Description d'un ordinateur.

Un ordinateur (ou micro-ordinateur) est constitué de quatre unités reliées entre elles par des fils nommés bus ;
– l'unité d'entrée permet de piloter l'ordinateur pour saisir des informations. Les périphériques d'entrée les plus fréquents sont la souris et le clavier ;
– l'unité mémoire stocke les données. L'ordinateur utilise deux types de mémoires : la mémoire vive (RAM, pour Random Access Memory) qui sauvegarde temporairement les informations (son contenu disparaît lorsqu'on éteint l'ordinateur) ; la mémoire morte (ROM, pour Read Only Memory) qui n'est accessible qu'en lecture et qui conserve son contenu hors tension. Le disque dur constitue une autre forme de stockage de données de plus grande capacité ;
– l'unité de traitement manipule les données selon des instructions fournies par un programme. Ce traitement est confié à des microprocesseurs, connectés sur un circuit intégré ;
– l'unité de sortie (écran de l'ordinateur, imprimante…) affiche les résultats.

Ces quatre unités constituent ce que l'on appelle « le matériel informatique » (hardware en anglais).

Fonctionnement d'un ordinateur.

Un ordinateur est une machine de traitement de l'information dont le fonctionnement repose sur ses programmes (également appelés logiciels) stockés en mémoire. Un programme (software en anglais) est une série d'instructions qui indiquent à l'ordinateur ce qu'il doit faire. Les programmes sont écrits en binaire (langage machine), c'est-à-dire des suites de 0 et de 1, qui représentent deux états fondamentaux en électronique : le courant électrique passe ou ne passe pas. Il existe deux types de programmes :
– les systèmes d'exploitation (Windows, MacOS et Linux étant les plus connus), qui permettent à l'ordinateur de fonctionner en assurant la communication entre les différentes unités ;
– les logiciels d'application, qui remplissent des fonctions précises, tels que les logiciels de traitement de texte, de mise en page ou encore les jeux vidéo, etc.

L'ordinateur traite les instructions très rapidement (à des cadences de l'ordre de 100 milliards par seconde pour un ordinateur de 2010), mais les instructions directement exécutables par la machine portent sur des opérations très élémentaires. D'où l'importance des logiciels, qui permettent d'exprimer des choses complexes, et la nécessité de les écrire dans des langages informatiques dits « évolués », plus synthétiques que le langage machine et lisibles par l'homme.

Les générations d'ordinateurs.

La première génération d'ordinateurs (1950-1958) utilise des tubes électroniques (ou tubes à vide) et sont donc très volumineux – l'ENIAC (Electronic Numerator Integrator and Computer), premier ordinateur entièrement électronique conçu en 1945, contient 18 000 tubes à vide et pèse environ 30 tonnes. La deuxième génération d'ordinateurs (1959-1964) utilise des transistors, ce qui permet la miniaturisation des unités centrales et une diminution importante de l'énergie consommée. Avec la troisième génération (1965-1973), qui utilise des circuits intégrés et des mémoires à tores de ferrite, apparaît une architecture nouvelle incluant des processeurs de traitement et des processeurs d'entrée-sortie gérant les échanges entre la mémoire principale et la périphérie (configurations dites multiprocesseurs). La quatrième génération (depuis 1973) se caractérise par l'utilisation de circuits intégrés à grande échelle, y compris pour les mémoires centrales. Elle voit l'apparition du concept de système informatique incluant plusieurs ordinateurs interconnectés par le biais de réseaux. Ces architectures en réseau incluent d'une part des serveurs (ordinateurs délivrant des informations ou effectuant des traitements à la demande d'autres ordinateurs), et d'autre part des stations de travail individuelles aptes à traiter certaines applications en local.

Depuis les années 1970, les ordinateurs suivent la célèbre loi de Moore qui stipule que le nombre de transistors par circuit de même taille double, à prix constants, tous les 18 mois. La limite physique à cette augmentation exponentielle de la puissance des ordinateurs (dimension des puces réduite à la taille d'un atome) devrait toutefois être atteinte dans les années à venir. Une nouvelle révolution informatique est donc à prévoir.

Les applications des ordinateurs.

À l'instar de l'informatique qui est présente dans tous les domaines de la vie professionnelle, sociale et individuelle, les ordinateurs sont partout en ce début de XXI^e siècle : dans les gares, les aéroports, chez le médecin, dans les laboratoires de recherche, dans les studios de films d'animation et d'effets spéciaux, etc. Ils ont également envahi la sphère privée où ils tendent à occuper une place de plus en plus centrale, avec notamment les multiples services d'Internet (e-commerce, réseaux sociaux, courrier électronique, etc.)