Comment fonctionne un PC - Le fonctionnement d'un ordinateur expliqué simplement

Le PC - comment tout a commencé

Comment fonctionne un PC

Commençons par revenir sur le passé !

Le premier ordinateur domestique, prédécesseur de l'actuel PC, a été présenté en 1981 par la société IBM. Cet ordinateur personnel (PC) n'avait pas encore de disque dur, mais deux lecteurs de disquettes. En raison de la chute des prix des composants électroniques et des copies moins chères d'autres entreprises, le PC a commencé à triompher dans les foyers allemands. En 2007, 73 % des ménages allemands possédaient un PC. En 2018, ils étaient déjà 90 %. (Source : www.destatis.de)

Mais qu'y avait-il avant ?

Ramon Llull

L'Espagnol Ramon Llull a construit dès le 13e siècle une "machine logique" qui peut être considérée comme la première construction de ce qui deviendra plus tard un ordinateur. À l'époque, il était toutefois impensable de mettre en œuvre et de construire techniquement une telle machine. C'est pourquoi son élaboration est malheureusement retombée dans l'oubli au fil des siècles. En 1623, Wilhelm Schickard inventa une "machine à quatre espèces", un calculateur mécanique qui contenait de nombreux engrenages issus de l'horlogerie alors en plein développement. Johannes Kepler, un célèbre physicien de l'époque, utilisa la machine de Wilhelm Schickard pour effectuer des calculs astronomiques.

Image de Ramon Llull, source : Wikipedia

Gottfried Leibniz

En 1703, il inventa Gottfried Leibniz le système dual - le système numérique binaire - qui ne constitua que plus de 200 ans plus tard la base du calcul des ordinateurs. Les ordinateurs numériques modernes ne connaissent que l'état "courant" ou "pas de courant". Ce sont précisément ces états qui peuvent être représentés par le système dual ou le système à deux. Au 19e siècle, les premières machines capables de lire des cartes perforées ont été construites.

Herrmann Hollerith

Vers la fin du 19e siècle, en 1890, un recensement a été effectué aux États-Unis. Une machine à cartes perforées, développée par Herrmann Hollerith, a été utilisée à cette occasion. En 1935, IBM a construit un premier ordinateur "alimenté" par des cartes perforées et capable d'effectuer une multiplication par seconde.

Les cartes perforées contenaient à l'époque les programmes et les instructions de calcul qui indiquaient à l'ordinateur ce qu'il devait calculer. De ce point de vue, les cartes perforées étaient les prédécesseurs des disquettes et des clés USB, qui sont aujourd'hui presque exclusivement utilisées.

Époque moderne

Les ordinateurs à cartes perforées, qui étaient à peu près aussi grands que 10 congélateurs géants réunis, ont été suivis par les ordinateurs à bandes magnétiques. Ceux-ci ont été considérés comme un énorme soulagement, car les données et les instructions de calcul pouvaient désormais être stockées sur de grandes bandes magnétiques.

Peu à peu, les composants électroniques sont devenus de plus en plus petits et les premières puces électroniques ont été développées. Celles-ci sont devenues la base de la construction d'ordinateurs domestiques de plus en plus rapides. Nous allons examiner de plus près la structure exacte d'un PC dans les sections suivantes.

le premier PC IBM, source : Wikipedia

Conseils pour l'approfondissement

Comment fonctionne un PC ?

Tu trouveras des statistiques actuelles sur l'utilisation des ordinateurs en Allemagne sur https://www.destatis.de ou en effectuant une recherche sur Internet avec les termes "Statistik PC Nutzung in Haushalten" (statistiques sur l'utilisation des ordinateurs dans les ménages).
Ramon Llull sur Wikipedia : https://de.wikipedia.org/wiki/Ramon_Llull
Gottfried Leibniz sur Wikipedia : https://de.wikipedia.org/wiki/Gottfried_Wilhelm_Leibniz
PC IBM : https://de.wikipedia.org/wiki/IBM_Personal_Computer

Structure schématique d'un PC

Structure schématique d'un PC, source Wikipedia

Comment fonctionne un PC ? Pour le comprendre, tu dois pouvoir nommer tous les composants d'un PC !

Les composants d'un PC moderne (micro-ordinateur dans un boîtier de bureau), sur la photo :

Moniteur
Carte mère
Processeur principal
Mémoire vive
Cartes enfichables
Bloc d'alimentation
Lecteur optique
Disque dur
Souris d'ordinateur
Clavier

Plus bas sur cette page, tu trouveras un exercice en ligne qui te permettra de vérifier si tu connais tous les composants d'un PC !

L'intérieur d'un PC un peu plus en détail

L'image suivante montre l'intérieur d'un PC

Composants de la feuille de travail informatique

PC de bureau ouvert

Ouverture d'un boîtier de PC :

Bloc d'alimentation
Câble d'alimentation
Processeur avec refroidissement
Disque dur
Câble de données pour connecter les lecteurs à la carte mère
Emplacements pour modules supplémentaires

En fait, l'intérieur du PC est plutôt vide. Nous voyons un bloc d'alimentation, une carte mère avec de nombreux slots, quelques lecteurs de données et des câbles. Sur la carte mère se trouve un ventilateur. Sous ce ventilateur se trouve le cœur de l'ordinateur, le processeur. Le "cerveau" du PC devient tellement chaud qu'il doit être refroidi.

De nombreux câbles partent du bloc d'alimentation, car chaque appareil et la carte mère sont alimentés en électricité par le bloc d'alimentation. Pour que les données puissent être échangées entre le processeur et les différents lecteurs (disque dur, lecteur de CD/DVD, etc.), de larges câbles de données doivent être posés, comme une autoroute de l'information, à partir de la carte mère.

Composants pour un ordinateur personnel

Si l'on souhaite assembler un PC entièrement soi-même, on a en tout cas besoin des composants suivants :

un boîtier avec un bloc d'alimentation
une carte mère et un processeur moderne et rapide
une carte graphique rapide, si elle n'est pas installée sur la carte mère
une mémoire principale suffisante et adaptée à la carte électronique
au moins un disque dur
un lecteur de DVD, éventuellement avec fonction de gravure
plusieurs câbles pour connecter les lecteurs à la carte mère

Périphériques

Il ne faut pas non plus oublier les périphériques. Ce sont des composants qui se trouvent en dehors de l'unité centrale d'un ordinateur.

Il s'agit par exemple

Modem
Moniteur ;
Imprimante
Scanner
Lecteur de carte mémoire
Clavier
Trackball
Hub USB (distributeur)
Clé USB
Webcam

Le moniteur, le clavier et la souris sont absolument nécessaires pour pouvoir utiliser un PC. Le moniteur est considéré comme un périphérique de sortie, tandis que le clavier et la souris sont des périphériques d'entrée.

Remarques importantes :

Si la carte graphique est montée de manière fixe sur une carte, elle est plus lente et moins performante qu'une carte graphique propre.
Si l'on achète le processeur en plus de la carte mère, il faut toujours penser à un module de refroidissement !
La mémoire principale, appelée RAM (Random Access Memory), doit toujours tenir sur la platine.
Lorsque l'on assemble les composants d'un PC, il est très facile de détruire les fiches et les broches très fines qui se trouvent sur la carte principale.

Conseil :

Pour assembler un PC soi-même, il est préférable de s'y connaître très bien. En cas de doute, il est préférable d'acheter une configuration prête à l'emploi et garantie par un revendeur.

Composants informatiques - L'ordinateur portable

L'ordinateur portable expliqué aux enfants

De plus en plus de personnes optent pour un ordinateur compact qui peut être emporté partout : l'ordinateur portable.

Avantages :

Un ordinateur portable réunit en un seul appareil de nombreuses fonctions qui, sur un PC, sont assurées par différents composants :

Écran
Unité de calcul
Clavier
Touchpad au lieu d'une souris

Outre ces avantages, un ordinateur portable présente des avantages :

Transport facile
Faible encombrement

Inconvénients d'un ordinateur portable par rapport à un PC

Bien sûr, un ordinateur portable a aussi des inconvénients par rapport à un PC. Ceux-ci résident clairement dans la construction compacte et toutes les restrictions qui y sont liées :

Le processeur doit être particulièrement bien refroidi. C'est pourquoi les ordinateurs portables sont généralement un peu moins puissants, afin de ne pas consommer trop d'énergie.
La plupart du temps, la carte graphique n'est pas très performante, car elle est toujours fixée sur la carte mère de l'ordinateur portable.
Un ordinateur portable n'est que partiellement adapté aux "amateurs de jeux". Les jeux nécessitent toujours la carte graphique la plus rapide !
Il n'est pas possible d'insérer d'autres composants dans un emplacement libre.
Le disque dur intégré a une capacité moindre, car il n'y a pas beaucoup de place dans le boîtier.
À performances égales, un ordinateur portable est toujours plus cher qu'un PC comparable.

Les différents composants d'un ordinateur portable étant de plus en plus performants, ces inconvénients disparaissent de plus en plus. Les avantages liés à la construction compacte passent ainsi au premier plan et il se vend désormais plus d'ordinateurs portables que d'ordinateurs de bureau.

Le BIOS et le système d'exploitation

Comment fonctionne un PC - Rien ne fonctionne sans système d'exploitation !Un

Le BIOS

Le PC est d'abord "stupide". Lorsqu'il est allumé, il doit savoir exactement ce qu'il doit faire. Il doit d'abord vérifier si tous les ports sont présents, si un écran ainsi qu'un clavier et une souris sont connectés. C'est le BIOS - Basic Input Output System- qui se charge de ces tâches.

Le BIOS est intégré dans une puce qui se trouve sur la carte mère, également appelée carte mère. Le BIOS vérifie également quels lecteurs sont connectés et sur quel lecteur le système d'exploitation doit être recherché. Sans système d'exploitation, aucun PC ne fonctionne. Le système d'exploitation configure le PC, gère la mémoire, intègre les périphériques d'entrée et de sortie (clavier, souris, disques durs, etc.) et nous permet ensuite de travailler avec le PC et d'exécuter d'autres programmes.

Chaque type d'ordinateur dispose de son propre système d'exploitation, spécialement adapté aux micropuces et à leur construction particulière. Chaque ordinateur central, superordinateur, ordinateur de poche et, ne l'oublions pas, chaque téléphone portable possède son propre système d'exploitation.

Une fois que le BIOS a vérifié l'état du PC et trouvé un système d'exploitation, celui-ci est chargé dans la mémoire centrale du PC.

Le système d'exploitation

Le système d'exploitation reconnaît maintenant tous les autres composants tels que les cartes graphiques, les lecteurs de cartes, les lecteurs de CD, etc. et veille à ce qu'ils puissent être utilisés. Pour ce faire, le système d'exploitation charge des pilotes. Les pilotes sont des programmes logiciels spécifiques dont le système d'exploitation a besoin pour "parler" avec d'autres appareils et les utiliser.

Comment fonctionne un PC sans BIOS ?

Tu veux en savoir plus sur le BIOS et le système d'exploitation ?

Les systèmes d'exploitation connus sont :

Windows de la société Microsoft
MAC OS pour les ordinateurs portables et les ordinateurs de la société Apple
Linux, Ubuntu, etc., logiciels libres basés sur Unix
iOS, iPad OS et Android pour téléphones mobiles, smartphones et tablettes
Pour nous, il est important de savoir qu'il est impossible de travailler avec un PC sans système d'exploitation.

Appareils mobiles - tablettes et smartphones

Comment fonctionne un PC - Mais il y a aussi les smartphones et les tablettes informatiques !

Les besoins en ordinateurs ont considérablement évolué au cours des vingt dernières années. La société est devenue plus mobile, ce qui a entraîné un besoin d'appareils mobiles. Les nouveaux appareils ont une capacité de stockage environ 10.000 fois supérieure à celle des premiers PC et une puissance de calcul plusieurs fois supérieure. Ils remplissent de nombreuses tâches qui n'étaient jusqu'à présent envisageables que sur des appareils plus grands :

Communication par e-mail
Accès à Internet
Jeux
Écrire des textes plus courts
Écouter de la musique
Galerie d'images, album photo numérique

Apps ou applications

Les programmes installés sur un appareil mobile sont appelés APPs, l'abréviation d'application ou d'application.

Le nombre d'applications disponibles pour les appareils ne cesse d'augmenter, allant de programmes gratuits financés par la publicité à des applications spécialisées coûteuses destinées à certaines professions, comme les médecins.

Les tablettes sont un substitut complet au PC ou à l'ordinateur portable lorsqu'elles offrent toutes les fonctions nécessaires d'un ordinateur plus grand. Avec le développement technique, les tablettes deviennent de plus en plus performantes, de sorte que cette limite s'estompe. Les études de marché estiment que le taux de possession de tablettes dépassera 20 % de tous les ménages dans les années à venir. Près de 86 % de tous les utilisateurs travaillent avec leur tablette exclusivement à la maison, seuls 40 % en ont besoin à des fins professionnelles. Les applications les plus courantes sont les jeux vidéo, l'utilisation des réseaux sociaux via Internet, la lecture des journaux, la recherche et le visionnage d'émissions de télévision.

Inconvénients :

Pour les applications suivantes, les tablettes sont plutôt inadaptées, car il leur manque la puissance ainsi que le confort d'utilisation des périphériques d'entrée tels que le clavier et la souris :

Saisie de texte étendue, par exemple pour les auteurs de livres
Traitement d'images nécessitant une puissance graphique très élevée
Fonctions de bureau avec connexion à l'imprimante ainsi qu'à d'autres appareils de sortie (scanner, fax, etc.)

La fonction initiale du téléphone passe de plus en plus au second plan sur les smartphones. Le propriétaire d'un smartphone passe la plupart de son temps sur l'Internet mobile et à écouter de la musique. Les smartphones ont désormais les mêmes fonctionnalités que les tablettes. Seul l'écran est un peu plus petit.

Discussion - Tu t'y connais ?

Un ami t'invite à participer à un jeu en ligne via un réseau social. Pour cela, tu dois toutefois télécharger une APP et l'installer sur ton smartphone. Tout se passe bien et tu joues avec enthousiasme à ce nouveau jeu. Tu es en ligne où que tu sois et tu ne tardes pas à grimper dans le classement des meilleurs joueurs. Une seule chose t'agace. Bizarrement, tu reçois depuis peu des e-mails avec des offres étranges et des appels d'entreprises qui veulent te vendre quelque chose. Et le pire reste à venir. Pendant les dernières vacances d'été, votre maison a été cambriolée et de nombreux objets de valeur ont été volés. Est-ce que tout cela est lié d'une manière ou d'une autre ?

Quelle pourrait être la cause de ces événements ?

Discute de la situation avec tes ami(e)s et tes camarades de classe.

Crédit photo sur cette page :

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