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Au niveau le plus élémentaire, les ordinateurs fonctionnent en manipulant des bits . Un bit est la plus petite unité de données, représentant soit un 0, soit un 1. Tout ce qu'un ordinateur fait – de l'affichage d'images à l'exécution de simulations complexes – se résume à des séquences incroyablement rapides de manipulation de ces 0 et 1.
Voici une répartition :
1. Matériel : Les composants physiques de l'ordinateur, notamment :
* Unité centrale de traitement (CPU) : Le « cerveau » de l’ordinateur. Il récupère les instructions (codées sous forme de bits), les décode et les exécute. Cette exécution implique d'effectuer des opérations de base sur des bits, comme les ajouter, soustraire, comparer et déplacer.
* Mémoire (RAM) : Stocke les données et les instructions auxquelles le processeur doit accéder rapidement. Ces données sont également représentées sous forme de bits.
* Stockage (disque dur, SSD) : Stocke les données de manière persistante, même lorsque l'ordinateur est éteint. Encore une fois, ce ne sont que des bribes.
* Périphériques d'entrée/sortie (E/S) : Autoriser l’interaction avec l’ordinateur (clavier, souris, écran, etc.). Ces appareils traduisent les actions et les données des utilisateurs en bits, et vice versa.
2. Instructions (code machine) : Le processeur comprend les instructions écrites en code machine – un langage de programmation de bas niveau représentant directement les opérations que le processeur peut effectuer. Ces instructions sont des séquences de bits qui indiquent au processeur quoi faire.
3. Portes logiques : Au cœur du processeur se trouvent des portes logiques, de minuscules circuits électroniques qui effectuent des opérations logiques de base sur les bits. Ces opérations sont basées sur l'algèbre booléenne (AND, OR, NOT, etc.). En combinant ces portes de manière complexe, le CPU peut effectuer des opérations beaucoup plus sophistiquées.
4. Le cycle Récupérer-Décoder-Exécuter : Il s’agit du processus fondamental que le CPU répète continuellement :
* Récupérer : Le CPU récupère une instruction de la mémoire.
* Décoder : Le processeur interprète l'instruction pour comprendre quelle opération effectuer et où trouver les données.
* Exécuter : Le CPU effectue l'opération.
* Répéter : Le cycle recommence avec l'instruction suivante.
Essentiellement, un ordinateur est un système massivement parallèle de commutateurs (transistors) incroyablement rapides qui s’allument (1) et s’éteignent (0) dans des séquences extrêmement précises, suivant des instructions codées sous forme de modèles binaires. Ces séquences, à un niveau supérieur, se traduisent par les programmes et applications que nous utilisons. La complexité vient du grand nombre de bits et des arrangements complexes des portes logiques et des instructions, mais le principe fondamental reste la manipulation des 0 et des 1.
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