« Fonctionnement d'un ordinateur/Les périphériques et les cartes d'extension » : différence entre les versions
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==Le clavier==
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Un autre paramètre important de la souris est la '''fréquence de rafraichissement''' déterminant le nombre d'informations envoyé à l'ordinateur par seconde. Suivant le connecteur, celle-ci varie. Une souris connecté au connecteur PS/2 (celui situé l'arrière de l'unité centrale), a une fréquence par défaut de 40 hertz, mais peut monter à 200 Hz si on le configure convenablement dans le panneau de configuration. Un port USB a une fréquence de 125 Hz par défaut, mais peut monter jusqu’à 1000 Hz avec les options de configuration adéquate dans le pilote de la souris. Plus cette fréquence est élevée, meilleure sera la précision et plus le temps de réaction de la souris sera faible, ce qui est utile dans les jeux vidéos. Mais cela entrainera une occupation processeur plus importante pour gérer les interruptions matérielles générées par la souris.
==La carte son==
Dans un ordinateur, toutes les données sont codées sous forme numérique, c'est à dire sous la forme de nombres entiers/ou avec un nombre de chiffres fixes après la virgule. Les ordinateurs actuels utilisent du binaire. Les informations sonores sont aussi stockées dans notre PC en binaire. Toutes vos applications qui émettent du son sur vos haut-parleurs stockent ainsi du son en binaire/numérique. Seulement, les haut-parleurs et microphone sont des composants dits analogiques, qui codent ou décodent l'information sonore sous la forme d'un tension électrique, qui peut prendre toutes les valeurs comprises dans un intervalle. Dans ces conditions, il faut bien faire l'interface entre les informations sonores numérique du PC, et le haut-parleur ou micro-phone analogique. Ce rôle est dévolu à un composant électronique qu'on appelle la '''carte son'''.
===L'architecture globale===
L'usage des microphones et des haut-parleurs demande de faire des conversions entre analogique et numérique. Les microphones transforment un signal sonore en un signal électrique analogique, alors que les haut-parleurs font l'inverse. Mais ces signaux analogiques ne sont pas compréhensibles par le reste de l'ordinateur, qui est composée de circuits numériques. C'est pour cela que la carte son doit faire la conversion des signaux analogiques en signaux numériques, en binaire.
* Pour le micro-phone, la conversion doit traduire un signal analogique, proportionnel à l'intensité sonore, en signal numérique. Le '''convertisseur analogique-numérique''', ou CAN, recueille la tension transmise par le micro-phone et la convertit en binaire. Il est relié à un composant qui mesure la tension envoyée par le microphone à intervalles régulier : l''''échantillonneur'''.
* De même, pour gérer les sorties haut-parleur, la carte son doit traduire le signal numérique provenant de l'ordinateur en un signal analogique utilisable par les haut-parleurs. Le '''convertisseur numérique-analogique''', ou CNA, transforme des informations binaires en tension à envoyer à un haut-parleur.
[[File:CPT-Sound-ADC-DAC.svg|centre|vignette|upright=2|CPT-Sound-ADC-DAC]]
En plus de tout cela, la carte son contient, au minimum, des circuits chargés de gérer les transferts entre la mémoire et la carte son, des circuits de communication avec le bus.
[[File:CARTE SON - architecture.PNG|centre|vignette|upright=2|Architecture d'une carte son.]]
Il faut signaler que certaines cartes son possèdent un processeur, qui s'occupe du calcul de divers effets sonores. Ce processeur est techniquement un processeur de traitement de signal, aussi appelé DSP, à savoir un type de processeur que nous aborderons en détail d'ici quelques chapitres. Ce DSP est placé en aval du CNA, ce qui est évident quand on sait que le processeur ne peut traiter que des informations numériques.
[[File:CARTE SON avec DSP.PNG|centre|vignette|upright=2|CARTE SON avec DSP]]
En aval du CAN (ou du DSP, cas échéant), on trouve une petite mémoire dans laquelle sont stockées les informations qui viennent d'être numérisée. Cette mémoire sert à interfacer le processeur avec le CNA : le processeur est forcément très rapide, mais il n'est pas disponible à chaque fois que la carte son a fini de traduire un son. Les informations numérisées sont donc accumulées dans une petite mémoire FIFO en attendant que le processeur puisse les traiter. La même chose a lieu pour le CNA. Le processeur étant assez pris, il n'est pas forcément capable d'être disponible tous les 10 millisecondes pour envoyer un son à la carte son. Dans ces conditions, le processeur prépare à l'avance une certaine quantité d'information, suffisamment pour tenir durant quelques millisecondes. Une fois qu'il dispose de suffisamment d’informations sonores, il va envoyer le tout en une fois à la carte son. Celle-ci stockera ces informations dans une petite mémoire FIFO qui les conservera dans l'ordre. Elle convertira ces informations au fur et à mesure, à un fréquence régulière.
[[File:CARTE SON - architecture - 3.PNG|centre|vignette|upright=2|Architecture d'une carte son avec les mémoires tampons.]]
===L'échantillonneur===
La tension transmise par le microphone varie de manière continue, ce qui rend sa transformation en numérique difficile. Pour éviter tout problème, la valeur de la tension est mesurée à intervalle réguliers, tout les 20 millisecondes par exemple. On parle alors d’échantillonnage. Le nombre de fois que notre tension est mesurée par seconde s'appelle la '''fréquence d'échantillonnage'''. Pour donner quelques exemples, le signal sonore d'un CD audio a été échantillonné à 44,1 kHZ, c'est à dire 44100 fois par secondes. Plus cette fréquence est élevée, plus le son sera de qualité, proche du signal analogique mesuré. C'est ce qui explique qu'augmenter la fréquence d'échantillonnage augmente la quantité de mémoire nécessaire pour stocker le son. Sur les cartes sons actuelles, il est possible de configurer la fréquence d'échantillonnage.
L’échantillonnage est réalisé par un circuit appelé l’'''échantillonneur-bloqueur'''. L'échantillonneur-bloqueur le plus simple ressemble au circuit du schéma ci-dessous. Les triangles de ce schéma sont ce qu'on appelle des amplificateurs opérationnels, mais on n'a pas vraiment à s'en préoccuper. Dans ce montage, ils servent juste à isoler le condensateur du reste du circuit, en ne laissant passer les tensions que dans un sens. L'entrée C est reliée à un signal d'horloge qui ouvre ou ferme l'interrupteur à fréquence régulière. La tension va remplir le condensateur quand l'interrupteur se ferme. Une fois le condensateur remplit, l'interrupteur est déconnecté isolant le condensateur de la tension d'entrée. Celui-ci mémorisera alors la tension d'entrée jusqu'au prochain échantillonnage.
[[File:Sample-hold-circuit.svg|centre|vignette|Echantillonneur-bloqueur.]]
===Les convertisseurs entre analogique et numérique===
Pour faire les conversions analogiques-numériques, on utilise deux circuits, vus dans les chapitres en début de cours :
* Le circuit qui convertit un signal analogique en signal numérique cela est un CAN ('''convertisseur analogique-numérique''').
* Le circuit qui fait la conversion inverse est un CNA ('''convertisseur numérique-analogique''').
[[File:CAN & CNA.png|centre|vignette|upright=2|CAN & CNA]]
Le signal numérique de la carte son, utilisé pour coder le son, utilise un certain nombre de bits. Sur les cartes sons actuelles, ce nombre de bits porte un nom : c'est la '''résolution de la carte son'''. Celui-ci varie entre 16 et 24 bits sur les cartes sons récentes.
===Le multiplexeur analogique===
Une carte son peut supporter plusieurs entrées analogiques. Malheureusement, cela coûterait trop cher de mettre plusieurs CAN sur une carte son. À la place, les concepteurs de cartes sons mutualisent le CAN sur plusieurs entrées analogiques grâce à un '''multiplexeur analogique'''. Ce multiplexeur récupère les tensions des différentes entrées, et en choisira une qui est recopiée sur la sortie. Ce multiplexeur comporte une entrée de commande qui permet de choisir quelle entrée sera choisie pour être recopiée sur la sortie. Ce multiplexeur est ensuite suivi par un '''amplificateur''',qui fait rentrer la tension fournit en entrée dans un intervalle de tension compatible avec le CAN.
[[File:Partage de CAN sur plusieurs entrées.PNG|centre|vignette|upright=2|Partage de CAN sur plusieurs entrées.]]
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