Exercices: Montage et résolution de problèmes

L'image montre l'intérieur d'un ordinateur de bureau avec cinq composants numérotés.

Expliquer en une phrase la tâche réalisée par chacun des cinq composants indiqués et décrire comment ils sont reliés entre eux.

Voici les étapes pour mettre en marche un nouvel ordinateur de bureau, mais elles sont dans le désordre : (a) connecter l'écran à l'unité centrale, (b) connecter le clavier et la souris, (c) brancher les câbles d'alimentation de l'écran et de l'unité centrale, (d) appuyer sur le bouton de mise en marche. Les remettre dans le bon ordre et expliquer pourquoi il vaut mieux brancher le courant presque à la fin.

Associer chaque câble à son rôle dans l'ordinateur : (a) câble d'alimentation, (b) câble HDMI, (c) câble USB, (d) câble réseau. Rôles : 1. transporte l'image de l'unité centrale vers l'écran ; 2. alimente l'appareil en électricité ; 3. connecte des périphériques comme le clavier ou une mémoire externe ; 4. connecte l'ordinateur à la box par câble.

Indiquer si chaque élément se trouve à l'intérieur ou à l'extérieur de l'unité centrale : carte mère, clavier, bloc d'alimentation, écran, mémoire RAM et haut-parleurs. Expliquer le critère utilisé.

Expliquer avec vos propres mots ce qu'est un port USB et nommer trois objets différents que l'on peut connecter, un à la fois, au même port USB de l'ordinateur.

Quand un ordinateur tombe en panne, avant de demander de l'aide, il convient d'observer et de noter plusieurs choses. Dresser une liste de quatre informations utiles pour le technicien (voyants qui s'allument, sons ou bips, messages à l'écran, depuis quand cela se produit…) et expliquer en quoi chacune l'aide.

Voici les étapes pour connecter une nouvelle imprimante, mais elles sont dans le désordre : (a) installer le pilote si l'ordinateur le demande, (b) brancher l'imprimante au courant, (c) connecter le câble USB ou la relier au Wi-Fi de la maison, (d) imprimer une page de test. Les remettre dans l'ordre et expliquer à quoi sert la dernière étape.

Les connecteurs de l'ordinateur ont des formes différentes (USB, HDMI, réseau, alimentation…) et chaque câble « ne s'adapte qu'à » sa place. Expliquer quel avantage cela présente quand on monte ou répare un ordinateur, surtout pour un débutant.

L'ordinateur s'allume (on entend les ventilateurs et le voyant de l'unité centrale s'allume), mais l'écran reste complètement noir. Proposer deux causes possibles liées aux câbles ou à l'écran et expliquer comment vérifier chacune sans ouvrir l'unité centrale.

Un ordinateur s'éteint soudainement peu de temps après son allumage et le boîtier est très chaud. Quel composant vérifier en premier ? Expliquer le lien entre ce composant, la chaleur et les extinctions, et décrire ce qu'il faudrait faire pour confirmer votre hypothèse.

Avant d'ouvrir le boîtier d'un ordinateur, il faut respecter certaines règles : éteindre l'appareil, le débrancher du secteur, ne pas travailler avec les mains mouillées et toucher d'abord une surface métallique pour décharger l'électricité statique du corps. Expliquer quel risque chaque règle permet d'éviter.

Après avoir dépoussiéré l'unité centrale avec une soufflette, l'ordinateur ne s'allume plus. Proposer les deux premières choses à vérifier (un câble débranché par le souffle d'air, le bouton de mise en marche, le câble d'alimentation…) et justifier pourquoi ce serait la première chose à regarder.

La souris fonctionne sur les ports USB situés à l'avant de l'unité centrale mais pas sur ceux de l'arrière. Proposer deux explications possibles (un port défectueux, un port qui ne convient qu'à certains appareils, un problème de pilotes) et écrire comment vérifier chacune sans appeler personne.

Votre famille veut déplacer l'ordinateur du salon vers le bureau. Écrire la liste ordonnée des étapes pour le démonter, le transporter et le remonter sans encombre, et inclure deux précautions concrètes (éteindre et débrancher avant, se rappeler où allait chaque câble, ne pas traîner l'unité centrale…).

Le bloc d'alimentation convertit le courant de $220\ \text{V}$ de la prise en tensions basses utilisées par les composants de l'ordinateur. Expliquer ce qui arriverait à l'appareil si le bloc d'alimentation tombait en panne et justifier pourquoi on n'ouvre jamais un bloc d'alimentation, même quand l'ordinateur est débranché.

Depuis une semaine, le ventilateur du processeur fait beaucoup de bruit. Analyser trois causes possibles (poussière accumulée, ventilateur usé, température élevée due à une forte charge de travail) et expliquer ce qu'il faudrait faire pour vérifier et résoudre chacune.

Dans la salle de technologie, vous branchez un ordinateur de bureau et appuyez sur le bouton de mise en marche, mais il ne donne aucun signe de vie : ni voyants, ni ventilateurs, ni son. Votre camarade dit : « Le bloc d'alimentation ou la carte mère a grillé ; prenons des tournevis et démontons-le ».

1. a) Réfuter la proposition de votre camarade en expliquant pourquoi ouvrir immédiatement l'unité centrale est une mauvaise stratégie de diagnostic et quels risques inutiles cela comporte.
2. b) Concevoir un protocole séquentiel de quatre vérifications, classées de la moins complexe et risquée à la plus complexe et risquée, à effectuer avant de toucher à une seule vis, en justifiant quelle panne possible on écarte à chaque étape.

Vous dimensionnez les composants d'un poste de travail scolaire avec les consommations maximales suivantes : processeur ($65\ \text{W}$), carte mère ($40\ \text{W}$), disque dur HDD ($8\ \text{W}$), deux ventilateurs ($5\ \text{W}$ chacun) et carte graphique basique ($75\ \text{W}$). À l'atelier, deux blocs d'alimentation sont disponibles : un de $250\ \text{W}$ et un autre de $500\ \text{W}$.

1. a) Un élève affirme : « Il vaut mieux mettre le bloc de $250\ \text{W}$ car, comme le poste consomme moins de $200\ \text{W}$, on dépensera beaucoup moins d'électricité sur la facture qu'avec celui de $500\ \text{W}$ ». Expliquer d'un point de vue technique si cette affirmation est vraie ou fausse, en précisant de quoi dépend la consommation réelle d'énergie.
2. b) Si l'an prochain la carte graphique est remplacée par une carte de conception technique qui consomme $170\ \text{W}$, prévoir ce qui se passera si le poste conserve le bloc de $250\ \text{W}$ lors d'une tâche exigeante et justifier quel bloc il aurait fallu installer dès le départ en appliquant une marge de sécurité de $25\,\%$.

L'ordinateur de la salle de technologie met plus de trois minutes à démarrer le système d'exploitation et se bloque quand on ouvre plusieurs onglets dans le navigateur web. De plus, l'avertissement « Espace presque saturé : il reste $2,5\ \text{Go}$ libres sur le disque HDD de $500\ \text{Go}$ » s'affiche. Un technicien affirme : « Pour qu'il démarre vite et ne plante pas, il suffit d'augmenter la mémoire RAM de $4\ \text{Go}$ à $16\ \text{Go}$ ».

1. a) Évaluer de façon critique l'affirmation du technicien : résoudra-t-elle réellement le problème de lenteur au démarrage et le manque d'espace ? Justifier en distinguant le rôle de la mémoire RAM de celui du disque de stockage.
2. b) Concevoir une proposition d'amélioration complète et équilibrée (combinant matériel et gestion logicielle) pour résoudre les trois problèmes observés au moindre coût.

Lors d'une séance pratique de montage d'un ordinateur, un groupe d'élèves effectue les actions suivantes :

1. Ils vissent la carte mère métallique directement sur la tôle du boîtier, sans utiliser les entretoises en laiton.

2. Ils enfoncent le processeur de force dans le support alors que le petit repère triangulaire ne coïncidait pas avec celui de la carte.

3. Ils posent le dissipateur métallique sur le microprocesseur sans retirer le plastique de protection d'usine ni appliquer de pâte thermique.

Analyser ce cas de façon critique :

1. a) Prévoir quelles conséquences probables et quelles pannes peuvent toucher les composants si l'on tente d'allumer l'ordinateur après ce montage.
2. b) Justifier quel est l'ordre de montage correct et expliquer pourquoi il est beaucoup plus sûr d'assembler le processeur, le dissipateur et la mémoire RAM sur la carte mère, sur la table de travail, avant de l'introduire et de la fixer dans l'unité centrale.

Un ordinateur s'allume normalement, mais s'éteint ou redémarre brusquement après environ 10 ou 15 minutes d'utilisation continue, surtout lors de tâches lourdes. Vous observez les données et symptômes suivants sur l'appareil :

• La température du processeur monte de façon constante jusqu'à atteindre $98\ ^\circ\text{C}$ juste avant l'extinction.

• Le ventilateur du dissipateur du processeur tourne très lentement et présente une épaisse couche de peluches et de poussière entre ses ailettes métalliques.

• La mémoire RAM et le disque dur sont détectés sans erreur par le système.

1. a) Interpréter ces données : expliquer quel phénomène physique se produit dans le microprocesseur et quel mécanisme interne de sécurité de la carte mère provoque le redémarrage.
2. b) Concevoir un protocole de maintenance progressif en trois phases (de l'intervention la plus simple et la plus économique au remplacement de matériel) pour résoudre définitivement le problème.

L'établissement possède un ordinateur vieux de 7 ans qui fonctionne très lentement et il faut évaluer trois propositions d'action :

• Proposition A : Changer la carte mère, le processeur actuel et la mémoire RAM pour $280\ \text{€}$, mais en réutilisant le boîtier, l'ancien bloc d'alimentation et le disque dur mécanique (HDD).

• Proposition B : Acheter un ordinateur neuf complet pour $360\ \text{€}$ avec processeur moderne, mémoire actuelle et stockage rapide SSD.

• Proposition C : Conserver tous les anciens composants et installer uniquement un SSD de $500\ \text{Go}$ ($35\ \text{€}$) et réinstaller un système d'exploitation propre.

1. a) Analyser d'un point de vue technique pourquoi la Proposition A contient un « goulot d'étranglement » important qui fera que l'ordinateur restera lent au démarrage et à l'ouverture des programmes malgré les $280\ \text{€}$ dépensés.
2. b) Comparer les trois options en tenant compte du coût économique, de l'amélioration réelle des performances et de l'impact environnemental lié à la production de déchets électroniques. Justifier quelle est la décision la plus durable et la plus efficace pour l'établissement.

Pendant un violent orage, l'alimentation électrique du collège est coupée. Une fois le courant rétabli, l'un des ordinateurs ne réagit pas quand on appuie sur le bouton de mise en marche et une nette odeur de brûlé se dégage de la grille arrière supérieure du boîtier.

1. a) Justifier quel composant de l'ordinateur est défaillant, expliquer son rôle par rapport au courant provenant du réseau électrique ($230\ \text{V}$ en courant alternatif) et déduire quel dispositif interne de protection il intègre généralement pour éviter que la surtension ne détruise les autres composants (carte mère, processeur, disque).
2. b) L'établissement hésite entre protéger les ordinateurs avec des multiprises à filtre antisurtension ($12\ \text{€}$) ou avec des onduleurs ($80\ \text{€}$). Expliquer quelle fonction exclusive remplit un onduleur par rapport à une multiprise et justifier lequel des deux vous installeriez sur le serveur principal du collège et lequel sur les ordinateurs de consultation du CDI.

Dans la salle informatique de votre établissement, trois pannes différentes sont signalées par les élèves :

• Incident 1 : L'unité centrale s'allume correctement (les ventilateurs tournent et les DEL de la façade s'illuminent), mais l'écran reste noir et affiche le message « Aucun signal vidéo ».

• Incident 2 : L'ordinateur fonctionne bien, mais n'émet aucun son dans le casque. En vérifiant l'arrière, le câble audio vert est branché dans la prise rose, et dans le système d'exploitation le haut-parleur est en sourdine.

• Incident 3 : Quand on appuie sur le bouton de mise en marche, l'unité centrale ne démarre pas le système : elle émet une série continue de bips courts depuis la carte mère et le démarrage s'interrompt.

Sans utiliser d'outils ni démonter de pièces internes dans les deux premiers cas :

1. a) Interpréter la cause la plus probable de chaque incident.
2. b) Concevoir un guide de résolution pas à pas pour qu'un camarade sans connaissances avancées en informatique puisse résoudre les incidents 1 et 2, et expliquer ce que signifient les bips de la carte mère dans l'incident 3.