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Un schéma fonctionnel simplifié d'un ordinateur numérique comprend généralement les composants suivants et leurs interconnexions :
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+-----------------+ +-----------------+ +-----------------+
| Entrée |---->| Unité de contrôle |---->| Arithmétique |
| (Clavier, etc.)| | (CU) | | Unité logique |
+-----------------+ +-----------------+ | (ALU) |
^ | +-----------------+
| |---->| Mémoire |
| | |(RAM, ROM, etc.)|
+-----------------+ | | +-----------------+
| Sortie |<-+ | |
| (Moniteur, etc.) | | |
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Composants et leurs fonctions :
* Entrée : Cette unité reçoit des données et des instructions provenant de sources externes, telles qu'un clavier, une souris, un scanner ou une connexion réseau. Il convertit ces données dans un format compréhensible par l'ordinateur (binaire).
* Unité de contrôle (CU) : Le « cerveau » de l’ordinateur. Il récupère les instructions de la mémoire, les décode et ordonne aux autres composants d'exécuter les instructions. Il gère le timing et le séquencement des opérations.
* Unité arithmétique et logique (ALU) : Effectue des opérations arithmétiques (addition, soustraction, multiplication, division) et des opérations logiques (AND, OR, NOT, XOR) sur les données.
* Mémoire : Stocke les données et les instructions. Cela inclut à la fois la mémoire vive (RAM), qui est volatile (perd des données lorsque l'alimentation est coupée), et la mémoire morte (ROM), qui est non volatile (conserve les données même lorsque l'alimentation est coupée). D'autres types de mémoire, comme le cache, peuvent également être inclus.
* Sortie : Cette unité affiche ou envoie les données traitées à des périphériques externes, tels qu'un moniteur, une imprimante ou des haut-parleurs. Il convertit les données binaires internes de l'ordinateur dans un format lisible ou utilisable par l'homme.
Flux de données :
L'unité de contrôle récupère les instructions de la mémoire. Il décode ensuite l'instruction et envoie des signaux à l'ALU et/ou à la mémoire pour effectuer les opérations nécessaires. Les résultats sont ensuite stockés en mémoire ou envoyés à l'unité de sortie. Les données d'entrée sont introduites dans la mémoire et/ou dans l'ALU selon les besoins.
Diagrammes plus détaillés :
Des diagrammes plus complexes incluraient des composants supplémentaires tels que :
* Système de bus : Un ensemble de fils qui relient tous les composants, leur permettant de communiquer.
* Registres : Petits emplacements de mémoire à grande vitesse au sein du CPU (Central Processing Unit - qui englobe le CU et l'ALU).
* Mémoire cache : Un type de mémoire très rapide qui stocke les données fréquemment consultées.
* Contrôleur d'interruption : Gère les interruptions, qui sont des signaux indiquant des événements nécessitant une attention immédiate.
* Contrôleurs d'E/S : Gérer la communication avec les périphériques d'entrée et de sortie.
Ce diagramme simplifié fournit une compréhension de base des composants fondamentaux et de leurs relations dans un ordinateur numérique. Le niveau de détail peut être considérablement augmenté en fonction de l'objectif et du public visé.
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