L'architecture de l'ordinateur

Relier chaque composant de l'ordinateur à la tâche qu'il réalise : (a) processeur (CPU), (b) mémoire vive (RAM), (c) disque dur ou SSD, (d) carte mère. Tâches : 1. conserve les fichiers à long terme, même quand l'ordinateur est éteint ; 2. exécute les instructions des programmes, c'est le « cerveau » de l'appareil ; 3. relie entre eux tous les autres composants ; 4. conserve temporairement les données avec lesquelles on travaille à un moment donné.

Expliquer avec vos propres mots la différence entre la mémoire vive (RAM) et le stockage (disque dur ou SSD). Aidez-vous d'une comparaison de la vie quotidienne, par exemple avec les meubles d'une cuisine ou d'un bureau.

Vrai ou faux ? Justifier chaque réponse par une phrase : (a) la mémoire vive conserve vos photos même quand vous éteignez l'ordinateur ; (b) le processeur exécute les instructions des programmes ; (c) la carte mère relie entre eux tous les composants ; (d) le disque dur perd tout son contenu chaque fois que l'appareil est éteint.

Vous fermez le document sans l'enregistrer et vous éteignez l'ordinateur : le texte que vous aviez écrit disparaît. Expliquer quel est le lien entre la mémoire vive et cette perte, et ce que fait exactement le bouton « enregistrer » pour l'éviter.

Le schéma montre les principaux blocs d'un ordinateur, mais l'un des composants reliés au processeur est caché par un point d'interrogation, comme le montre la figure.

Le composant caché conserve temporairement les données avec lesquelles le processeur travaille à chaque instant et il est vidé quand on éteint l'ordinateur. De quel composant s'agit-il ? Expliquer ce qui se passerait si l'ordinateur n'en avait pas.

Quand vous double-cliquez sur un document, les données circulent entre les composants de l'ordinateur. Remettre ces étapes dans l'ordre et expliquer le rôle de la mémoire vive dans ce processus : (a) le processeur traite les données du document, (b) le document est copié du stockage vers la mémoire vive, (c) vous double-cliquez sur l'icône du fichier, (d) le document s'affiche à l'écran.

Quand on ouvre un jeu, les données circulent entre quatre pièces de l'ordinateur. La figure montre ces pièces reliées par des flèches, mais l'ordre indiqué par les numéros des cartes est incorrect, comme le montre le schéma.

Écrire le bon ordre du trajet des données, de 1 à 4, et expliquer ce qui se passe à chacune des quatre étapes.

Quand vous jouez avec une manette, l'ordre du bouton arrive à un composant qui calcule ce qui doit se passer dans le jeu et envoie le résultat à l'écran. De quel composant s'agit-il ? Expliquer ce que vous remarqueriez dans le jeu si ce composant était très lent.

Un ordinateur a $16\ \text{Go}$ de mémoire vive. Entre le système d'exploitation ($4\ \text{Go}$), le navigateur ($3\ \text{Go}$) et un jeu ($6\ \text{Go}$), calculer la quantité de RAM restante grâce à la soustraction $16 - (4 + 3 + 6)$ et expliquer ce qui peut se passer si vous ouvrez ensuite un programme qui nécessite $5\ \text{Go}$.

L'ordinateur d'une classe est très lent quand on ouvre beaucoup d'onglets du navigateur en même temps, alors que son processeur est puissant et que le disque a de la place libre. Selon vous, quel composant atteint sa limite ? Expliquer pourquoi et quelle amélioration de l'appareil résoudrait le problème.

Dans un magasin, vous comparez deux ordinateurs : l'appareil A a un processeur de $3,2\ \text{GHz}$, $8\ \text{Go}$ de mémoire vive et un SSD de $256\ \text{Go}$ ; l'appareil B a un processeur de $2,8\ \text{GHz}$, $16\ \text{Go}$ de RAM et un disque dur de $1\ \text{To}$. Expliquer ce que signifie chaque donnée et justifier quel appareil convient le mieux à une élève qui monte des vidéos avec plusieurs programmes ouverts en même temps.

Un nouveau téléphone portable dispose de $128\ \text{Go}$ de stockage interne au total, mais le système d'exploitation et les applications de base occupent déjà $28\ \text{Go}$. Vous voulez utiliser l'espace libre restant exclusivement pour enregistrer des photos de haute qualité, qui occupent en moyenne $4\ \text{Mo}$ chacune.

1. a) Sachant que $1\ \text{Go} = 1\,000\ \text{Mo}$, calculer combien de photos entières vous pourrez stocker au maximum théorique dans l'espace libre disponible. Montrer toutes les opérations avec leurs unités.
2. b) Votre camarade affirme que tant que vous n'installez pas d'autres applications, vous pourrez enregistrer exactement cette quantité calculée. Réfuter techniquement son affirmation en expliquant au moins deux raisons réelles pour lesquelles la capacité utilisable pour les photos sera inférieure.

Le département de Technologie veut tourner un documentaire scolaire avec une caméra qui enregistre des vidéos en qualité 4K, générant environ $375\ \text{Mo}$ de données par minute d'enregistrement. Pour cela, vous disposez d'une carte mémoire de $256\ \text{Go}$ vide.

1. a) Sachant que $1\ \text{Go} = 1\,000\ \text{Mo}$, calculer combien d'heures et de minutes d'enregistrement continu peuvent théoriquement tenir sur cette carte (montrer le détail du calcul avec la virgule décimale).
2. b) Si le tournage complet nécessite d'enregistrer $12$ heures de prises au total, combien de cartes de $256\ \text{Go}$ vous faudra-t-il au minimum ? Justifier votre réponse en tenant compte des imprévus et de l'espace requis par le formatage des cartes.

Un ordinateur met trois minutes à démarrer parce que son disque dur est de type ancien, avec des pièces mobiles (HDD). Expliquer pourquoi le remplacer par un SSD accélère le démarrage et l'ouverture des programmes, même si le processeur et la mémoire vive restent exactement les mêmes.

La salle de technologie a besoin d'un nouvel ordinateur pour programmer, monter des vidéos et utiliser des jeux éducatifs. Répartir l'importance que vous donneriez à chaque composant (processeur, mémoire vive, carte graphique et stockage), justifier vos choix et indiquer sur quel composant vous économiseriez si le budget était serré.