01 📚 FICHE DE COURS

📚 FICHE DE COURS ÉLÈVE

"Architecture Matérielle du PC"

Version 1.0 - BTS SIO SISR - Semestre 1

🎯 Compétences Travaillées

Code	Compétence
B1.1	Recenser et identifier les ressources numériques
B2.2	Installer et configurer des éléments d'infrastructure

I. Introduction : Pourquoi ouvrir un PC ?

En tant que futur technicien systèmes et réseaux, vous serez amené à :

✅ Diagnostiquer des pannes matérielles

✅ Upgrader des composants (ajout de RAM, changement de disque...)

✅ Inventorier le parc informatique de votre entreprise

✅ Conseiller les utilisateurs ou votre hiérarchie sur les évolutions à prévoir

💡 Lien avec ITIL : Dans le cadre de la Gestion des Configurations (Configuration Management), il est essentiel de maintenir une CMDB (Configuration Management Database) à jour. Cela commence par l'identification précise du matériel !

II. Hardware vs Software : Les Deux Piliers de l'Informatique

🔧 Hardware (Matériel)

Définition : Ensemble des composants physiques d'un ordinateur que l'on peut toucher.

Exemples :

Processeur (CPU)

Mémoire vive (RAM)

Disque dur / SSD

Carte mère

Alimentation

Carte graphique

💾 Software (Logiciel)

Définition : Ensemble des programmes et données immatériels qui font fonctionner le matériel.

Exemples :

Système d'exploitation (Windows, Linux...)

Applications (navigateur web, traitement de texte...)

Pilotes (drivers)

🔗 Relation Hardware / Software

📋 Texte

┌─────────────────────────────────────────┐
│    UTILISATEUR (Vous et moi)            │
└──────────────┬──────────────────────────┘
               │ Interaction
┌──────────────▼──────────────────────────┐
│    APPLICATIONS (Word, Chrome...)       │
│         (Niveau LOGICIEL 2)             │
└──────────────┬──────────────────────────┘
               │ Utilise les services de
┌──────────────▼──────────────────────────┐
│  SYSTÈME D'EXPLOITATION (Windows, Linux)│
│         (Niveau LOGICIEL 1)             │
└──────────────┬──────────────────────────┘
               │ Pilote et gère
┌──────────────▼──────────────────────────┐
│     MATÉRIEL (CPU, RAM, Disque...)      │
│         (Niveau HARDWARE)               │
└─────────────────────────────────────────┘

Légende : Ce schéma illustre la hiérarchie entre l'utilisateur, les applications, le système d'exploitation et le matériel. Chaque couche utilise les services de la couche inférieure.

📌 À retenir : Le logiciel ne peut pas fonctionner sans le matériel, et le matériel seul n'a aucune utilité sans logiciel pour l'exploiter !

III. Architecture d'un PC : Les Composants Essentiels

A. La Carte Mère (Motherboard)

Rôle : Carte principale qui interconnecte tous les composants du PC.

Analogie : C'est le "squelette" + le "système nerveux" du PC.

Éléments clés à identifier :

Socket CPU : Emplacement pour le processeur

Slots RAM (DIMM) : Emplacements pour les barrettes de mémoire vive

Slots PCIe : Pour cartes d'extension (carte graphique, carte réseau...)

Connecteurs SATA : Pour disques durs et lecteurs optiques

Connecteur d'alimentation : Prise 24 broches pour l'alimentation

Chipset : Ensemble de puces gérant les communications entre composants

Pile CMOS : Pile bouton maintenant les paramètres du BIOS

Légende : Schéma annoté d'une carte mère ATX standard montrant les principaux emplacements et connecteurs.

B. Le Processeur (CPU - Central Processing Unit)

Rôle : "Cerveau" de l'ordinateur qui exécute les instructions des programmes.

Caractéristiques principales :

Marque : Intel (Core i3/i5/i7/i9) ou AMD (Ryzen 3/5/7/9)

Fréquence : Vitesse d'exécution exprimée en GHz (ex: 3.5 GHz)

Nombre de cœurs : Permet d'exécuter plusieurs tâches simultanément (ex: 4 cœurs)

Nombre de threads : Nombre de tâches parallèles gérées (ex: 8 threads avec Hyper-Threading)

Identification physique :

Généralement caché sous un ventirad (ventilateur + radiateur)

Format carré avec des centaines de petites broches (ou contacts plats selon le socket)

Légende : Processeur Intel Core i7 avec vue du dessus (marquages) et du dessous (broches/contacts).

⚠️ Attention : Le CPU est très fragile (broches) et sensible à la chaleur. Ne jamais le manipuler sans précautions !

C. La Mémoire Vive (RAM - Random Access Memory)

Rôle : Mémoire temporaire ultra-rapide qui stocke les données et programmes en cours d'utilisation.

Analogie : C'est le "bureau de travail" du CPU. Plus il est grand, plus on peut travailler sur plusieurs dossiers simultanément.

Caractéristiques principales :

Type : DDR3, DDR4, DDR5 (plus le chiffre est élevé, plus c'est récent et rapide)

Capacité : Exprimée en Go (ex: 8 Go, 16 Go, 32 Go)

Fréquence : Vitesse exprimée en MHz (ex: 2400 MHz, 3200 MHz)

Identification physique :

Barrettes rectangulaires enfichées verticalement dans les slots DIMM

Généralement vertes, bleues ou noires

Clips de maintien aux extrémités

Légende : Barrette de RAM DDR4 8Go installée dans un slot DIMM. Notez les clips de maintien blancs aux extrémités.

📌 Particularité : La RAM est volatile → toutes les données sont perdues à l'extinction du PC !

D. Le Stockage : Disque Dur (HDD) vs SSD

Rôle : Mémoire permanente qui conserve les données même PC éteint (OS, programmes, fichiers personnels).

🔸 HDD (Hard Disk Drive)

Technologie : Mécanique → Plateaux magnétiques en rotation + têtes de lecture

Avantages :

Prix faible (€/Go)

Grande capacité (jusqu'à plusieurs To)

Inconvénients :

Lent (vitesse limitée par la rotation mécanique, généralement 5400 ou 7200 tr/min)

Fragile aux chocs

Bruyant

Identification physique :

Boîtier métallique rectangulaire de 3.5" (PC fixe) ou 2.5" (PC portable)

Connectique : SATA (données) + Alimentation SATA ou Molex

🔹 SSD (Solid State Drive)

Technologie : Électronique → Mémoire flash (comme une grosse clé USB)

Avantages :

Très rapide (jusqu'à 10x plus rapide qu'un HDD)

Silencieux

Résistant aux chocs

Consomme moins d'énergie

Inconvénients :

Plus cher (€/Go)

Capacité généralement inférieure (mais en augmentation)

Identification physique :

Format 2.5" (comme un petit HDD) ou M.2 (petite carte enfichée directement sur la carte mère)

Connectique : SATA ou M.2 (PCIe NVMe pour les plus rapides)

Légende : Comparaison visuelle entre un disque dur HDD 3.5" (gauche) et un SSD 2.5" SATA (droite). Notez la différence de taille et l'absence de parties mobiles sur le SSD.

📊 Tableau comparatif :

Critère	HDD	SSD
Vitesse de lecture/écriture	80-160 Mo/s	200-3500 Mo/s
Temps d'accès	10-15 ms	0.1 ms
Prix (€/Go)	~ 0.03€	~ 0.10€
Durée de vie	3-5 ans	5-10 ans
Bruit	Audible	Silencieux

💡 Conseil pro : Configuration idéale = SSD pour l'OS et programmes + HDD pour le stockage de masse (documents, vidéos...).

E. L'Alimentation (PSU - Power Supply Unit)

Rôle : Convertit le courant alternatif 220V (secteur) en courant continu de différentes tensions (12V, 5V, 3.3V) utilisables par les composants.

Caractéristiques principales :

Puissance : Exprimée en Watts (W) - ex: 500W, 650W, 750W...

Doit être adaptée à la consommation totale des composants

Certification 80 Plus : Indicateur de rendement énergétique (Bronze, Silver, Gold, Platinum, Titanium)

Modularité : Câbles fixes ou détachables

Identification physique :

Gros boîtier métallique avec ventilateur (généralement situé à l'arrière/bas du boîtier)

De nombreux câbles sortant :

Câble 24 broches (carte mère)

Câble 4+4 broches (CPU)

Câbles 6+2 broches (carte graphique)

Câbles SATA (disques, SSD)

Câbles Molex (anciens périphériques)

Légende : Bloc d'alimentation 650W modulaire avec ses différents types de câbles : 24 broches (carte mère), 8 broches (CPU), 8 broches PCIe (GPU), SATA et Molex.

⚠️ Danger : L'alimentation contient des condensateurs qui peuvent rester chargés même PC débranché. Ne jamais ouvrir une alimentation !

F. La Carte Graphique (GPU - Graphics Processing Unit)

Rôle : Gère l'affichage et calcule les images envoyées à l'écran. Essentielle pour les jeux, la vidéo et le graphisme 3D.

Deux types :

🔸 GPU Intégré (iGPU)

Intégré au processeur

Puissance limitée

Suffisant pour bureautique et vidéo

Pas de carte additionnelle nécessaire

🔹 GPU Dédié (Carte graphique)

Carte d'extension enfichée sur un slot PCIe x16

Beaucoup plus puissant

Nécessaire pour jeux, montage vidéo, calcul scientifique

Marques principales : NVIDIA (GeForce GTX/RTX) ou AMD (Radeon RX)

Identification physique :

Grande carte avec ventilateurs imposants

Occupe 2 ou 3 slots PCIe en hauteur

Sorties vidéo à l'arrière (HDMI, DisplayPort, DVI...)

Nécessite souvent une alimentation dédiée (câbles PCIe 6+2 broches)

Légende : Carte graphique NVIDIA GeForce RTX installée sur un slot PCIe x16. Notez les deux ventilateurs de refroidissement et les connecteurs d'alimentation PCIe sur le côté.

G. Le Boîtier (Case)

Rôle : Protège les composants et facilite le refroidissement (circulation d'air).

Formats courants :

Mini-ITX : Petit, compact

Micro-ATX : Format moyen

ATX : Format standard

E-ATX / Full Tower : Très grand, pour configurations extrêmes

Éléments à identifier :

Façade : Bouton power, ports USB, prises jack audio

Ventilateurs : Entrée d'air (avant) et extraction (arrière/haut)

Panneaux latéraux : Retirables par vis ou clips

Légende : Vue intérieure d'un boîtier ATX montrant l'emplacement de la carte mère, de l'alimentation (en bas), des emplacements de disques et des ventilateurs.

IV. Programme, Système d'Exploitation, Application : La Pyramide Logicielle

A. Le Code Machine (Niveau le plus bas)

Définition : Instructions élémentaires directement exécutables par le processeur, en langage binaire (0 et 1).

Exemple (instruction fictive en binaire) :

10110000 01100001

→ Cette instruction pourrait signifier "Charge la valeur 97 dans le registre AL du CPU"

📌 Problème : Illisible et incompréhensible pour un humain ! C'est pourquoi on a créé des langages de programmation.

B. Le Système d'Exploitation (OS - Operating System)

Définition : Logiciel intermédiaire entre le matériel et les applications. Il gère les ressources et offre des services.

Rôles principaux :

Gestion du matériel : CPU, RAM, disques, périphériques...

Gestion des fichiers : Organisation, lecture/écriture sur les disques

Gestion des processus : Exécution des programmes

Interface utilisateur : Graphique (GUI) ou en ligne de commande (CLI)

Sécurité : Gestion des utilisateurs et droits d'accès

Exemples d'OS :

Windows (10, 11)

Linux (Ubuntu, Debian, CentOS...)

macOS (pour les Mac)

Android / iOS (pour smartphones/tablettes)

Légende : Le système d'exploitation agit comme un chef d'orchestre entre les applications (niveau supérieur) et le matériel (niveau inférieur). Il traduit les demandes des applications en instructions compréhensibles par le matériel.

C. Les Applications (Logiciels Utilisateurs)

Définition : Programmes que l'utilisateur final utilise pour effectuer des tâches spécifiques.

Exemples :

Bureautique : Microsoft Office, LibreOffice

Navigation Web : Google Chrome, Firefox

Communication : Outlook, Teams, Slack

Création : Photoshop, Blender, Visual Studio Code

Jeux : Fortnite, Minecraft...

Relation avec l'OS :

Les applications utilisent les services de l'OS

Exemple : Word demande à Windows d'enregistrer un fichier sur le disque → Windows traduit cette demande en instructions pour le contrôleur SATA → Le contrôleur écrit physiquement les données sur le disque

📊 Schéma Récapitulatif : La Pyramide Logicielle

📋 Texte

      👤 UTILISATEUR

         ▲

         │ Utilise

         │

📋 Texte

    ┌────────▼────────┐
    │  APPLICATIONS   │
    │  (Word, Chrome) │
    └────────┬────────┘
             │ Utilise les services de
             │
    ┌────────▼──────────────┐
    │ SYSTÈME D'EXPLOITATION│
    │     (Windows)         │
    └────────┬──────────────┘
             │ Pilote
             │
    ┌────────▼────────┐
    │   MATÉRIEL      │
    │ (CPU, RAM, SSD) │
    └─────────────────┘
             ▲
             │ Exécute
             │
    ┌────────┴────────┐
    │   CODE MACHINE  │
    │   (Binaire)     │
    └─────────────────┘

Légende : Représentation en couches de l'architecture informatique, de l'utilisateur (sommet) au code machine binaire exécuté par le processeur (base). Chaque couche utilise les services de la couche inférieure.

V. TP : Démontage / Remontage d'un PC - Guide Pas à Pas

⚠️ Consignes de Sécurité (À RESPECTER ABSOLUMENT)

✅ PC débranché du secteur

✅ Port du bracelet antistatique ou toucher régulièrement la partie métallique du boîtier

✅ Manipulation des composants par les bords uniquement

✅ Rangement des vis dans un bac dédié

✅ Pas de force : si un composant résiste, c'est qu'il y a un clip ou une vis oubliée !

🔧 Étape 1 : Préparation (5 min)

Poser le PC sur une surface plane et stable

Mettre le bracelet antistatique

Préparer le bac de rangement pour les vis

Prendre la fiche d'inventaire vierge

🔧 Étape 2 : Ouverture du Boîtier (5 min)

Retirer les deux panneaux latéraux (généralement 2 vis à l'arrière)

Certains boîtiers ont des clips : les déverrouiller avant de tirer

Mettre les panneaux de côté en sécurité

Ce que vous voyez maintenant :

La carte mère au centre

L'alimentation (généralement en bas ou en haut)

Les disques dans leurs baies

De nombreux câbles !

🔧 Étape 3 : Identification AVANT Démontage (10 min)

AVANT de toucher quoi que ce soit, identifiez et notez sur votre fiche :

Composant	Emplacement	Marque/Modèle (si visible)
Carte mère
Processeur (sous ventirad)
RAM (barrettes)
Disque(s)
Alimentation
Carte graphique (si présente)

📸 Conseil pro : Prenez une photo de l'intérieur avant de démonter. Cela vous aidera au remontage !

🔧 Étape 4 : Démontage des Composants (40 min)

A. Retrait de la Carte Graphique (si présente)

Localiser la carte graphique (grande carte sur slot PCIe x16)

Dévisser la/les vis de fixation à l'arrière du boîtier

Débrancher le(s) câble(s) d'alimentation PCIe (6+2 broches)

Déverrouiller le clip du slot PCIe (petit levier sur le côté du slot)

Retirer délicatement la carte en tirant droit vers le haut

B. Retrait de la RAM

Localiser les barrettes de RAM (slots DIMM)

Appuyer simultanément sur les deux clips (un de chaque côté du slot)

La barrette se soulève légèrement

Retirer en tirant droit vers le haut

C. Déconnexion des Disques

Localiser les disques durs / SSD dans leurs baies

Débrancher les câbles SATA (données ET alimentation)

Dévisser les vis de fixation des baies (généralement 4 vis par disque)

Retirer le(s) disque(s)

D. Déconnexion de l'Alimentation

Débrancher le câble 24 broches de la carte mère (il y a un clip à presser)

Débrancher le câble 4+4 broches du CPU

Débrancher les autres câbles d'alimentation (SATA, Molex...)

Dévisser les 4 vis fixant l'alimentation au boîtier

Retirer l'alimentation

E. Retrait du Ventirad (Optionnel - Si le prof le demande)

⚠️ Attention : Manipulation délicate !

Débrancher le câble d'alimentation du ventilateur (branché sur la carte mère, souvent marqué "CPU_FAN")

Déverrouiller les clips ou dévisser les vis de fixation (selon le modèle)

Retirer délicatement le ventirad en tirant droit vers le haut

⚠️ Ne PAS retirer le processeur sauf instruction contraire !

F. Retrait de la Carte Mère (Optionnel - Si le prof le demande)

Débrancher TOUS les câbles restants (façade du boîtier : USB, audio, bouton power...)

Dévisser toutes les vis de fixation de la carte mère (généralement 6 à 9 vis)

⚠️ Repérer les vis avec entretoises (petits plots en laiton sous la carte mère)

Retirer délicatement la carte en la soulevant droit vers le haut

🔧 Étape 5 : Observation et Remplissage de la Fiche (20 min)

Maintenant que tout est démonté, examinez chaque composant attentivement :

Pour CHAQUE composant, notez sur votre fiche d'inventaire :

Carte Mère :

Marque et modèle (imprimé sur la carte)

Format (ATX, Micro-ATX, Mini-ITX)

Socket CPU (ex: LGA1200, AM4)

Nombre de slots RAM

Nombre de slots PCIe

Nombre de slots PCIe

Connecteurs SATA : Pour disques durs et lecteurs optiques

Connecteur d'alimentation : Prise 24 broches pour l'alimentation

Chipset : Ensemble de puces gérant les communications entre composants

Pile CMOS : Pile bouton maintenant les paramètres du BIOS

Processeur :

Marque (Intel / AMD)

Modèle (ex: Intel Core i5-10400F, AMD Ryzen 5 3600)

Fréquence (ex: 2.9 GHz)

Nombre de cœurs / threads (chercher sur Internet si pas marqué)

RAM :

Type (DDR3 / DDR4)

Capacité TOTALE (ex: 2 barrettes de 8 Go = 16 Go)

Fréquence (ex: 2666 MHz)

Stockage :

Type (HDD / SSD / M.2)

Capacité (ex: 500 Go, 1 To)

Marque et modèle

Alimentation :

Puissance (ex: 550W)

Certification (80 Plus Bronze/Silver/Gold...)

Modulaire ou non

Carte Graphique :

Marque (NVIDIA / AMD)

Modèle (ex: GeForce GTX 1660, Radeon RX 580)

Mémoire (VRAM) (ex: 6 Go)

💡 Astuce : Si une information n'est pas lisible physiquement, notez les références visibles et cherchez-les sur Google !

🔧 Étape 6 : Remontage (45 min)

Principe général : Tout se remonte dans l'ordre inverse du démontage.

Ordre recommandé :

Carte mère (si retirée)

Replacer les entretoises si nécessaires

Bien aligner avec les trous du boîtier

Visser sans forcer

Ventirad (si retiré)

⚠️ Vérifier la présence de pâte thermique (si elle a séché, en remettre)

Fixer selon le système de fixation du modèle

Rebrancher le câble d'alimentation sur "CPU_FAN"

RAM

Aligner l'encoche de la barrette avec le détrompeur du slot

Enfoncer fermement jusqu'au clic des deux clips

Disques

Replacer dans les baies

Visser les fixations

Rebrancher câbles SATA (données + alimentation)

Carte graphique (si présente)

Aligner avec le slot PCIe x16

Enfoncer fermement jusqu'au clic du clip

Visser la fixation arrière

Rebrancher le(s) câble(s) d'alimentation PCIe

Alimentation

Repositionner dans le boîtier

Visser les 4 vis de fixation

Rebrancher TOUS les câbles :

24 broches → carte mère

4+4 broches → CPU

Câbles SATA → disques

Câbles PCIe → carte graphique (si présente)

Câbles façade → connecteurs carte mère (power, reset, USB, audio...)

Câbles de la façade

Consulter le manuel de la carte mère pour le branchement exact

Connecteurs principaux : POWER SW, RESET SW, HDD LED, POWER LED, USB, HD AUDIO

Fermeture du boîtier

Replacer les panneaux latéraux

Revisser

✅ Étape 7 : Vérification et Test (10 min)

Avant de brancher le PC :

[ ] Toutes les vis ont été remises

[ ] Aucun câble ne touche un ventilateur

[ ] Tous les câbles d'alimentation sont branchés

[ ] Les clips de RAM sont bien enclenchés

[ ] La carte graphique est bien fixée

Test de démarrage :

Rebrancher le câble secteur

Brancher écran, clavier, souris

Appuyer sur le bouton Power

✅ Succès : Le PC démarre, affiche le BIOS ou l'OS

❌ Échec : Pas de réaction ou bips d'erreur → Appeler le prof !

Codes bips courants (selon le BIOS) :

Nombre de bips	Signification probable
1 bip long	POST réussi (normal)
1 bip court répété	Problème d'alimentation
2 bips courts	Erreur RAM
3 bips courts	Erreur carte graphique
Bips continus	Problème carte mère ou CPU

📌 Si le PC ne démarre pas : Pas de panique ! Vérifiez méthodiquement les connexions. 90% des problèmes viennent d'un câble mal branché ou d'une RAM mal enclenchée.

VI. Vocabulaire Clé à Maîtriser pour l'Examen

Terme	Définition
Hardware	Partie matérielle (physique) d'un ordinateur
Software	Partie logicielle (immatérielle) d'un ordinateur
Carte mère	Carte principale interconnectant tous les composants
CPU	Processeur, cerveau de l'ordinateur qui exécute les instructions
RAM	Mémoire vive temporaire ultra-rapide
HDD	Disque dur mécanique (stockage permanent)
SSD	Disque à mémoire flash (stockage permanent rapide)
GPU	Processeur graphique gérant l'affichage
PSU	Bloc d'alimentation convertissant le 220V
OS	Système d'exploitation (Windows, Linux...)
BIOS/UEFI	Programme de bas niveau gérant le démarrage
Socket	Emplacement de la carte mère recevant le CPU
DIMM	Format de slot pour les barrettes de RAM
PCIe	Interface d'extension rapide (cartes graphiques...)
SATA	Interface de connexion pour disques et lecteurs
POST	Test automatique au démarrage vérifiant le matériel
Ventirad	Ensemble ventilateur + radiateur refroidissant le CPU
Chipset	Ensemble de puces de la carte mère gérant les communications
CMDB	Base de données de gestion des configurations (ITIL)

VII. Questions de Réflexion (Pour aller plus loin)

Pourquoi la RAM est-elle volatile alors que le disque ne l'est pas ?

Piste : Pensez aux technologies utilisées (électrique vs magnétique/flash)

Que se passerait-il si on branchait une RAM DDR3 dans un slot DDR4 ?

Réponse : Impossible physiquement ! L'encoche de détrompeur est à un endroit différent.

Pourquoi les SSD sont-ils plus rapides que les HDD ?

Piste : Temps d'accès mécanique vs électronique

À quoi sert l'alimentation modulaire ?

Réponse : Réduire l'encombrement et améliorer le flux d'air en ne branchant que les câbles nécessaires

Pourquoi met-on de la pâte thermique entre le CPU et le ventirad ?

Réponse : Pour combler les micro-imperfections et améliorer le transfert de chaleur

VIII. Ressources pour Approfondir

Sites Web :

LDLC - Guide de montage PC

Tom's Hardware - Tests et comparatifs

Gamers Nexus - Analyses techniques

Vidéos YouTube :

"Montage PC de A à Z" - TopAchat

"Comment choisir ses composants PC" - Overclocking Made In France

Documentation :

Manuels des constructeurs (Asus, MSI, Gigabyte...)

Fiches techniques des composants (Intel, AMD, Samsung...)

✅ Auto-évaluation : Suis-je Prêt ?

Après avoir terminé cette séance, je suis capable de :

[ ] Nommer et localiser les 7 composants principaux d'un PC

[ ] Expliquer la différence entre Hardware et Software

[ ] Décrire le rôle de chaque composant en une phrase

[ ] Démonter et remonter un PC en respectant les consignes de sécurité

[ ] Remplir une fiche d'inventaire technique complète

[ ] Différencier un HDD d'un SSD et expliquer les avantages de chaque technologie

[ ] Expliquer la pyramide logicielle (Code machine → OS → Applications)