L’ordinateur et ses périphériques
L’ordinateur et ses périphériques L’ordinateur et ses périphériques Page 9 Les périphériques de l’ordinateur : Il existe de nombreux éléments que l’on peut raccorder à son ordinateur Ceux-ci sont communément appelés des «périphériques» a Le clavier et la souris :
Les périphériques informatiques
élément constituant un ordinateur En plus de l’unité centrale, on trouve des périphériques, qui, comme l’indiquent leurs noms, se trouvent tout autour de l’unité centrale Les périphériques permettent à l’unité centrale de communiquer avec l’être humain ; on dit qu’ils servent d’interface
Les entrées/sorties Les périphériques
1 Les entrées/sorties Les périphériques La fonction d’un ordinateur est le traitement de l’information (fonction réalisée au niveau de la mémoire et
Lecture et décodage du dossier L’ordinateur et ses périphérique
3) Les différents types de mémoire de l’ordinateur La mémoire de l’ordinateur est constituée de : La mémoire vive ou RAM : c’est une mémoire volatile Très rapide, elle sert de zone de transfert momentanée des données entre le disque dur et le processeur Ces données s’effacent lorsque l’ordinateur est éteint
Les trois types de périphériques - ENTechno
• Les périphériques d'entrée-sortie qui opèrent dans les deux sens : un lecteur de CD-ROM ou une clé USB, par exemple, permettent de stocker des données (sortie) ainsi de les charger (entrée) Ordinateur : Calculateur ultra rapide et programmable Environnement informatique : C'est l’ensemble des composants qui forment un poste
L’ORDINATEUR - PMTIC
L’ORDINATEUR Les composants Un ordinateur de bureau est conçu pour être toujours au même endroit, généralement sur un bureau Il se compose : 1 d'une "unité centrale", appelée aussi "tour" Celle-ci contient les principaux composants de l’odinateu C'est également sur celle-ci que vous trouverez le
Les périphériques de stockage ou Périphériques dentrée
Le bon rapport prix/densité des cassettes en font toujours un support de choix pour les sauvegardes informatiques 3 2 1 Les LTO (Linear Tape Open) LTO (Linear Tape Open) est une technologie de stockage open-source sur bande magnétique, développée conjointement par HP, IBM et Seagate Chapitre 8 – Les périphériques de stockage page 5/30
Architecture et Maintenance des Ordinateurs
Faire comprendre aux étudiants l’architecture d’un ordinateur et ses périphériques ainsi que les interactions qui existent entres ses différents composants Maîtriser les différentes actions de maintenance des ordinateurs dans les TP Objectifs généraux Conditions de réalisation de la performance Critères d’évaluation
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Les entrées/sorties
Les périphériques
yLa fonction d'un ordinateur est le traitement de l'information (fonction réalisée au niveau de la mémoire et l'UC). L'ordinateur acquiert cette information et restitue cette information au moyen d'E/S 2La fonction de communication
yLes échanges d'informations entre les périphériques, le processeur central, la mémoire centraleEntrée
Traiter
Sortie
3Entrées/Sorties
yLes périphériques yDispositifs matériels permettant d'assurer les échanges d'informations en entrée et en sortie entre l'ordinateur et l'extérieur ou de stocker de manière permanente des informations Clavier Souris Imprimantes Écrans, ... 4Simple Configuration des E/S
Contrôleur E/S
Composant E/S
yDans le modèle LMC yE/S modélisées par des paniers IN/OUT yDans un ordinateur réel ces derniers sont remplacés par un contrôleur 5Contrôleurs E/S
y Communication entre les modules du processeur et les périphériques yLe but est d'adapter la diversité des périphériques (débit, tps de réponse, format des données, etc.) à une interface commune obéissant aux normes adoptés par le constructeur yDouble nature Communication avec la mémoire centrale et le microprocesseur Au travers de bus dits bus d'extension (ISA, USB, PCI, ...) Communication avec les périphériques Pilotage 6Entrées/Sorties
Processeur
centralMémoire
cacheMémoire
centraleUnité d'échange
Réseau
Bus 7Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.
7Exemples de composants E/S
8Gestion des entrées-sorties
yTrois méthodes de gestion des entrées- sorties yLa liaison programmée yLes entrées-sorties pilotées par les interruptions yL'utilisation d'un dispositif permettant des accès directs à la mémoire, DMA 9Liaison programmée
yModèle le plus simple dans lequel le contrôleur E/S est connecté à une paire de registres E/S (donnée&adresse) dans le CPU via un bus yProcesseur central est totalement utilisé pour contrôler et piloter les échanges avec le périphérique yTransfert d'un mot à la fois; le CPU reste bloqué durant toute la durée de l'échange 10Liaison programmée
yAnalogie entre les registres et les panier IN/OUT du modèle LMC yEn pratique, il y a plusieurs périphériques connectés au CPU (on utilise le champ d'adresse de l'instruction E/S;LMC - capacité d'adresser 100 E/S)
yCommunication très lente yUtilisation: yClavier d'ordinateur ycommunication avec des contrôleurs E/S 11Liaison programmée
yLe processeur fait une attente active: il attend que le périphérique soit libre en exécutant des instructions yMode de gestion est inefficaceOccupation unité centrale (UC)
UC système
WordPériphérique
1 233 4 Schéma temporel: Entrées-sorties programmées 12
Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.
12Liaison programmée, Exemple
13Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.
13Liaison programmée, Exemple
149-14
Entrées-sorties pilotées par les interruptions yInterruption ySignal qui force le processeur à l'interrompre l'exécution du programme en cours pour lancer une procédure spéciale appelée procédure d'interruption ylibère CPU de l'attente d'événements yFournis un contrôle d'E/S extérieur yExemples yEntrée imprévue ySituation anormale yInstructions illégales ymultitâches, multiprocesseurs 15 Entrées-sorties pilotées par les interruptions yLe périphérique utilise le mécanisme des interruptions pour signaler qu'il est prêt yTous les périphériques signalent unévénement au processeur par le biais d'une
ligne d'interruption unique en positionnant le signal correspondant yPour prendre en charge les interruptions leSystème d'exploitation dispose d'un ensemble
de programmes de gestion des interruptions yÀ la réception d'une interruption le programme en cours d'exécution est arrêté au profit du programme de gestion d'interruption 16Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.
9-16Le CPU - cycle de la gestion des interruptions
yCycle Fetch / Execute yCycle de la gestion des interruptions HALT STARTFetch Next
Instruction
Execute
Instruction
Check for
Interrupt
Interrupts Disabled
Process
Interrupt
17Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.
9-17Interruption
18 yPoint de vue de l'utilisateur yPossession en permanence le processeur sauf pendant les périodes où le processeur est attribué au programme de gestion de l'interruption et du pilote yTraitement en tâche de fond WordPilote imprimante
Système d'interruptions
Périphérique
Schéma temporel: Entrées-sorties pilotées par interruptions Entrées-sorties pilotées par les interruptions 1919Gestions des interruptions
yComment l'ordinateur identifie le périphérique demandant une interruption? yQue se passe t-il si une interruption arrive alors que l'ordinateur en traite déjà une autre? yQue se passe t-il si plusieurs interruptions arrivent en même temps? yPriorité? 2020Gestions des interruptions
yComment l'ordinateur identifie le périphérique demandant une interruption? yScrutation yIdentification du composant par scrutation, en interrogeant, tous les périphériques yInterruption "vectored" yLe périphérique après avoir déposé un signal d'interruption, place sur le bus de communication l'identification de l'interruption yMatériel supplémentaire 21Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.
21Interruptions "vectored"
22Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.
22Scrutation
23Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.
23Traitement de multiples interruptions
24Accès direct à la mémoire
yMécanisme d'interruptions est efficace yToutefois il ne faut pas que le temps utilisé par le processeur pour le programme de gestion d'interruption et du pilote soit trop important. Solution: Diminuer le nombre d'interruptions Chargement à partir de la mémoire principale sans utilisation du processeur central Dispositif DMA (Direct Memory Access) Composant matériel comprend -Un registre d'adresse -Un registre de comptage -Un registre de commande (lecture ou écriture) -Une zone tampon permettant le stockage de données -Un composant actif, de type processeur 2525Accès direct à la mémoire
yLe dispositif DMA est un composant matériel permettant d'effectuer des échanges entre mémoire centrale et unité d'échange sans utilisation du processeur yLe DMA se charge entièrement du transfert d'un bloc de données yLe CPU initialise l'échange en lui donnant l'identification du périphérique concerné, le sens du transfert, l'adresse en mémoire centrale du premier mot à transférer et le nombre de mots concernés par l'échange yLorsque l'échange est terminée, le DMA signale au CPU que l'opération est terminée par interruption 26Accès direct à la mémoire
yDMA yPendant tout le temps de l'opération d'e/s le processeur central est libreOccupation UC
UC Système
UC Utilisateur
Périphérique
Schéma temporel d'exécution avec un mécanisme de DMALe processeur est libre
2727
Accès direct à la mémoire
yPour les petits transferts il est préférables d'utiliser la liaison programmée, c'est aussi le cas pour l'initialisation et le contrôle d'un transfert DMA yExemple: Écriture/Lecture d'un bloc mémoire sur un disque 28Bus yBus yLignes associées aux données, adresses, contrôle (horloge, interruptions, lecture/écriture, exceptions, etc.) yUn PC actuel est organisé autour d'un (non exhaustif) yBus CPU yBus PCI (32/64-bits de largeur) y(qqfois) un bus ISA 29
Bus yUn Bus est un groupement de conducteurs
électriques permettant une connexion
physique et le transport de signaux entre les différents composants de l'ordinateur yLigne: Chaque conducteur dans le bus y4 types de signaux Les données Les adresses Le contrôle La puissance (parfois) 2930
Caractéristiques de bus
yLe nombre de conducteurs séparés yLa largeur (nombre de bits) des données yLa capacité d'adressage yLes lignes du bus sont dédiées pour un type de signal particulier ou sont partagées yLe débit - Le taux de transfert de données en bits par second yLa distance entre deux points finals du bus yTopologie yType de contrôle requis 3031
Catégories de Bus
yLes bus parallèles vs. Les bus série yDirection de transmission ySimplex - unidirectionnel yHalf duplex - bidirectionnel, une direction un certain temps yFull duplex - bidirectionnel simultané yMéthode de l'interconnexion yPoint-à-point - liaison: source à destination Câbles - Les bus point-à-point qui connectent vers un dispositif externe yBus Multipoint - [broadcast bus] Connecte les points multiple vers un autre bus Type de bus dans les réseau Ethernet (nécessite une technique d'adressage ≠ Bus point-à-point) 3132
Les bus parallèles vs. Les bus série
yLes bus parallèles yCe sont des bus simples constitués d'autant de fils qu'il y a de bits à transporter. Ces bus sont coûteux et peu fiables pour des distances importantes. Ils sont utilisés sur des distances courtes, par exemple, pour relier le processeur, la mémoire et les unités d'échanges. yLes bus série yIls permettent des transmissions sur de grandes distances. Ils utilisent une seule voie de communication sur laquelle les bits sont sérialisés et envoyés les uns à la suite des autres 3233
Point-à-point vs. Multipoint
Broadcast
busExample:
Ethernet
Plug- in deviceShared among
multiple devicesCopyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.
3334
Bus
Contrôleur E/S
Contrôleur E/S
Pont ,
Interfaces,
Chipset
Mémoire
Bus CPUBus spécial
yLes interfaces de bus étendent la flexibilité de l'architecture en convertissant le signal provenant d'un bus à un autre 35Bus 36