions (N° 0-7). Il s’agit de liaisons physiues entre les périphériques et un chip nommé PIC8259. Rapidement, cela n’a plus suffit et il a été nécessaire de prévoir une extension. Cela fut fait simplement en greffant un second chip au premier (8-15). La liaison s’effectua par le second PIC8259 au premier au travers de l’IRQ2. Cette dernière est nommée "cascade" ou IRQ9 redirigée. Désormais, ces deux chips sont inclus dans un plus grand faisant partie du "Chipset".
1.6.1. Fonctionnement
Lorsqu’un composant émet un signal ( frappe clavier, mouvement de la souris,..) destiné à une IRQ, une routine spéciale est activée. Elle commence par sauvegarder tous les registres du processeur dans une pile (stack). Ensuite, elle dirige le système vers la table d’interruption. Cette table contient la liste des adresse mémoires correspondant aux canaux d’interruptions. En fonction de l’interruption appelante, le programme correspond avec le composant au travers du canal ainsi déterminé. Ce dernier pointera soit vers le composant lui-même, soit vers le driver qui le gère. Par exemple, pour le disque dur, le vecteur pointera vers les codes du BIOS qui dirigent le contrôleur disque.
Toutes les interruptions standard sont appelées maskable interrupts. En d’autres termes, le processeur peut parfaitement choisir d’ignorer temporairement le signal émis par celles-ci afin de terminer la tâche en cours. Le PC dispose quand même d’une interruption non masquable (NMI) qui peut être utilisée en cas d’extrême urgence.
En ce cas, le CPU abandonne immédiatement tout travail en cours afin de se consacrer à son traitement. Cette NMI n’est généralement utilisée que par des événements critiques pouvant mettre en danger la cohérence des données.
1.6.2. Paramètrage
Il est absolument nécessaire de ne placer qu’un seul périphérique par IRQ. Dans le cas contraire, seul un des deux sera géré correctement. Le tableau ci-contre, vous permet de connaître les principales IRQ. L’IRQ 12 n’est réservée que si le PC dispose d’un port souris PS2 intégré.
Table des IRQ pour un bus 16 bits ISA, EISA et MCA :
IRQ Bus Priorité Fonction Remarques 0 non 1 System Timer Câblé sur la carte mère 1 non 2 Contrôleur clavier Câblé sur la carte mère 2 reroutée - Cascade Remplacée par IRQ9 3 8/16bits 11 COM2 Peut-être utilisée par COM4 (conflit) 4 8/16bits 12 COM1 Peut-être utilisée par COM3 (conflit) 5 8/16bits 13 LPT2 Souvent libre 6 8/16bits 14 Contrôleur Floppy - 7 8/16bits 15 LPT1 - 8 - 3 Real-Time clock Câblé sur la carte mère 9 16bits 4
- 10 16bits 5
- 11 16bits 6
- 12 16bits 7 Port souris PS2 Occupé seulement si port PS2 13 - 8 Coprocesseur Câblé sur la carte mère 14 16bits 9 Premier contrôleur IDE - 15 16bits 10 Second contrôleur IDE -
1.6.3. Affectation des IRQ
L’ordre de priorité 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 étant rerouté sur l’IRQ 2, ils se placent logiquement après l’IRQ 1. De plus, certaines sont réservées pour des slots 8 ou 16 bits, d’autres sont câblées d’usine pour des composants fixés sur la carte mère.
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سلسة من الدروس حول الإعلام الآلي
La carte mère (Mainboard ou Motherboard) est l’un des principaux composants du PC. Elle se présente sous la forme d’un circuit imprimé sur lequel sont présents divers composants. En fait, son rôle est de lier tous les composants du PC, de la mémoire aux cartes d’extensions. La carte mère détermine le type de tous les autres composants. Ses slots détermineront le format des cartes d’extension (ISA, EISA, PCI, AGP,..). Ses emplacements mémoires détermineront le type de barrettes à utiliser (SIM 8 bit, SIMM 32 bit,..). Enfin, le socle du processeur déterminera le processeur à utiliser. La fréquence de la carte mère sera déterminante pour l’achat d’un processeur. 
Sur les cartes mères plus récentes, on trouvera un accumulateur généralement situé à coté de la prise clavier. Il se présente sous la forme d’un cylindre de couleur bleu vif. Cet accumulateur a une durée de vie théoriquement illimitée (mais dure en général trois ans). En effet, pour assurer une plus grande longévité, il serait nécessaire de le décharger complètement de temps en temps, ce qui est bien sûr dangereux pour le BIOS. Une fois l’accumulateur hors service, il est possible de le changer bien qu’il soit soudé. De nombreux constructeurs ont prévu un connecteur pour une pile en cas de panne.
Dans le monde des PC, les principaux fabricants sont : INTEL, IBM, CYRIX, AMD, NEXGEN (désormais racheté par AMD), CENTAUR et TEXAS INSTRUMENT. Sur les autres systèmes, il y a aussi : MOTOROLA (principalement Macintosh), ARM, ATT, DEC, HP, MIPS et SUN&TI. Dans le domaine des compatibles, Intel a été et reste le pionnier.
La mise en place d’un processeur doit se faire avec de grandes précautions. Veillez à bien superposer le détrompeur du processeur (un coin tronqué ou un point de couleur) sur celui du support. Sur les machines antérieures au Pentium, le support LIF (Low Insertion Force) était couramment utilisé. Ce dernier n’est en fait qu’une base perforée où le processeur devait être inséré de force. Il fallait éviter à tout prix de plier les broches qui pouvaient casser. On pouvait alors soit utiliser un extracteur ou faire levier doucement avec un tournevis.
Désormais utilisé, le support ZIF (Zero Insertion Force) est constitué d’un socle plastique généralement de couleur bleue ou blanche et d’un levier. Lorsque ce dernier est levé, le processeur n’est plus maintenu et peut être extrait sans effort, d’où son nom.
Il convient de noter que les périphériques PCI n’utilisent pas le DMA.
Lors de l’achat de mémoire, il est important d’en spécifier la vitesse désirée. Celle-ci est exprimée en nanoseconde et varie selon le type, l’age et la fonction de la mémoire désirée. Par exemple, pour de la mémoire vive, on compte actuellement entre 70 et 50 ns, alors que par le passé, cette valeur pouvait atteindre 120 ns. La vitesse est normalement inscrite sur les circuits DIP qui composent la mémoire. Une barrette à 60 ns portera une inscription se terminant par -06 ou -60.
Le graphique précédent illustre bien les différences de vitesse entre les différents composants. Une configuration équipée d’un Pentium 200Mhz est représentée dans cet exemple.
La mémoire vive est la mémoire principale du PC. Toutes les instructions devant être traitées par le processeur y transitent. Sans cette mémoire, le fonctionnement même de l’ordinateur est impossible, le PC refusant de démarrer. La taille de mémoire vive a une grande importance sur le fonctionnement efficace de l’ordinateur. Un PC ne disposant pas d’au moins 32 mégaoctets (32Mo) sera incapable de faire fonctionner correctement Windows. 64 Mo permettent un usage correct d’un ordinateur destiné à la bureautique sous Win 98.
La mémoire FPM (Fast Page Mode)
Rambus propose une toute nouvelle approche de la mémoire actuelle. Pour eux, la mémoire n’est pas seulement une barrette ou une puce, mais un système complet. C’est effectivement le seul moyen d’obtenir une mémoire efficace et cohérente. La technologie Rambus est proche des réseaux à topologie bus ou des chaînes SCSI. A la base se trouve un contrôleur chargé de piloter l’ensemble. Il alimente un bus à haute vitesse, où la mémoire est connectée en série. Le tout étant terminé par une résistance le terminateur. Tout cela permet d’atteindre une fréquence de 800 Mhz et des débits calculés de l’ordre de 1,6 Go par secondes. Les informations de contrôles sont transmises via des lignes dédiées, séparées des lignes de données. Les données sont émises sur les crêtes ascendantes et descendantes du signal d’horloge.
Les barrettes SIP (Single In-Line Package) sont tombées en désuétude depuis un certain temps déjà. Elles se présentaient sous forme d’une barrette avec des broches à insérer dans un compartiment récepteur. Ces barrettes avaient soit une valeur de 256 ko, soit de 1 Mo. Leur seule utilisation actuelle est celle de mémoire pour certaines carte graphique. Leur fragilité est l’une des raisons de son faible succès, en effet, une patte pouvait être trop facilement pliée ou cassée.
La mémoire SIMM (Single In-Line Memory Module) de 8 bits se présente sous la forme d’une barrette d’environ 8.5 cm de long, sur laquelle sont fixés des composants électroniques. Elle est aussi souvent appelée barrette SIMM 30 pins. On les place dans des connecteurs groupés par deux (386SX) ou quatre (dès le 386DX), généralement les cartes mères comportent deux bank (bank 0 et bank 1). Une bank doit impérativement être utilisée dans son intégralité. Ces barrettes peuvent avoir une valeur de 256 ko, 1 Mo ou 4 Mo. Chaque barrette a une encoche dans l’angle inférieur gauche qui sert de détrompeur, évitant ainsi de la monter à l’envers.
La mémoire SIMM de 32 bits (appelée aussi SIMM 72 pins) se présente aussi sous la forme d’une 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 utilisées les Pentium, ainsi que sur les carte-mères 486. Les barrettes SIMM 32 ont deux détrompeurs, une encoche dans le coin inférieur gauche (comme les SIMM 8 bits) et une encoche arrondie au centre de la barrette. Il n’est 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 liés entre eux. Ainsi, le connecteur 1 de la première face est équivalent au premier de l’autre face.
Les barrettes DIMM (Dual In-Line Memory Module) sont désormais supportées par la plupart des PC récents.
Les barrettes RIMM (Rambus In-Line Memory Module) sont nées de la spécification Rambus, crée par la société du même nom. Si elles sont mécaniquement compatibles avec les barrettes DIMM , elles ne le sont pas électriquement. Inutile donc d’essayer de les placer dans un support DIMM et d’en espérer le bon fonctionnement. Ces barrettes présentes la particularité d’être lue en ligne. En effet, les données entrant sur un côté de la barrette, traverses les composants mémoires et ressortent de l’autre côté. La notion de Bank chère aux DIMM, n’est pas applicables aux RIMM. Les barrettes sont toujours groupées par trois mais des "continuity modules" peuvent être utilisées. Peu coûteuses, ces barrettes sans mémoire ont pour unique fonction d’assurer la continuité du bus de données.
Les Circuits DIP (Dual In-Line Package) ne sont actuellement plus utilisés comme mémoire vive, mais plutôt comme mémoire cache. Ils sont facilement reconnaissables à leur double lignée de broches. Lorsqu’ils faisaient office de mémoire vive, une carte mémoire insérée dans un slot propriétaire ou une carte-mère particulière était nécessaire. En effet, leur faible capacité (64 ko ou 256 ko) obligeait à en disposer un nombre considérable pour atteindre un minimum de 640 ko de mémoire vive. Ce type de circuit est aussi utilisé pour les BIOS. Ils existent sous forme de PROM , EPROM, EEPROM.Une encoche arrondie sur la face supérieure permet d’insérer le circuit dans le bon sens. En effet, une marque identique est présente sur le support
CABLE POUR COMPATIBLE P.C., XT, AT.
Tous les connecteurs venant de l’alimentation comportent quatre conducteurs : 
La figure ci-dessus détaille les PINs d’un connecteur d’alimentation ATX.
Les disquettes
Une disquette n’est autre qu’un disque en mylar (plastique ayant une très bonne stabilité dimensionnelle) recouvert d’oxyde magnétique sur toute sa surface.
Fonctionnement
Un lecteur se compose tout d’abord d’un moteur d’entraînement de la disquette. Il peut être relégué dans un coin du châssis et entraîner la disquette. Il est placé sous le centre de la disquette et entraîne alors celle-ci directement.
Vous utilisez un câble de connexion standard, doté de fils croisés entre les deux connecteurs des lecteurs, en branchant le repère du câble du coté de l’alimentation. Si le connecteur est à l’envers, la led du lecteur va rester allumée en permanence, ou au contraire, ne va pas s’allumer du tout.
On ignore souvent que la plupart des disques durs se composent, sur le plan interne, de plusieurs disques. 
Ces disques sont en général appelés des plateaux. Le nombre de plateaux que comporte un disque dur dépend de sa capacité et de sa conception. Les faces de chaque disque, comme celles d’une disquette, sont recouvertes d’une couche magnétique.
Les dimensions du disque dur sont aussi réduite que possible, car les disques remplissent pratiquement tout l’espace disponible. Le disque dur se compose seulement de quelques parties mobiles, qui doivent naturellement être aussi résistantes à l’usure et aussi fiable que possible.
Introduction
Par contre, si un trou est rencontré, il va dévié le rayon laser qui ne pourra être réfléchi correctement. Le capteur photosensible ne recevra alors aucun signal.
Ces deux états permettent ainsi un stockage d’informations binaire. Ces dernières sont ensuite envoyées au processeur qui les traite comme des données provenant d’une mémoire quelconque.
العرض العادي
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