Je ne vous ferai pas l'affront de vous expliquer à quoi sert un clavier et un écran. En revanche, je vais expliquer ce que fait le microprocesseur, à quoi servent les différentes sortes de mémoire, et comment comprendre les nombres astronomiques qu'on cite quand on vante les mérites d'un ordinateur.
Le microprocesseur, c'est un pavé de plastique noir plein de silicium dedans, et des pattes métalliques qui en dépassent. Dans un ordinateur moderne, il se reconnaît tout de suite : c'est lui qui a un ventilateur quatre fois plus gros que lui dessus.
Bien que ce soit la pièce centrale de l'ordinateur, le microprocesseur ne sait pas faire grand chose. Sa spécialité, c'est l'arithmétique : il va vraiment très vite pour faire des opérations sur les nombres entiers, et aussi pour les nombres non entiers dans le cas de microprocesseurs récents. Il est également capable de communiquer, par l'intermédiaire de ses pattes, avec les différents périphériques qui lui sont reliés. En particulier, il peut lire dans la mémoire.
Heureusement, parce que c'est dans la mémoire qu'il trouve les ordres qui lui disent quoi faire, sous forme d'un code spécifique, qu'on appelle langage machine. En plus de faire de l'arithmétique, le microprocesseur sait faire une chose : changer l'endroit de la mémoire où il va chercher ses instructions, en fonction du résultat d'un test (le signe d'un nombre qu'il vient de calculer).
C'est uniquement avec ces briques de base que le microprocesseur permet de fair les choses merveilleuses qu'on voit sur les ordinateurs modernes.
Sans mémoire, on ne peut rien faire, tout résultat calculé serait immédiatement oublié. Pire : sans mémoire, le microprocesseur ne peut même pas trouver ce qu'il est censé faire.
L'élément de base de mémoire, c'est le bit. Un bit, c'est l'information « oui ou non », « allumé ou éteint », « 0 ou 1 ». C'est le minimum d'information qu'on puisse donner sans se taire. Si on met deux bits ensemble, on obtient quelque chose qui peut prendre quatre états possibles (00, 01, 10, 11) ; si on en met trois, on a huit états (000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111), et ainsi de suite. Si on met huit bits ensemble, on obtient 256 états possibles, et on appelle ça un octet. Un octet, c'est pratique : c'est assez gros pour coder les caractères typographiques les plus fréquents des langues occidentales, et assez petit pour que même en évitant de gaspiller, on éprouve rarement le besoin de le couper en petits morceaux.
Note linguistique : en anglais, le terme pour octet est « byte », ce qui ressemble beaucoup à « bit ». Le problème est tel que beaucoup d'anglophones, en particulier parmi les gens qui rédigent les standards et les normes, ont préféré adopter le terme français. En tout cas, attention, ce n'est pas la même chose : il y a un facteur 8 entre les deux.
Un octet, c'est bien, mais en fait, c'est un peu petit. Comme pour toute unité, on utilise surtout ses multiples. Les informaticiens aiment bien multiplier par deux, ils préfèrent ça à multiplier par dix. Il se trouve que si on multiplie dix fois par deux, c'est comme si on multipliait par 1024, et que 1024, c'est plutôt sympathique comme nombre : c'est presque 1000. C'est pour ça que les multiples de l'octet sont les suivants :
Pour donner un ordre de grandeur, le texte du roman Les trois Mousquetairees représente environ 1,35 Mo, une image en plein écran fait 2 Mo environ, et une minute de son de qualité CD prend 10 Mo. Tout ça si on le représente de manière naïve ; il existe des techniques pour gagner de la place.
Il existe différentes technologies pour réaliser de la mémoire, qui répondent de manière différente à ces cinq questions :
Selon les réponses, les différentes sortes de mémoire serviront à des usages différents dans les ordinateurs. Voyons les types les plus fréquents (et c'est normal si c'est un petit peu répétitif).
Ses caractéristiques sont : on peut écrire aussi facilement que lire, à une vitesse comparable à celle du microprocesseur, le contenu est perdu quand on coupe le courrant. Dans un ordinateur « familial », elle sert d'espace de travail, et contient les données que l'ordinateur est en train de manipuler. À l'heure où j'écris ces lignes, un ordinateur de moyenne gamme grand public en comporte entre 128 et 256 Mo. On l'appelle aussi RAM, pour « random access memory ».
Ses caractéristiques sont : on peut écrire aussi facilement que lire, à une vitesse largement inférieure à celle du microprocesseur, le contenu est conservé si on coupe le courrant. Dans un ordinateur « familial », il sert à archiver à la fois les applications (sauf celles qui exigent d'insérer le CD-ROM pendant qu'on s'en sert) et les documents. À l'heure où j'écris ces lignes, un ordinateur de moyenne gamme grand public en comporte entre 20 et 40 Go.
Ses caractéristiques sont : on ne peut pas écrire sans appareillage industriel, on peut lire à la même vitesse que de la mémoire vive environ, le contenu est préservé quand le courrant est coupé (heureusement). On verra un peu plus tard à quoi elle sert en général un peu plus tard. On l'appelle aussi ROM, pour « Read Only Memory ».
Voilà un mot qui en jette. Elle a en gros les mêmes caractéristiques que la ROM, mais on peut écrire dedans un peu plus facilement : c'est lent, ça bouffe de l'énergie et on ne peut pas le faire trop souvent, mais ça peut se faire sans sortir la puce de l'ordinateur. Sur les ordinateurs modernes, elle remplace souvent la ROM, pour permettre des mises à jour (exceptionnelles).