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Les périphériques d'entrée et de sortie (E/S) communiquent avec un système informatique via une combinaison d'interfaces matérielles et logicielles. Les spécificités dépendent de l'appareil et du système d'exploitation, mais le processus général implique les étapes suivantes :
1. Interface matérielle : Chaque périphérique d'E/S se connecte à l'ordinateur via une interface spécifique, telle que :
* USB : Une interface commune pour de nombreux appareils tels que les claviers, les souris, les imprimantes et les disques externes.
* Ports série/parallèle (moins courants maintenant) : Anciennes interfaces pour connecter des appareils.
* HDMI, DisplayPort, DVI : Interfaces pour la sortie vidéo.
* Ethernet : Pour les connexions réseau.
* Bluetooth, Wi-Fi : Interfaces sans fil.
* PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) : Une interface haute vitesse pour les périphériques internes tels que les cartes graphiques et les cartes son.
L'interface fournit une connexion physique et définit les signaux électriques utilisés pour la communication.
2. Pilotes de périphérique : Les pilotes de périphérique sont des programmes logiciels qui agissent comme traducteurs entre le système d'exploitation et le périphérique d'E/S. Ils « comprennent » l'interface matérielle spécifique et les commandes de l'appareil. Ils traduisent les requêtes du système d'exploitation en signaux que l'appareil comprend et vice versa.
3. Interaction avec le système d'exploitation : Le système d'exploitation (comme Windows, macOS ou Linux) gère l'interaction entre le pilote de périphérique et les applications. Lorsqu'une application souhaite utiliser un périphérique d'E/S (par exemple, imprimer un document), elle adresse une requête au système d'exploitation.
4. Interruptions : De nombreux périphériques d'E/S utilisent des interruptions pour signaler au processeur lorsqu'ils ont des données prêtes (entrée) ou qu'ils ont terminé une tâche (sortie). Une interruption est un signal qui suspend temporairement la tâche en cours du processeur pour gérer la demande d'E/S.
5. Transfert de données : Les données sont transférées entre le périphérique d'E/S et la mémoire de l'ordinateur à l'aide de l'interface matérielle et du pilote de périphérique. Ce transfert peut être mis en mémoire tampon (stocké temporairement) pour optimiser les performances.
6. Interaction avec les applications : Une fois le transfert de données terminé, le système d'exploitation en informe l'application. Pour la saisie, l'application reçoit les données; pour la sortie, l'application sait que l'opération est terminée.
Exemple (clavier) :
1. Vous appuyez sur une touche de votre clavier.
2. Le clavier envoie un signal (via USB) à l'ordinateur indiquant quelle touche a été enfoncée.
3. Le contrôleur USB de la carte mère détecte le signal.
4. Le pilote du clavier intercepte le signal et le traduit en code de caractère.
5. Le système d'exploitation reçoit le code de caractère.
6. Le système d'exploitation envoie le code de caractère à l'application qui a le focus.
7. L'application affiche le caractère à l'écran.
En bref, les périphériques d'E/S communiquent via une architecture en couches :l'interface matérielle physique, le pilote de périphérique faisant office de traducteur, le système d'exploitation gérant les ressources et l'application qui utilise finalement l'entrée ou affiche la sortie. Le processus implique un codage et un décodage minutieux du signal, une mise en mémoire tampon des données et une gestion des interruptions pour garantir une communication fiable et efficace.
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