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Ordinateur

On peut décrire un ordinateur en suivant l'architecture de Von Neumann, un modèle permettant de représenter des systèmes informatiques simples. Dans ce modèle, illustré par la figure 1 à la page suivante, un ordinateur est décomposé en quatre parties :

  • L'unité arithmétique et logique (Arithmetic Logic Unit (ALU) en anglais), aussi appelée unité de traitement, est celle où se déroulent toutes les opérations de base, notamment les opérations arithmétiques comme les additions.
  • L'unité de contrôle s'assure du déroulement correct de l'exécution des programmes en se chargeant du séquençage des opérations.
  • La mémoire contient à la fois le programme à exécuter et les données qu'il va utiliser et créer. Elle se divise en deux parties : la mémoire volatile est celle utilisée lorsque l'ordinateur est en cours de fonctionnement et la mémoire permanente est celle qui permet le stockage permanent d'informations.
  • Les dispositifs d'entrée-sortie permettent à l'ordinateur de communiquer avec le monde extérieur. Les entrées lui permettent de récupérer des informations (la souris, le clavier, le réseau, etc.) et les sorties lui permettent de produire des résultats (l'écran, l'imprimante, le réseau, etc.).
Architecture von Neumann
L'architecture de Von Neumann décrit un ordinateur comme étant composé de quatre entités interagissant entre elles pour exécuter des programmes.

Tout ordinateur, ainsi qu'une série d'autres appareils électroniques, peuvent être modélisés grâce à cette simple architecture. Dans ce modèle, de nombreux transferts de données se font entre la mémoire et l'unité de traitement, pouvant mener à un ralentissement global du système. De nos jours, la vitesse des processeurs n'a cessé d'augmenter, tout comme la quantité de mémoire disponible, autant la volatile que la permanente.

Néanmoins, les progrès en termes de vitesses de transfert de données n'ont pas été aussi marquants, ce qui conduit à un goulot d'étranglement entre la mémoire et l'unité de traitement. L'architecture de Von Neumann a donc été améliorée pour pallier cette faiblesse, en ajoutant, par exemple, des systèmes de cache, du multithreading, des nouveaux types de mémoire volatile, etc.

Nous allons en rester là pour ce descriptif des ordinateurs, puisque ce n'est pas le but de ce livre, et passer directement à son sujet principal, à savoir la programmation.