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FONCTIONNEMENT d’un ORDINATEUR

Introduction

Nous avons vu précédemment que l’informatique est caractérisée à la fois par le matériel (Hardware), mais aussi par les logiciels (Software). Ces deux éléments constitutifs de la science  Informatique sont étroitement liés. Ü L’un n’étant rien sans l’autre.

Notre précédente définition du mot ordinateur (dans un sens tout public) était l’association :

bullet

de l’Unité Centrale,

bullet

des différents périphériques,

bullet

des logiciels de bases.

L’ensemble matériel, et logiciel constituent un système informatique, qui va permettre à un utilisateur d’effectuer un travail sur son ordinateur.Le système informatique

Un système informatique est constitué d'un ensemble de couches, qui vont du noyau matériel (l'ordinateur) aux différentes applications fournies à l'utilisateur (les Programmes ou Logiciels).

Schéma des différentes couches d'un système informatique

Rappel : Un LOGICIEL est un programme, ou ensemble de programmes directement compréhensibles par l'ordinateur; c'est à dire un ou des fichiers exécutables (en code machine).

On associe généralement à chaque logiciel un domaine particuliers d'action, qui dépend d'un des domaines informatiques (Système, Réseaux, Gestion, Bureautique, Informatique industrielle, Production, Edition, Programmation, Atelier de Génie Logiciel ...)

exemples :

Domaine  Logiciels
Système
Réseaux
Gestion
Bureautique
Industriel
Production
Edition
Programmation
A.G.L.
...
Système d’exploitation, utilitaires, ....
Système d’exploitation, partage de ressource, proxy/firewall, ...
Paye, Comptabilité générale, Gestion commerciale, ...
Traitement de texte, Tableur, grapheur, ...
Pilote de robot, Gestion de production assistée ,...
Gestion de chaîne de production, ....
P.A.O., D.A.O, ...
Langage de programmation, Assembleur,...
Conception d’application graphique, Logiciel de R.A.D, ... 

Le logiciel de base de tout ordinateur

Le système d’exploitation

Ce logiciel de base porte le nom de SYSTEME d'EXPLOITATION, il va permettre la mise en oeuvre des différents éléments de l'ordinateur.

Il est chargé :

bullet de la gestion des traitements,
bullet du stockage des informations (Données, et Programmes),
bullet de la gestion des Entrées/Sorties.

Un Système d'Exploitation est composé :

Ø d'une partie résidente (COMMAND.COM pour le MS-DOS, ..., et les Windows, depuis 95) qui gère les tâches précédemment décrites de façon transparente à l'utilisateur,

Ø et d'un ensemble de programmes utilitaires qui vont permettre une manipulation plus aisée des ressources de l'ordinateur (commandes externes pour le MS-DOS exemple FORMAT, XCOPY, BACKUP, ...en mode texte ou graphique) sans oublier les indispensables antivirus.

Remarque : chaque commande externe est en fait un fichier exécutable (programme en langage machine).

Quelques exemples de système d’exploitation :

bullet MS-DOS 6.22, WINDOWS(95, 98, NT, Me, 2000, XP, 2003), OS/2-WARP, LINUX... sur compatible PC,
bullet Système 10 (MacOS) sur les MacIntosh
bullet UNIX, GCOS, VSM... sur mini-ordinateur,
bullet PROLOGUE, MOS, PICK, Be OS...

Les environnements de travail graphiques

La couche du système d’exploitation (en mode texte) étant trop souvent peu conviviale aux utilisateurs (et surtout au non informaticien), un certain nombre de constructeurs (logiciel) ont décidé de développer des environnements plus agréables (le premier fut XEROX).

Ces environnements sont des interfaces systèmes graphiques qui permettent à l'utilisateur de disposer à la fois d'un important confort de travail (gestion des interventions systèmes considérablement simplifiées), mais aussi d'une grande quantité d'utilitaires faciles à mettre en œuvre (AGENDA, BLOC-NOTES, CALCULATRICE, HORLOGE, DEFRAGMENTEUR ...) à l’aide de la souris.

Les interfaces graphiques intègrent désormais le mode de gestion multitâches (un même utilisateur peut ouvrir plusieurs applications simultanément Tableur, Traitement de textes, ... et basculer d'une tâche à une autre sans être obligé de quitter la première pour passer à la seconde).

L’essor de ces environnements est actuellement fulgurant (MacOS sur les machines Apple, Windows (95, 98, NT, Me, 2000, XP, 2003), WARP, Be OS sur compatible IBM-PC, X-Window sur machine UNIX) est doit remplacer définitivement les anciens systèmes d’exploitation.

Les logiciels de niveau supérieur

La couche logicielle est la couche d'un système informatique la plus accessible à un utilisateur non informaticien.

C'est la couche de mise en oeuvre des progiciels, et des logiciels utilisateurs ;

Ä ces programmes font eux mêmes appels aux autres couches inférieures du système informatique, et ceci de façon le plus souvent transparente pour l'utilisateur.

Les langages de programmations

Ce sont des logiciels qui vont permettre l'écriture d'autres programmes, ils sont composés d'un certain nombre de programmes spécialisés (éditeur de textes, compilateur ou interpréteur, éditeur de lien, débbugueur, ...).

L'objectif est de pouvoir développer à partir d'un langage proche du langage naturel une application informatique compréhensible par l'utilisateur, et conforme au demandeur.

Langage NATUREL (homme)
          Ä Langage de PROGRAMMATION (interface algorithmique)
                        Ä Langage MACHINE (ordinateur).

Il existe une multitude de langage de programmation (en mode texte ou graphique).

exemple :

bullet

Visual Basic, Pascal/Delphi, C++, C#, Cobol, Eiffel, Prolog, LISP, ADA, Java...

Les Gestionnaires de bases de données (S.G.B.D.)

Ce sont des logiciels qui permettent de gérer de grandes quantités d'informations réparties en fichiers. Le but de ces logiciels est de cacher à l'utilisateur final l'implantation de l'information en ne lui donnant qu'une interface externe (utilisateur) qui va lui permettre de travailler de façon transparente sur les données qu'il souhaite consulter, modifier, détruire, ...

Le développement des Systèmes de Gestion de Bases de Données (SGBD) est actuellement en plein essor, est nécessite de plus en plus à la fois des ordinateurs puissants, et de grandes capacités de stockage des données. On trouve donc 2 gammes de logiciels qui gèrent les informations à plus ou moins grande échelle : les Systèmes de gestion de fichiers, et les Systèmes de Gestion de Bases de Données; ces derniers les plus puissants, et performants sont équipés d'un langage de requête d'interrogation de la Base (SQL, QBE, langage propre à l'application (langage Xbase pour Dbase ou FoxPro, ou VBA pour Access, ...)), qui permet de programmer les applications.

L’objectif est de pouvoir informatiser des systèmes d’informations (entreprises, sociétés, organisations, ...).

Il existe au même titre que les langages de programmation un grand nombre de S.G.B.D.

exemple :

bullet

Access, Paradox, Oracle, Informix, Sybase, SQL Serveur, MySQL...

Les Logiciels Professionnels

Il existe en fonction des diverses domaines un grand nombre de logiciels professionnels, le développement de tels types de logiciels va dépendre en grande partie des demandes des futurs utilisateurs.
Rappel : On parle (ou parlait) de progiciel : produit logiciel définissant l'ensemble des composants d'un logiciel (dont la documentation utilisateur et technique en fonction des contextes). On peut aujourd'hui (en particulier grâce à des règles juridiques et un consensus de la part des constructeurs logiciels) ne plus faire de différence entre le terme logiciel et progiciel.

On répertorie alors trois catégories de logiciels :

- les logiciels standards : tableur, traitement de textes, gestionnaire de fichiers ou de bases de données, intégrés, publication assistée ...

- les logiciels professionnels spécifiques : un particulier demande à une S.S.I.I., ou à un service informatique interne de lui développer un produit bien spécifique qui va correspondre à des besoins très ciblés, et qui ne donneront pas lieu à une grande diffusion du logiciel.

exemple : Logiciel de gestion de constructions navales, simulateur de vol, logiciel de caisse enregistreuse dans un magasin donné.

Le développement va se faire par un travail conjoint entre le demandeur, et le développeur, qui vont rédiger un cahier des charges (document contractuel) qui répertoriera l'ensemble des tâches que devra assurer le logiciel une fois fini.

- Les logiciels professionnels standards : un certain nombre de professionnels des développements informatiques ont répertorié dans des domaines précis des besoins communs à tous les utilisateurs; ils ont alors développé des logiciels répondants à ces besoins, qu'ils proposent à la clientèle ciblée au départ du développement.

exemple : Logiciels de comptabilité générale des entreprises, de gestion des payes, de gestion du personnel, de gestion commerciale, de gestion des stocks, ...; mais aussi de gestion de projets, ou encore logiciels de gestion des prêts de cassettes dans une vidéothèque, de gestion de la population en mairie, des utilitaires d'aides au développement d'application, etc. ...

Les caractéristiques de ces logiciels sont une diffusion importante, et souvent des règles législatives strictes. Les distributeurs proposent à leur clientèle un logiciel qui correspond à des besoins standardisés, avec le plus souvent la possibilité de personnaliser le logiciel par un paramétrage adapté.

Les Jeux

On ne peut terminer l'études des divers logiciels du marché sans citer les JEUX, qui sont aujourd'hui une multitude, et qui à l'instar des consoles de jeux, représentent un chiffre d'affaire loin d'être négligeable; ce qu'ont très bien compris un certain nombre de sociétés spécialisées.

Démarrage d’un système informatique

Le matériel seul ne peut être d’aucune utilité dans un quelconque traitement informatique, il faut pour cela l’intervention de la partie logiciel.

Au démarrage (mise sous tension) l’ordinateur a besoin de connaître sa configuration de base, c’est à dire les éléments qui le constitue (type de processeur, présence de coprocesseur, taille de la mémoire vive, adresse des divers éléments,...).

L’ordinateur va trouver ces différentes informations en chargeant, et exécutant les routines systèmes de base qui se trouvent en mémoire morte (R.O.M.).

L’ordinateur va ensuite demander le chargement en mémoire centrale d’un système d’exploitation (un processeur peut fonctionner avec différents systèmes d’exploitation). Habituellement le système d’exploitation est stocké sur disque dur.

Question (ancestrale ou suite à un plantage système) : D’ou vient le système d’exploitation dans un système sans disque dur?

Réponse :

D’une disquette système (disquette qui contient les fichiers (exécutable) du système d’exploitation). On parle aussi de disquette ² AutoBoot² ou disquette de démarrage.

Question : Pourquoi charger les programmes du système d’exploitation en mémoire vive ?

Réponse :

Pour des questions techniques de vitesse d’accès plus rapide en mémoire vive.

Après le chargement de la partie résidente du système d’exploitation, la main va être donnée à l’utilisateur, qui va pouvoir demander l’exécution de ses applications.

Schéma de la mise en route d’un ordinateur

 

 Chargement et exécution de la configuration matérielle de base de l’ordinateur.
‚
Chargement et exécution de la partie résidante du système d’exploitation.

ƒ
La main est fourni à l’utilisateur.

Fonctionnement d’un programme

Remarque :

Pour pouvoir être exécuté un programme doit se trouver impérativement en mémoire centrale.

Donc si l’on veut pouvoir utiliser une application par l’intermédiaire d’un ordinateur, il faut que l’utilisateur en demande l’exécution, c’est à dire le chargement par l’ordinateur du programme (en langage machine) en mémoire centrale.

Le processeur va par l’intermédiaire de son ² unité de contrôle² fournir les instructions du programme à son ² unité de traitements² qui va les exécuter, et rendre les résultats.

Attention
             Un programme exécutable est un fichier d’instructions en langage machine,
       et
             un programme source est un fichier d’instructions en langage de programmation.

Schéma de l’exécution d’un programme

 Chargement en mémoire centrale du programme exécutable (instructions), et de sa zone de données.
‚
Chargements des instructions du programme par l’unité de contrôle du processeur.

ƒ
Exécutions des instructions par l’unité de traitements du processeur.

„
Restitutions des résultats.

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