Architecture de von Neumann#
Les techniques utilisées pour fabriquer des ordinateurs ont beaucoup évolué, mais la plupart se basent sur les concepts définis par John von Neumann dans les années 1940.
Ce modèle comporte quatre types de composants:
L'unité arithmétique et logique (UAL)
L'unité de contrôle (UC)
La mémoire
Les périphériques d'entrées-sorties
Unité arithmétique et logique#
L'unité arithmétique et logique (ou UAL) est l'élément qui réalise tous les calculs de l'ordinateur:
Les opérations élémentaires (additions, soustractions, etc.)
Les opérations logiques (ET, OU, NI, etc.)
Les opérations de comparaison (vérifie si deux valeurs sont égales)
Unité de contrôle#
L'unité de contrôle (ou UC) joue le rôle de chef d'orchestre de l'ordinateur en facilitant la communication entre l'UAL, la mémoire et les périphériques. Elle se charge de récupérer en mémoire la prochaine instruction à exécuter, ainsi que les données nécessaires, puis les envoie à l'unité arithmétique et logique.
Mémoire#
La mémoire peut être décrite comme une suite de cellules numérotées contenant chacune une petite quantité d'information. Cette information peut servir à indiquer à l'ordinateur ce qu'il doit faire (instructions ou programme) ou contenir des données.
On distingue habituellement trois types de mémoires:
La mémoire vive (RAM) ou la mémoire centrale permet de stocker temporairement les données lors de l'exécution de programme. Les données stockées dans la mémoire vive peuvent être lues, effacées ou déplacées comme nous le souhaitons. La mémoire vive perd son contenu dès que nous éteignons l'ordinateur. Le principal avantage de cette mémoire est la rapidité d'accès aux données qu'elle contient.
La mémoire de masse conserve ses données quand nous arrêtons l'ordinateur. Il en existe différents types:
Le disque dur qui se trouvent dans l'ordinateur.
Tous les supports externes qui permettent de stocker des données tels que disques durs externes, mémoire flash (SSD), clés USB, carte SD, CD, DVD, Blu-ray.
La mémoire morte ou ROM est une mémoire en lecture seule. C'est-à-dire qu'elle est prévue pour être lues souvent, mais pas modifiée.
Périphériques d'entrées-sorties#
Les périphériques d'entrées/sorties permettent à l'ordinateur de communiquer avec l'extérieur (clavier, écran, etc.).
Les périphériques d'entrées convertissent l'information qu'ils récupèrent de l'extérieur (appui d'une touche) en données compréhensibles par l'ordinateur (en binaire).
Les périphériques de sorties décodent l'information fournie par l'ordinateur (en binaire) afin de la rendre compréhensible par l'utilisateur (une image qui s'affiche sur l'écran).