Cours – Architecture matérielle du PC
BTS SIO SISR 1re année – Bloc 2 – S01 – à lire avant le TP
Ce que tu dois savoir déjà
- Prérequis : savoir utiliser un ordinateur (allumer, ouvrir des fichiers, naviguer sur le web). Aucune connaissance technique n'est supposée.
- Expliqués dans ce cours : les composants d'un PC, la différence entre matériel et logiciel, le rôle du système d'exploitation. Le cours suivant traite du serveur, de la connectique et du BIOS/UEFI.
À la fin de ce cours, tu sauras
- distinguer le matériel (hardware) du logiciel (software) ;
- nommer les composants essentiels d'un PC et dire à quoi sert chacun ;
- comparer un disque dur (HDD) et un SSD ;
- expliquer le rôle du système d'exploitation entre les applications et le matériel ;
- relier l'identification du matériel à la gestion du parc (inventaire, CMDB).
1. Pourquoi ouvrir un PC ?
Un technicien systèmes et réseaux doit pouvoir diagnostiquer une panne matérielle, faire évoluer un poste (ajouter de la mémoire, changer un disque), inventorier le parc et conseiller sur les évolutions à prévoir.
Tip
Lien avec la gestion de parc. Une base de gestion des configurations (CMDB) n'est utile que si elle est à jour. Tout commence par l'identification précise du matériel : c'est l'objet de la fiche d'inventaire du TP.
2. Matériel et logiciel
| Matériel (hardware) | Logiciel (software) | |
|---|---|---|
| Définition | Les pièces physiques que l'on peut toucher | Les programmes et les données, immatériels |
| Exemples | Processeur, mémoire, disque, carte mère, alimentation | Système d'exploitation, applications, pilotes |
Les deux sont indissociables : un logiciel ne fonctionne pas sans matériel, et un matériel sans logiciel ne sert à rien.
Chaque couche utilise les services de la couche du dessous.
3. Les composants essentiels
La carte mère
Elle interconnecte tous les composants. Repères à connaître :
| Élément | Rôle |
|---|---|
| Socket | Emplacement du processeur |
| Slots DIMM | Emplacements des barrettes de mémoire vive |
| Slots PCIe | Cartes d'extension (graphique, réseau, stockage) |
| Connecteurs SATA et M.2 | Disques durs, SSD |
| Connecteur d'alimentation | Prise 24 broches reliée au bloc d'alimentation |
| Chipset | Puces qui gèrent les échanges entre composants |
| Pile CMOS | Pile bouton qui conserve l'heure et les réglages du BIOS/UEFI |
Le processeur (CPU)
Il exécute les instructions des programmes. Ses caractéristiques : la marque et la gamme (Intel Core, AMD Ryzen), la fréquence en GHz, le nombre de cœurs (tâches réellement simultanées) et de threads. Il est souvent caché sous un ventirad (ventilateur et radiateur).
Warning
Le processeur est fragile (broches ou contacts) et sensible à la chaleur : ne le manipule jamais sans précaution, et ne le remets jamais en route sans pâte thermique ni ventirad.
La mémoire vive (RAM)
Mémoire temporaire et très rapide où l'ordinateur place ce qu'il utilise en ce moment. Elle est volatile : tout est perdu quand on éteint. Repères : le type (DDR4, DDR5 : plus le chiffre est grand, plus la génération est récente), la capacité (8, 16, 32 Go) et la fréquence (MHz).
Le stockage : HDD ou SSD
| Critère | Disque dur (HDD) | SSD |
|---|---|---|
| Technologie | Plateaux magnétiques en rotation | Mémoire flash, sans pièce mobile |
| Vitesse | Limitée par la mécanique | Beaucoup plus rapide |
| Résistance aux chocs, bruit | Fragile, audible | Résistant, silencieux |
| Prix au Go | Faible | Plus élevé |
| Formats courants | 3,5" (fixe), 2,5" (portable) | 2,5" SATA, M.2 (SATA ou NVMe) |
Une configuration fréquente : SSD pour le système et les programmes, HDD pour le stockage de masse.
Note
Les ordres de grandeur de vitesse et de prix changent vite : relève toujours les valeurs sur la fiche technique du composant plutôt que de t'appuyer sur un tableau de cours.
L'alimentation (PSU)
Elle convertit le courant du secteur (alternatif) en tensions continues utilisables par les composants (12 V, 5 V, 3,3 V). Sa puissance (en watts) doit couvrir la consommation de l'ensemble ; la certification 80 Plus indique son rendement.
Warning
Ne jamais ouvrir une alimentation : ses condensateurs peuvent rester chargés, même débranchée.
La carte graphique (GPU)
Elle calcule l'image envoyée à l'écran. Elle est soit intégrée au processeur (suffisante pour la bureautique), soit dédiée (carte sur un slot PCIe x16, utile pour le montage vidéo, la 3D, le calcul).
Le boîtier
Il protège les composants et organise le refroidissement (entrée d'air à l'avant, extraction à l'arrière). Formats courants : Mini-ITX, Micro-ATX, ATX.
Je vérifie. Un utilisateur se plaint que son poste « perd ce qu'il écrivait » à chaque coupure de courant. Quel composant te vient à l'esprit ? Et pourquoi un fichier enregistré, lui, est conservé ?
Voir la réponse
La RAM est volatile : le document non enregistré n'existe qu'en mémoire vive. Un fichier enregistré est écrit sur le stockage (HDD ou SSD), qui conserve les données sans alimentation.
4. Du code machine à l'application
Un processeur ne comprend que des instructions en binaire (le code machine), illisibles pour un humain. On a donc empilé des couches :
- le code machine, directement exécuté par le processeur ;
- le système d'exploitation (Windows, Linux, macOS), intermédiaire entre le matériel et les applications ;
- les applications (bureautique, navigateur, messagerie) que l'utilisateur emploie.
Le système d'exploitation assure la gestion du matériel, des fichiers, des processus, l'interface (graphique ou en ligne de commande) et la sécurité (comptes et droits). Quand Word « enregistre un fichier », il demande ce service à Windows, qui le traduit en instructions pour le contrôleur de disque.
Je vérifie. Où se trouve, dans la pile « utilisateur – application – système – matériel », le pilote (driver) d'une imprimante ?
Voir la réponse
Le pilote est un logiciel qui permet au système d'exploitation de communiquer avec un matériel précis : il se place entre le système et le matériel.
À retenir
- Le matériel se touche, le logiciel non ; ils ne fonctionnent qu'ensemble.
- RAM = mémoire de travail, volatile ; stockage = mémoire durable.
- Le système d'exploitation cache la complexité du matériel aux applications.
- Identifier précisément le matériel est la première étape de la gestion de parc.