Le fonctionnement d'un ordinateur

• Connaître le modèle conceptuel à l'origine du fonctionnement des ordinateurs modernes.

Tous les ordinateurs partagent un modèle de conception similaire, hérité de l'architecture de Von Neumann. Cette architecture repose en premier lieu sur une unité de calcul et de contrôle qui est capable de manipuler l'information. On peut voir cela comme le bureau où on réalise tous les opérations. L'unité de calcul ne traite qu'une petite quantité d'information à la fois, et seulement des nombres binaires, mais il fait cela très rapidement.

Ensuite, l'ordinateur est doté d'une mémoire vive qui permet de stocker une plus grosse quantité d'informations. C'est là que l'ordinateur dépose les résultats des calculs une fois effectués et où il prend les nouvelles données à traiter. On peut voir cela comme une armoire avec des casiers où l'on range les données.

Enfin, il y a les périphériques qui permettent d'interagir avec le monde.

Cette architecture est un modèle conceptuel décrivant le fonctionnement d'un ordinateur. Elle est utilisée par la quasi-totalité des ordinateurs.

Ce modèle se compose de quatre parties :

• L'unité arithmétique et logique (UAL ou ALU en anglais),

• L'unité de contrôle,

• La mémoire,

• Les entrées/sorties.

Ce composant est chargé de réaliser toutes les opérations de base : les opérations arithmétiques sur les nombres (addition, multiplication, etc.) et des opérations binaires (OR, AND, etc.).

Ce composant est chargé d'ordonnancer les instructions et d'envoyer tous les calculs à effectuer à l'unité arithmétique et logique.

Cette mémoire stocke à la fois les instructions et les données. D'un côté, elle sera utilisée par l'unité de contrôle pour stocker les séquences d'instructions. De l'autre, elle sera utilisé par l'ALU pour stocker les données d'entrée d'un calcul et le résultat.

Il s'agit de toutes les interfaces permettant d'interagir avec l'ordinateur. Classiquement un clavier peut être vu comme une entrée et un écran comme une sortie.

Les processeurs modernes (aussi appelé CPU, pour Central Processing Unit) regroupent l'unité de contrôle et l'ALU. Beaucoup de processeurs ont de multiples cœurs, c'est à dire plusieurs ALU.

• Les ordinateurs modernes utilisent l'architecture dite de Von Neumann.

• L'architecture Von Neumann se compose en quatre parties : ALU, unité de contrôle, mémoire et entrées/sorties.

• Avec les avancées technologiques récentes (processeurs multi-cœurs, etc.), ce modèle perdure tout en évoluant.