Cours / Formation Débutant > L'unité centrale

Le "centre nerveux" de la machine est le microprocesseur.

Il s'agit d'un composant électronique très sophistiqué et très miniaturisé. Dans cette "puce" électronique, on distingue trois sous-unités qui sont respectivement :

• l'unité de traitement (u.t.) : c'est elle qui exécute et organise les travaux réalisés par le processeur ; ·
• l'unité arithmétique et logique (u.a.l.) qui est spécialisée dans les calculs simples (additions, multiplications, ...) que doit effectuer le processeur dans certaines tâches ; ·
• l'unité mathématique qui est spécialisée dans les calculs plus complexes : c'est la calculatrice scientifique de l'unité de traitement.

Chacune des parties du processeur est reliée aux autres par des connexions électriques appelées des bus.

L'ensemble est protégé par un boîtier en matière plastique. Un petit ventilateur généralement posé sur le microprocesseur sert à le refroidir.

Il existe différents modèles de microprocesseurs: différentes marques et différentes puissances.

Au microprocesseur, on associe des unités de mémoire qui constituent la mémoire centrale. Elles se présentent généralement sous la forme de petites barrettes que l'on peut enficher dans un support.

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Retrouve ces éléments dans un PC dont on a ouvert la console.

Comment il fonctionne.

Le microprocesseur ressemble un peu à un cerveau, puisque c'est lui qui réalise tous les travaux dont la machine est capable.

Quelles sont les capacités réelles du microprocesseur ?

L'unité de traitement du microprocesseur est le chef d'orchestre des travaux effectués par l'ordinateur. C'est elle qui exécute les programmes qu'on lui fournit, c'est-à-dire des listes d'instructions.

Ces instructions sont extrêmement simples :

• déposer une certaine valeur dans une case de la mémoire centrale,
• recopier une valeur d'une case dans une autre case,
• aller chercher l'instruction suivante à telle case de la mémoire centrale,
• ...
• réaliser des calculs arithmétiques à l'aide de l'unité arithmétique et logique(u.a.l.) ou l'unité mathématique.

L'unité arithmétique et logique et l'unité mathématique du microprocesseur aident l'unité de traitement dans ses problèmes de calculs ; les résultats des calculs sont transférés à l'unité de traitement.

Un processeur n'est capable que de deux choses :

1. réaliser des calculs plus ou moins complexes à très grande vitesse ; ·
2. sélectionner et exécuter telle ou telle partie du programme en fonction du résultat d'un test.

Un processeur n'est donc pas capable de:

• comprendre un texte ;
• décider tout seul d'actions à prendre ;
• ...

Le seul avantage du microprocesseur sur l'être humain est sa vitesse de calcul. Actuellement (avril 2004), les microprocesseurs sont souvent capables d'exécuter près de 3 milliards d'opérations (simples) par seconde.

Mais, de toute façon, un microprocesseur (et donc un ordinateur) est incapable d'effectuer le moindre travail si on ne lui fournit pas des listes d'instructions précises dans le seul langage qu'il comprend : le langage machine. De telles listes d'instructions sont appelées des programmes d'ordinateur.

L'ordinateur n'est qu'un imbécile qui va très vite

La mémoire centrale de l'ordinateur est conçue pour y déposer des informations que le processeur ne peut pas retenir.

La mémoire centrale est organisée en cases dans lesquelles on peut déposer des informations. Les informations sont très simples : il ne peut s'agir que de signes 0 et 1. Chaque case élémentaire capable de mémoriser 0 ou 1 est appelée un bit (abréviation de binary digit).

Le cadre ci-dessous représente une petite partie de la mémoire centrale d'un ordinateur à un moment donné.

La solution qui a été trouvée est de grouper des séries de chiffres comme dans le nombre 10, par exemple.

L'ordinateur ne dispose, quant à lui, que de deux signes pour représenter les chiffres: 0 et 1. Comment faire si l'on veut que l'ordinateur traite des nombres plus grands que 1 ?

Il suffit alors de grouper des ensembles de bits de manière à leur faire correspondre des nombres plus grands.

Dans le tableau ci-dessous, chaque nombre est codé sur 8 bits.

• Pour représenter la valeur 0, tous les bits sont mis à la valeur 0.
• Pour représenter la valeur 1, le bit le plus à droite est mis à la valeur 1.

• Pour représenter la valeur 2, il faut maintenant utiliser un rang supplémentaire, comme lorsque l'on ajoute 1 à la valeur 9 dans le système décimal.

La mémoire de l'ordinateur est arrangée de manière à grouper des séries de 8 bits. Un ensemble de 8 bits est appelé un octet (ou un byte en anglais ).

Tout ceci est facile à illustrer à l'aide de la calculatrice intégrée au logiciel Windows.

1. Clique sur le bouton ,
2. cherche la commande "Programmes", puis
3. l'option "Accessoires" et finalement
4. démarrer la calculatrice
5. Dans le menu "Affichage" de la calculatrice sélectionne, si nécessaire, l'option "Scientifique".
6. Fais passer la calculatrice en mode "binaire" en cochant le bouton "Bin".

Remarque que seuls les chiffres 0 et 1 sont disponibles. Les autres chiffres sont grisés; il est impossible de les actionner dans ce mode.

Le code morse est composé de points (" . ") et de barres (" - "). A une certaine combinaison de points et de barres correspond une lettre ou un chiffre.

Exemples : " .- " = " A " " -.. " = " B " " -.-. " = " C " ...

En utilisant des " 0 " et des " 1 " à la place des " . " et des " - " , il est également possible de coder des caractères. Exemples : "1000001" = " A " "1000010" = " B " "1000011" = " C " ...

Grâce à ce système, il est possible de faire correspondre des codes à 256 caractères différents. Un octet permet donc de mémoriser un caractère alphabétique, numérique, signe de ponctuation, ... dans la mémoire centrale.

Les 31 premiers codes sont réservés pour certains besoins techniques. Par exemple, le code "10" correspond à un "passage à la ligne" dans un texte.