2. Les éléments centraux usuels

L'alimentation électrique. Elle est parfois complétée ou remplacée par une batterie, pour un portable, ou un onduleur, pour une machine fixe. Un onduleur est essentiellement une batterie externe. Les serveurs (ou les grappes de serveurs) sont souvent dotés deux alimentations, pour limiter les risques en cas de défaillance.

La carte mère est un circuit imprimé sur lequel sont soudés ou enfichés les divers composants de l’unité centrale. Elle est munie de certains connecteurs réservés (socket ou slot pour le processeur, bus AGP pour les cartes graphiques, connecteurs spéciaux pour les lecteurs de disques...) et de connecteurs génériques pour les cartes de périphériques : ISA (vieille norme PC), NuBus (vieille norme Mac), PCI... Les cartes connectées à la carte mère sont appelées cartes filles.

La mémoire centrale, composée de RAM (random access memory : mémoire à accès aléatoire) ou mémoire vive et de ROM (read only memory : mémoire en lecture seulement, cette formulation n'est, en fait, plus appropriée) ou mémoire morte. La mémoire vive sert à stocker l'information en cours de traitement. La mémoire morte contient des programmes qui permettent de définir la configuration permanente de l'ordinateur (setup, la configuration étant stockée dans une mémoire particulière appelée CMOS) et qui permettent de démarrer l'ordinateur, charger le système d'exploitation et gérer les fonctionnalités de base de l'infrastructure matérielle (BIOS). Les deux types de mémoire ont un fonctionnement similaire : lire et écrire dans des cases (généralement de 4 ou 8 octets) repérées chacune par une adresse (généralement de 32 ou 64 bits). Les RAM sont généralement des mémoires très rapides mais qui perdent leurs données quand elles ne sont plus alimentées électriquement. Les mémoirees mortes ne sont souvent plus aujourd'hui réellement des ROM : ce sont souvent des mémoires "flash" similaires à celles des clés USB et cartes mémoire.

Le ou les processeurs centraux (ou CPU : cental processing unit), qui effectuent les traitements principaux de l'information. Aujourd'hui la plupart des ordinateurs personnels comportent plusieurs processeurs regroupés sur la même puce. Les ordinateurs comportent généralement plusieurs processeurs secondaires : processeur graphique, contrôleur de disque etc. ; ceux-ci sont considérés comme périphériques. La notion de "puissance" d'un processeur n'a aucun sens dans l'absolu. On peut au mieux compter la fréquence de l'horloge qui cadence ses travaux (en GHz, gigahertz), mais cette quantité n'a de signification qu'à l'intérieur d'une famille de processeurs donnée.

Figure 4.2. Le mythique Z80 (une des nombreuses version) (DR)

Le mythique Z80 (une des nombreuses version) (DR)

Pour accélérer l'accès des processeurs aux données en mémoire, les ordinateurs sont souvent dotés de systèmes de mémoire cache. Ce système est composé de deux à trois niveaux de cache de taille croissante et de vitesse décroissante. Le cache de niveau 1 (L1), intégré au processeur, est très rapide mais peu volumineux (pour des raisons de coût), celui de niveau 2 (L2), plus lent est dans le processeur ou sur la carte mère. Quand il y en a un, le cache de niveau 3 est sur la carte mère.