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Les ordinateurs sont des machines à usage général conçues pour suivre des instructions pour effectuer des tâches de traitement de données. Bien que l'architecture spécifique de différents types d'ordinateurs puisse être différente, tous les ordinateurs accomplissent traitement des données utilisant cinq éléments de base du système informatique: entrée, sortie, chemin de données, contrôle et mémoire. Chacun de ces éléments est associé à un ou plusieurs périphériques matériels intégrés à l'ordinateur ou connectés en externe.
Éléments d'un ordinateur:
Entrée et sortie
La communication avec le monde extérieur s'effectue via les éléments d'entrée et de sortie du système informatique. Les données sont entrées dans un ordinateur via des périphériques matériels externes tels que des souris, des claviers, des écrans tactiles et des périphériques de stockage. Une fois que les données ont été traitées, elles peuvent être converties dans un format lisible par l'homme pour une sortie vers des appareils tels que des imprimantes, des écrans, des haut-parleurs ou des écouteurs. L'ordinateur peut également convertir des données en d'autres formats de sortie, tels que des signaux électriques pour contrôler des équipements automatisés.
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Élément de chemin de données
L'élément datapath est composé de plusieurs unités qui effectuent le traitement des données au sein de la CPU (unité centrale de traitement), qui est souvent appelée le cerveau de l'ordinateur. La CPU interprète les instructions de programmation et contrôle les appareils internes et externes. L'une des unités les plus importantes de la CPU est l'ALU (unité arithmétique et logique), qui effectue des opérations arithmétiques et logiques sur les données. Certains ordinateurs disposent d'une unité de traitement graphique (GPU) dédiée pour prendre en charge l'affichage à grande vitesse d'images visuelles complexes. Le chemin de données contient également des circuits et des registres qui suivent les états du système, tels que le compteur de programme pour le logiciel en cours d'exécution.
Élément de contrôle
L'élément de contrôle de l'ordinateur est responsable du mouvement des données entre la mémoire et le CPU. Cet élément coordonne l'exécution des instructions du programme avec tous les autres éléments du système informatique en fournissant des signaux de synchronisation et de contrôle. Le travail de l'élément de contrôle est effectué par l'unité de contrôle (CU), qui sur la plupart des ordinateurs modernes fait partie de la CPU. L'unité de contrôle est souvent décrite comme le système nerveux central de l'ordinateur.
Élément de mémoire
Les ordinateurs utilisent à la fois la mémoire interne et externe lors de l'exécution des opérations. La mémoire interne est utilisée pour contenir les instructions du logiciel et les données associées pour les programmes en cours d'exécution. La mémoire interne se compose de RAM (mémoire à accès aléatoire), qui est temporaire car elle ne conserve les données que lorsque l'alimentation est appliquée. Lorsque l'ordinateur est éteint, la mémoire s'efface. Les données qui ne sont pas utilisées par l'ordinateur sont généralement stockées dans la mémoire externe sur des appareils tels que les disques durs et les lecteurs flash.