Introduction au matériel

Un ordinateur est un ensemble d’éléments dont la pièce principale est l’unité centrale. À cette dernière sont reliés les périphériques : moniteur (écran), clavier, souris, imprimantes, etc. On désigne par le terme de "composants" les éléments qui constituent la partie matérielle de l’unité centrale (hardware). Le ou les systèmes d’exploitation que vous installerez ainsi que les applications forment la partie logicielle (software).

Ce premier chapitre va nous permettre de faire connaissance avec les composants matériels de la machine ainsi qu’avec le fonctionnement du BIOS (Basic Input/Output System) et de l’UEFI (Unified Extensible Firmware Interface).

La carte mère

La carte mère (motherboard en anglais) désigne la carte la plus importante présente dans l’ordinateur. C’est un circuit imprimé qui permet d’assurer les échanges de données entre les différents composants matériels qui sont connectés à cette carte.

1. Le facteur d’encombrement

Ce terme permet de définir les dimensions et les caractéristiques électriques de la carte mère. Plusieurs normes ont été définies :

AT baby/AT plein format (Advanced Technology) est un format utilisé sur les premiers ordinateurs PC du type 386 ou 486.
ATX (Advanced Technology eXtended) (305 x 244 mm) et ses déclinaisons E-ATX (Extended ATX, au format 305 x 330 mm), MicroATX (244 x 244 mm), FlexATX (229 x 191 mm) et MiniATX (150 x 150 mm) est un format optimisé conçu par la société Intel et permettant une meilleure organisation des éléments.
ITX (Information Technology eXtended) et ses déclinaisons MiniITX (170 x 170 mm), NanoITX (120 x 120 mm) et PicoITX (100 x 72 mm) est un format développé par VIA pour ses plates-formes miniatures à faible dissipation thermique. Le format Mini-ITX est très prisé pour la conception de boîtiers de petite taille orientés multimédia.
BTX (Balanced Technology eXtended) et ses déclinaisons...

Le processeur

1. Les différents types de support

Le processeur (microprocesseur) ou CPU (Central Processing Unit) est un circuit intégré chargé d’interpréter les instructions et de traiter les données contenues dans la mémoire. La vitesse de traitement d’un processeur est exprimée en MIPS (millions d’instructions par seconde).

Il est placé sur la carte mère grâce à ces deux types de support :

Slot : sorte de connecteur rectangulaire dans lequel on enfiche le processeur verticalement.
Socket : connecteur carré possédant un grand nombre de petits trous sur lequel le processeur vient directement se placer.

Sur certaines cartes mères, il peut être soudé.

Les processeurs pour architecture x86 peuvent être classés en deux groupes selon le fabricant.

Pour les cartes mères destinées aux processeurs AMD :

Slot A : processeurs Athlon AMD.
Socket 754 : Athlon 64, Mobile Athlon 64, Sempron, Turion.
Socket 939 : Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron.
Socket 940 : Opteron et Athlon 64 FX.
Socket AM2 : Athlon 64, Athlon FX, Athlon X2, Sempron, Cammas.
Socket F : Opteron.
Socket AM3 : Phenom II, Athlon II, Sempron.
Socket G34 : Opteron 3^e génération.
Socket C32 : Opteron 3^e génération.
Socket FM1 : Llano Processor.
Socket AM3+ : FX (architecture Bulldozer).
Socket FM2 : Trinity (architecture...

La mémoire vive

La mémoire vive est un composant électronique permettant de stocker l’ensemble des données dont le processeur se sert à un moment précis. La RAM se présente sous la forme de barrettes enfichées sur la carte mère par l’intermédiaire d’un slot. La mémoire vive a un temps d’accès de quelques centaines de nanosecondes, tandis que celui du disque dur est de quelques millisecondes (cent mille fois plus). Une autre manière de dire que la mémoire vive est beaucoup plus rapide qu’un disque dur !

Le processeur prépare la mémoire à recevoir ou à envoyer les données contenues dans une zone d’adresse spécifique. Les adresses sont disposées selon un système de lignes et de colonnes insérées dans une matrice. Pour écrire une donnée, l’adresse est envoyée en X et en Y. Le signal RAS# (Row Address Strobe) désigne une adresse de ligne, tandis que le signal CAS# (Column Address Strobe) est employé pour une adresse de colonne.

Il existe trois principales normes de facteur de forme pour les modules de mémoire :

SIMM (Single Inline Memory Module) : ce type de barrettes possède 30 ou 72 broches. Dans ce dernier cas, il y a une encoche (appelée détrompeur) au milieu des broches.

DIMM (Dual Inline Memory...

Le stockage des données

Lors de la mise sous tension de l’ordinateur, celui-ci charge en mémoire vive une partie des fichiers stockés sur le disque dur et qui forment le système d’exploitation. Lorsque cette mémoire vive n’est pas suffisante, le système d’exploitation utilise une portion du disque dur appelée mémoire virtuelle ou fichier d’échange. On distingue plusieurs types de supports permettant de stocker les données :

Mémoire volatile : les données qui sont stockées dans la mémoire volatile seront perdues quand l’ordinateur sera éteint. Un bon exemple de mémoire volatile est la barrette mémoire (RAM ou Random Access Memory).
Mémoire non volatile : à l’inverse des précédentes, les données qui sont stockées dans la mémoire non volatile ne sont pas perdues quand l’ordinateur n’est plus alimenté. Par exemple, disque dur, disque SSD, DVD-Rom, etc.
Stockage magnétique : cet ensemble regroupe la plupart des périphériques de stockage fonctionnant selon le principe de l’électromagnétisme (combinant à la fois les propriétés électriques et les propriétés des aimants). Le disque dur est le périphérique de stockage magnétique principal de l’ordinateur....

Les périphériques d’entrées/sorties

On appelle "entrées-sorties" (parfois désignées sous l’acronyme I/O, de l’anglais Input/Output) les échanges de données entre le processeur et les périphériques qui lui sont associés. Ces périphériques sont classés selon le type de connecteur et le type de bus.

1. Les types de connecteur

Port série ou port COM : ces ports sont appelés port série car les données sont transmises sous forme de séries. Un ordinateur utilise le port série RS-232C. Il n’est plus guère présent sur les machines récentes.

Port parallèle : un port parallèle est composé de canaux qui permettent de transmettre simultanément 8 bits (ou 1 octet). Un port parallèle permet de raccorder des imprimantes disposant du câble correspondant. Ce port n’est plus utilisé actuellement.

Port USB (Universal Serial Bus) : la norme USB se divise en pas moins de quatre standards…

Le standard USB 1.1 propose deux modes de communication :

12 Mb/s en mode haute vitesse (1,5 Mo/s).
15 Mb/s à basse vitesse (0,19 Mo/s).

La norme USB 2.0 permet d’obtenir des débits pouvant atteindre 480 Mb/s, soit 60 Mo/s.
Le standard USB 3.0 permet d’obtenir des débits de 4,8 Gb/s, soit 600 Mo/s.
Le standard USB 3.1 permet...

Le BIOS

Le BIOS a été défini précédemment dans ce chapitre. Il est possible de modifier les paramètres qu’il contient en entrant dans le setup du BIOS et ainsi réussir le paramétrage ou le dépannage d’un ordinateur.

1. Entrer dans le setup du BIOS

Afin d’entrer dans le setup du BIOS, vous devez utiliser une touche ou une combinaison de touches préétablie. Cela dépend de la marque de votre BIOS ou de celui du fabricant de la machine. Il arrive souvent qu’en bas de l’écran, une mention, généralement en anglais, l’indique. Voici quelques pistes :

Un BIOS Award est accessible par la touche [Suppr] (l’équivalent français de la touche [Del]).
On rentre dans un BIOS Phoenix ou des machines de marque Acer en appuyant sur la touche [F2].
Tous les BIOS des ordinateurs de marque HP/Compaq s’activent en appuyant sur la touche [F10].
Les BIOS des ordinateurs de marque IBM/Lenovo sont accessibles par la touche [F1].
Vous pouvez également rencontrer les combinaisons de touches suivantes :

[Ctrl][Alt][Suppr]
[Ctrl][Alt][Esc]

Si aucune combinaison ne fonctionne, débranchez le clavier puis éteignez votre ordinateur. Rallumez ensuite votre machine. L’absence de clavier provoquera un message d’erreur et probablement l’affichage de la combinaison de touches permettant de modifier...

L’UEFI

L’UEFI, initialement développé par Intel sous le nom d’EFI (Extensible Firmware Interface), est un programme destiné à se substituer au BIOS pour certaines fonctionnalités. L’intérêt de ce programme qui prend place entre la couche matérielle et le système d’exploitation est d’ajouter des fonctionnalités évoluées au BIOS, comme, par exemple, supporter des disques de capacité supérieure à 2,2 To ou encore permettre un démarrage sécurisé du système d’exploitation. On retrouve cette fonctionnalité dans Windows 8 et Windows 10 sous le nom de démarrage sécurisé ou Secure Boot en anglais.

Comme pour le BIOS, il n’y a pas d’UEFI qui ressemble à un autre. Toutefois, l’esprit et l’utilisation de ce type de programme restent relativement similaires.

Nous allons dans la suite de cette section voir comment configurer l’UEFI pour activer les fonctionnalités de virtualisation du microprocesseur de la machine.

La dernière version des spécifications de l’UEFI est la 2.8. L’UEFI est une interface compatible avec les plates-formes Itanium (IA-64), x86 (32 bits et 64 bits) et ARM. L’UEFI permet de supporter les disques de plus de 2,2 To grâce à la compatibilité avec le partitionnement de disques...

Les problèmes matériels

Nous n’avons pas la prétention d’aborder tous les problèmes que vous pourrez rencontrer mais juste vous indiquer quelques éléments de solution.

1. Assembler un ordinateur

Sur une machine ancienne

Nous avons déjà vu que les périphériques IDE doivent être correctement définis (maître ou esclave). En cas de doute, et si vous voulez configurer un lecteur en esclave, laissez-le sans cavalier. Sur un même port IDE, il est indispensable de placer le lecteur le plus rapide en maître. De manière générale, évitez de relier sur la même nappe un lecteur de CD-ROM ou un graveur avec un disque dur.

Chaque lecteur doit être relié à l’alimentation par un des cordons prévus à cet effet.

Les nappes IDE ont un sens. Le liseré rouge doit être orienté vers la prise d’alimentation du disque dur. Sur la carte mère, un symbole situé à côté du connecteur IDE doit vous permettre de vous repérer. Mais, le plus souvent, un détrompeur est présent sur le connecteur de la nappe.

Si toutefois vous observez qu’un lecteur reste constamment allumé, alors c’est que la nappe IDE qui le relie à la carte mère est montée à l’envers.

Sur une machine récente

Les nappes...

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