Quels sont les composants d’un système informatique ?

Un système informatique est composé d'un système matériel et d'un système logiciel ; le système matériel est un ensemble de composants fonctionnels qui composent le système informatique, notamment le processeur central, la mémoire interne, la mémoire externe et les périphériques d'entrée et de sortie, tandis que Le système logiciel fait référence au fonctionnement du système informatique. Un ensemble de divers programmes et de tous documents et données associés, y compris les logiciels système et les logiciels d'application.

L'environnement d'exploitation de ce tutoriel : système Windows 10, ordinateur DELL G3.

Quelle est la composition d'un système informatique ?

Un système informatique est composé de deux parties : un système matériel et un système logiciel.

Le matériel informatique est un ensemble de composants fonctionnels qui composent un système informatique. Il s'agit d'un terme général désignant divers composants et équipements informatiques composés de composants électroniques, mécaniques et optoélectroniques. Il constitue la base matérielle permettant aux ordinateurs d'accomplir diverses tâches. Le matériel informatique est une entité physique visible et tangible.

Un logiciel informatique fait référence à un ensemble de divers programmes liés au fonctionnement d'un système informatique et à tous documents et données associés. Un programme est une séquence d'instructions d'instructions adaptées à l'exécution informatique décrites dans un langage de programmation.

Les ordinateurs sans aucun logiciel installé sont souvent appelés « bare metal », et le bare metal ne peut pas fonctionner. Si le matériel informatique est séparé des logiciels informatiques, il devient alors une machine inutile. Si le logiciel informatique est séparé du matériel informatique, il perd la base matérielle de son fonctionnement. Les deux sont donc interdépendants et indispensables et constituent ensemble un système informatique complet ;

La composition de base d'un système informatique est comme indiqué sur la figure

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La composition de base et le principe de fonctionnement d'un système matériel informatique

⑴ Le matériel informatique se compose de cinq parties de base : unité arithmétique, contrôleur , mémoire, périphérique d'entrée et périphérique de sortie.

⑵ L'ordinateur utilise le binaire pour représenter les programmes et les données.

⑶ Grâce à la méthode du « programme stocké », le programme et les données sont placés dans la même mémoire (mémoire interne), et l'ordinateur peut récupérer automatiquement les instructions de la mémoire pour les exécuter à grande vitesse.

On peut dire que chacun des cinq composants majeurs du matériel informatique a une fonction relativement indépendante et accomplit ses propres tâches différentes. Comme le montre la figure 1-7, les cinq composants principaux fonctionnent en réalité de manière coordonnée sous le contrôle du contrôleur. Tout d'abord, le programme représentant les étapes de calcul et les données originales requises dans le calcul sont envoyés à la mémoire de l'ordinateur via le dispositif d'entrée sous le contrôle de la commande d'entrée du contrôleur. Deuxièmement, lorsque le calcul démarre, les instructions du programme sont envoyées au contrôleur une par une sous l'action de récupération d'instructions. Le contrôleur décode l'instruction et émet des commandes de stockage, d'extraction et d'opération à la mémoire et à l'unité arithmétique en fonction des exigences opérationnelles de l'instruction. L'unité arithmétique calcule et stocke les résultats dans la mémoire. Sous l'action des commandes de récupération et de sortie du contrôleur, les résultats du calcul sont émis via le périphérique de sortie.

1. Opérateur (ALU)

L'opérateur est également appelé Arithmetic Logic Unit ALU (Arithmetic Logic Unit). Sa fonction est de réaliser des opérations arithmétiques et des opérations logiques. Les opérations arithmétiques font référence à l'addition, la soustraction, la multiplication, la division et leurs opérations composites. Les opérations logiques font référence à des opérations de comparaison logique et de jugement logique telles que « et », « ou » et « non ». Dans un ordinateur, toute opération complexe est convertie en opérations arithmétiques et logiques de base, puis complétée dans l'unité arithmétique.

2． Contrôleur (CU)

Le contrôleur CU (Controller Unit) est le système de commande de l'ordinateur. Le contrôleur se compose généralement d'un registre d'instructions, d'un décodeur d'instructions, d'un circuit séquentiel et d'un circuit de contrôle. Sa fonction de base est de récupérer des instructions de la mémoire et d'exécuter des instructions. Une instruction est une opération en une étape qui indique à l'ordinateur comment travailler. Elle se compose de deux parties : le code d'opération (méthode d'opération) et l'opérande (objet d'opération). Le contrôleur accède à la mémoire via l'adresse, récupère les instructions d'unité sélectionnées une par une, analyse les instructions et agit sur d'autres composants en fonction des signaux de commande générés par les instructions pour terminer le travail requis par les instructions. Le travail mentionné ci-dessus recommence encore et encore, garantissant que l'ordinateur peut fonctionner automatiquement et en continu.

L'unité arithmétique et le contrôleur sont généralement appelés collectivement l'unité centrale de traitement, ou CPU (Central Processing Unit), qui est le composant central de l'ensemble de l'ordinateur et le « cerveau » de l'ordinateur. Il contrôle le calcul, le traitement, les entrées et les sorties de l'ordinateur.

La technologie des circuits intégrés est la technologie de base pour la fabrication de processeurs pour micro-ordinateurs, mini-ordinateurs, ordinateurs centraux et superordinateurs. Son développement a entraîné d’importantes améliorations de la vitesse et des capacités des ordinateurs. En 1965, Gordon Moore, fondateur du géant des puces Intel, énonçait la célèbre loi de Moore : le nombre de transistors sur une puce doublerait tous les 18 à 24 mois. À la surprise générale, cette loi prédisait très précisément le développement des puces sur 30 ans. La première génération de circuits intégrés en 1958 ne contenait que deux transistors, alors qu'en 1997, le processeur Pentium II contenait 7,5 millions de transistors. En 2000, le Pentium 4 avait atteint la technologie 0,13 micron et intégrait 42 millions de transistors. Plus le nombre de transistors intégrés au CPU est important, plus la puissance de calcul de la puce est importante.

３． Mémoire

La mémoire est le périphérique de mémoire de l'ordinateur. Sa fonction principale est de stocker des programmes et des données. Les programmes constituent la base des opérations informatiques et les données sont les objets des opérations informatiques.

⑴Unité de stockage d'informations

Les programmes et les données sont stockés dans la mémoire sous forme binaire dans l'ordinateur. La taille de la capacité de stockage est mesurée en octets. Souvent exprimé en Ko (kilo-octets), Mo (mégaoctets), Go (gigaoctets) et To. La relation entre eux est la suivante : 1 Ko = 1 024 Go = 210 Go, 1 Mo = 1 024 Ko = 220 Go, 1 Go = 1 024 Mo = 230 Go, 1 To = 1 024 Go = 240 Go. Dans certains calculs, 210 (1 024) est souvent défini par défaut sur 1 000 pour des raisons de simplicité de calcul.

Bit (bit) : C'est la plus petite unité permettant à un ordinateur de stocker des données. Un seul symbole « 0 » ou « 1 » dans un mot machine est appelé un bit binaire, qui peut stocker un nombre binaire.

Octet (B en abrégé) : L'octet est l'unité de mesure de la capacité de stockage de l'ordinateur et l'unité de base du traitement des données. 8 bits binaires constituent un octet. Un octet d’espace de stockage est appelé unité de stockage.

Mot : lorsqu'un ordinateur traite des données, la longueur des données consultées, traitées et transmises en même temps est appelée un mot. Un mot se compose généralement de plusieurs octets.

Mot long : la longueur des données que le processeur central peut traiter simultanément est la longueur du mot. La longueur du mot détermine la largeur des données des registres et du bus de la CPU. Les longueurs de mots des ordinateurs modernes sont de 8 bits, 16 bits, 32 bits et 64 bits.

⑵Classification de la mémoire

Selon le lien étroit entre la mémoire et le CPU, elle peut être divisée en deux catégories : la mémoire interne (mémoire principale) et la mémoire externe (mémoire auxiliaire). La mémoire se trouve dans l'ordinateur hôte. Elle échange directement des informations avec l'unité arithmétique et le contrôleur. Bien que la capacité soit faible, la vitesse d'accès est généralement rapide, elle ne stocke que les programmes en cours d'exécution et les données à traiter. Afin d'étendre la capacité de la mémoire interne, la mémoire externe est introduite. En tant qu'extension et sauvegarde de la mémoire interne, la mémoire externe est indirectement connectée au processeur et est utilisée pour stocker certains programmes et données que le système doit utiliser mais qui l'est. pas désireux d'utiliser. Le programme doit être transféré dans la mémoire peut être exécuté. Le stockage externe a une vitesse d'accès lente, mais possède une grande capacité de stockage et peut stocker de grandes quantités d'informations pendant une longue période.

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