manuel Partie 2

1/Le fonctionnement à la loupe d’un P.C. (lexique)

1) Physiquement :

Physiquement, un P.C (lexique) n’est qu'un assemblage de différentes matières plastique, de métal (cuivre, aluminium, or, étaim...), de silicium, de céramique, de fer, caoutchouc etc.. C'est un montage de centaines de millions de micro-composants et de macro-composants qui constituent le P.C (lexique) assemblé.

Parlons-en, de l'assemblage du P.C (lexique) et de tous ses composants : Nous allons vous apprendre à assembler vous-même un P.C, (lexique).


1) le boîtier :

D’abord, le boîtier, il servira à maintenir en place les divers éléments de votre P.C, un peu comme une étagère supporterait vos livres, d’ailleurs c’est un bon exemple car exactement de la même manière, comme vous pouvez faire tenir vos livres par terre, vous pourrez faire tenir tous les éléments de votre P.C à même le sol, mais cette dernière solution est très peu recommandée, car vous pouvez occasionner une détérioration prématurée des éléments constituant votre P.C. Ce dit boîtier, appelé aussi châssis, vous coûtera, de 25 à plus de 200€ pour les spéciaux dans un magasin spécialisé. Le boitier est généralement en aluminium pour faire cage de Faraday, ainsi les composants sont protégés des interférences electromagéntique qui pourraient provenir des harmoniques dans un reseau EDF (souvent causées par des variateurs de lampes halogènes) ou alors des bobines de transformateurs, effets météorologique, éclairs etc...
  • un châssis ( plusieurs types, voir paragraphe attribué)
  • une alimentation (le mieux tout de même est de choisir son alimentation séparément du boitier)
  • des vis
  • un haut parleur PC (souvent vendu avec le boitier)
  • des câbles en nappes (ou des cables Serial-ATA pour certains)
  • un lecteur de disquette( si ce dernier ne s’y trouve pas, vous pouvez en acheter un dans un magasin spécialisé coût : moins de 10 Euros. Remarquez, on se passe de plus en plus de ce type de lecteur)
  • un interrupteur
  • un bouton reset
  • deux ou trois DEL (lexique)
  • en option : un key lock (serrure qui empêche le démarrage de l’ordinateur)
    •

    Des boîtiers, il y en a de plusieurs sortes :
  • le boîtier type à plat
  • celui dit mini-tour
  • le moyen tour (très répandu)
  • la grande tour (disons plutôt immense tour [~1.10 m de haut !])
    • Tous ces boîtiers ont leurs avantages et leurs défauts, nous en parlons maintenant :


    Nous nous excusons pour cet aspect rudimentaire, mais il schématise bien le type.
    Ce que vous voyez là ( 1 ) est l'alimentation, nous utiliserons la même nomenclature pour les 2 types de boîtier shématisés.
    2 = la grille pour haut parleur PC qui sert aussi pour le flux d'air.
    3 = boutons on/off/veille.
    4 = emplacements 3,5 pouces
    5 = emplacements 5,25 pouces
    6 = fils d’alimentation


    Le boîtier à plat est plus accessible pour les cartes d'extension et peut se placer sous l'écran ce qui le met en valeur pour sa souplesse. En revanche le boîtier tour peut contenir bien plus de périphériques dans les baies.

    2) la carte mère.

    C’est elle qui gérera tout.
    Commençons par le chipset, c’est lui qui définira quel type de matériel vous aurez et à quel type de matériel vous serez limité.
    IL y a plusieurs marques de cartes mères, AsusTek, MSI, Gigabyte, Abit...
    Il y a plusieurs critères pour qualifier une carte mère :
  • Le chipset qui définit toutes ses caractéristiques :
  • Le slot ou le socket (support pour microprocesseur)
  • Les types d'emplacement pour mémoires vives.
  • Les connecteurs de cartes d’extensions
  • Les ports ( mais non! Qu’allez-vous penser là ! Nous parlons ici de connecteurs et non pas de bateaux !)
  • Le BIOS
  • La mémoire cache pour les anciennes
  • La gestion de l’énergie
  • La gestion du jumperless
  • Ses fréquences et facteurs multiplicatifs
  • ...

    •  3)Le chipset, il définit toutes ces caractéristiques :

    Le type du slot :Le slot est l’emplacement sur lequel sera branché le microprocesseur (CPU     (lexique) ) qui sert à calculer - pour plus d’information : voir paragraphe du microprocesseur - Il y en a plusieurs :
  • Le socket 7, pour les microprocesseur de type 586 et 686 comme les pentiums les AMD K6 ou les Cyrix ( ce sont des noms de microprocesseurs)
  • Le socket super 7 appelé aussi 370 pour anciens Celerons et autres...
  • Le slot 1 lui, est consacré aux CeleronsA , aux Pentiums II, aux Pentiums II Xeons et aux Pentiums III Katmaï. Il est amené à disparaître au profit du socket 370, malgré son ancienneté, mais des processeurs comme le Willamette l'on déja adoptés.
  • le slot A, n’a qu’un processeur, le Fameux AMD K7 Athlon.

  • Le socket A, supporte lui, les durons et les K7(2)=Thunderbirds, toutes les séries d'athlons XP (Palomino, thoroughbred, barton) et certains Sempron maintenant.
  • Le socket 478 pour Pentium 4
  • Le socket T pour pentium 4 et Intel Digital
  • il en existe d'autres pour supporter les Xeon, les Itaniums etc...
    •
    4)Les types d’emplacements pour mémoires vives :
     Pas très primordiaux mais importants tout de même, il y a plusieurs sortes de supports pour mémoires vives :
  • Le SIMM
    • (lexique) dépassé, car ne supportait pas plus de 66 Mhz et n’était pas synchrone ( vous comprendrez tout en lisant le paragraphe qui lui est consacré)
  • Le DIMM (lexique) Très couramment utilisé .
  • Le RIMM (lexique) Support fabriqué sur les cartes mères à base de chipset i820. (malheureusement pas plus rapide que la DDR SDRAM à 200 Mhz (lexique) quand les DRDRAM sont à 400.)

    •  5) Après, viennent les connecteurs de cartes d’extension (ou pères, comme nous avons décidé de les appeler (les cartes d’extension)) qui seront vite remplis si il n’y en a pas assez. Il y a plusieurs types de connecteurs:
  • Les ISA (lexique) les plus vieux, ils n'existent plus sur les cartes mère récentes car ils ne fonctionnaient qu'à 12 Mhz pour les plus rapides. Il existe aussi des E-ISA (lexique) de forme très très longue.
  • Les PCI (lexique) Certains d’entre eux gèrent le bus-mastering. (ne cherchez pas à comprendre) Les PCI sont cadencés à 33 Mhz pour les normaux, et maintenant à 66 Mhz pour les versions 2.0 et 2.1.
  • Les AGP (lexique)
  • Ils sont cadencés à 66 Mhz. (AGP), 100 (AGP 2*) , 100+cycle2*+large (AGP 4*) et l'AGP 8*. Ils ne servent que pour des cartes d’extension vidéo accélératrices.
  • Il existe aussi des ports AMR pour les modems, PCIX pour les serveurs...
  • Les PCI-X (64 bits pour serveurs) ou PCI-Express (de 16x à 1x)
    •



  • Il existe aussi des ports externes comme le port série, le port parallèle, l'usb, ou le firewire ieee-1394.
    • (source externe)

    Le bus IEEE 1394 suit à peu près la même structure que le bus USB. si ce n’est qu’il utilise un câble composé de six fils (deux paires pour les données et pour l’horloge, et deux fils pour l’alimentation électrique) lui permettant d’obtenir un débit de 400 Mbps (il devrait atteindre prochainement 1Gbps). Ainsi, les deux fils dédiés à une horloge montrent la différence majeure qui existe entre le bus USB et le bus IEEE 1394 : ce dernier peut fonctionner selon deux modes de transfert :

    Le mode de transfert asynchrone est basé sur une transmission de paquets à intervalles de temps variables. Cela signifie que l’hôte envoie un paquet de données et attend de recevoir un accusé de réception du périphérique. Si l’hôte reçoit un accusé de réception, il envoie le paquet de données suivant, sinon le paquet est à nouveau réexpédié au bout d’un temps d’attente. Le mode de transfert isochrone permet l’envoi de paquets de données de taille fixe à intervalle de temps régulier (cadencé grâce aux deux fils d’horloge). De cette façon aucun accusé de réception n’est nécessaire, on a donc un débit fixe et donc une bande passante garantie. De plus, étant donné qu’aucun accusé n’est nécessaire, l’adressage des périphériques est simplifié et la bande passante économisée permet de gagner en vitesse de transfert.

    Autre innovation du standard IEEE 1394 : la possibilité d’utiliser des ponts, systèmes permettant de relier plusieurs bus entre-eux. En effet, l’adressage des périphériques se fait grâce à un identificateur de nœud (c’est-à-dire de périphérique) codé sur 16 bits. Cet identificateur est scindé en deux champs : un champ de 10 bits permettant de désigner le pont et un champ de 6 bits spécifiant le nœud. Il est donc possible de relier 1023 ponts, sur chacun desquels il peut y avoir 63 nœuds, il est ainsi possible d’adresser 65535 périphériques ! Le standard IEEE 1394 permet aussi le Hot plug’n play, mais alors que les ports USB sont réservés à l’utilisation de périphériques peu gourmands en ressources (souris ou clavier par exemple), la bande passante de l’IEEE 1394 la destine à des utilisations multimédias sans précédents (acquisition vidéo, …).
    (fin de citation)

    Ce schéma de l'agencement d'un chipset peut vous aider a y voir plus clair:


    6) Le BIOS : (lexique)

    la version du BIOS importe peu, il suffit que le systeme soit stable pour qu'il soit valable.

    La mémoire cache :
    Elle aussi est peu importante vu que maintenant tous les microprocesseurs intègrent 2 niveaux de mémoire cache. Celle de la carte mère est lente (66, 100 Mhz) et ne doit pas dépasser le 640 Ko pour cause de son surcoût. (cette mémoire cache peut être dite de 3ème niveau) elle n'existe plus depuis les familles 486.
    Même le niveau L3 peut être intégré au microprocesseur (voir Pentium 4 Extreme Edition)

    La gestion de l’énergie comme celle des réglages jumperless est intégrée au BIOS ( voir chapitre correspondant)

    Ses fréquences :
    En dehors de celles des connecteurs d’extensions, il y a 2 fréquences :
  • Bus externe
  • Bus interne
    • Celle qui nous intéresse est celle du Bus externe ( sachant que Bus veut dire piste ou circuit) car elle représente celle de la carte mère ( la fréquence interne est celle du microprocesseur) Donc, cette fréquence externe :
  • 66 Mhz [ millions de cycles / secondes] (lexique) avec :
    Pentium , Celeron, AMD K6.
  • 100 Mhz avec :
    Pentium II, Pentium III ...
  • 133 Mhz avec :
    Pentium III B ou EB
  • 100 Mhz 64 bits (EV6) avec :
    AMD K7 Athlon et duron
  • 133 MHz pour les Palomino
  • 166 MHz pour les Bartons FSB 333 (166 Double Data Rate)
  • 200 MHz DDR pour les Bartons FSB 400
  • 200 Mhz 4 voies (quad bumped) pour les Pentium4 C
    •  On entend même parler de FSB 1066 pour certains chipsets Intel, attention il ne s'agit nullement de la fréquence et de plus ce n'est qu'un artifice marketing.
    Ces fréquences seront aussi infligées à la mémoire vive (sauf dans le cas d'une désynchronisation explicite)
    La fréquence interne sera définie par un facteur multiplicateur.
    Exemple :
    Carte mère = 200 Mhz
    Microprocesseur = 2200 Mhz
    Alors facteur multiplicateur = 11X

    Maintenant laissons la carte mère, et passons aux :

    7) microprocesseurs :

    Il y a plusieurs types de microprocesseurs ( vous vous en doutez bien !). Soyons clair, là aussi il y a des caractéristiques diverses et variées.
    D’entrée, commençons par la famille, dite aussi génération, de microprocesseurs.
    Un peu « d’histoire », les premiers de la famille des X 86 ; c’étaient, justement, des 8086 . Puis est venue l’ère de l’ex multimédia, où les cartes vidéos commençaient à avoir plus de 2 couleurs, les micro 80286 ou 286. La troisième génération s’est appelée : 386 (3 X 86) , à cette époque les cartes graphiques atteignaient les 256 couleurs. La carte son, fait son apparition. Vient ensuite le 486, qui a eu beaucoup de succès, grâce à l’apparition de Windows 3.x , de cartes vidéos accédant à plus de réalisme, la naissance des cartes son hi-fi     (lexique) et l'arrivée du lecteur de CD-ROM (lexique) manifeste la naissance du multimédia. Cela ne fait pas si longtemps, le débarquement du Pentium d'Intel, révolutionne l’informatique grand public, c’est l’aire de la puissance et de la course au mégahertz. Les pentiums appartiennent à la cinquième génération de microprocesseur dit : 586 (80586 ou 5X86) .

    Ils sont désormais indispensables à l’utilisateur pour une souplesse plus grande lors de l’exécution d’applications. (application = logiciels, jeux, programmes... ) De plus en plus de gens acquièrent ce genre de machines vers 1995 et la clientèle commence à s’arracher ces petits outils pratiques et coûteux, que nombre de Français rechigneront tout de même à se procurer. Plus tard vient la sixième, les AMD K6 et les Cyrix d’abord (modèle Intel P6, Pentium PRO) ces derniers ont été, à juste raison, boudés par la population, étant donné que ceux-ci étaient très lents en calculs de nombres à virgules « flottantes ». (FPU (lexique) ) Dans la même génération, mais bien plus tard, Intel relance les pentiums avec son fameux Pentium II, qui n’a pas subsisté longtemps car il n'était là qu’en attendant le Pentium III qui est lui aussi de la génération 686. Cependant beaucoup de PII 350 se sont vendus. Autres microprocesseurs appartenant à cette génération : Celeron , Pentium II Xeon, Pentium pro... Enfin la dernière et la meilleure du moment, date de 1999, c’est la 786, avec un seul microprocesseur appelé: L’Athlon d’AMD dit aussi K7, ses instructions entièrement révisées, il offre, à fréquence égale, des performances bien au dessus du Pentium III.
    Liste et caractéristiques de quelques microprocesseurs à connaître : ( tous ces processeurs ont une architecture 32 bits)
    série 586 :
  • Intel Pentium :
    • une cache L1 de quantité de 32 Ko (lexique);
    il n’y a pas de cache L2 ( mémoire évoquée au début du manuel )
    les fréquences commercialisées :
    60 ; 75 ; 90 ; 100 ; 120 ; 133 ; 150 ; 166 ; 200 ; 233 Mhz
  • AMD K5
    • série 686 :
  • AMD K6

  • AMD K6III
  • Cyrix
  • Intel Celeron A
    cache L1 = 64 Ko
    cache L2 = 128 Ko à fréquence égale au processeur
    fréquences :
    266 ; 300 ; 333 ; 350 ; 366 ; 400 ; 433 ; 450 ; 466 ; 500 ;533 Mhz
  • Pentium II
    cache L1 = 64 Ko
    cache L2 = 512 Ko à moitié de fréquence
    fréquences :
    200 ; 233 ; 250 ; 266 ; 300 ; 333 ; 350 ; 366 ; 400 ; 433 ; 450 Mhz
    (c’est la course au mégahertz :)
  • Pentium III (Katmai)
    idem
    fréquences :
    450 ; 500 ; 550 ; 600 ;Mhz
  • Pentium III coppermine dit aussi EB (B= bus externe à 133 Mhz E=256 Ko de L2)
    cache L2 = 256 Ko à la même fréquence
    fréquences :
    600 ;650 ;700 ;733 ;750 ;800;850;900;933;Mhz
    Série 786 :
  • AMD K7 Athlon
    550;500;600;650;700;750;800;850;900;950;1000;... -> 1400 Mhz
    L2 = 256 Ko a pleine fréquence
  • il y a aussi:
    Itanium (Intel)(64 bits)
    Willamette (Intel) pentium4
    Sledgehammer K8 (AMD)(64 bits)
    duron(AMD)
    Celeron 2 (Intel)
    ...
    • pour comprendre un peu les différences, voici la capture d'écran des performances de certains processeurs (bench mark par sandra sysoft):

    Voilà, nous en avons donc terminé avec les microprocesseurs. Bien sûr,la liste n'est pas exhaustive, je ne parle pas des processeurs des stations alpha ou des G4+ etc... de plus la liste peut ne pas être à jour, si je dois suivre la loi de Moore ca va être difficile, autant développer un script qui fait ça tout seul.





    8) La mémoire vive :

    C’est elle qui est chargée de retenir les données nécessaires sur l’instant, à l’ordinateur. Elle s’appelle, la RAM     (lexique) La encore, il y a le choix, entre la SIMM,la DIMM ou la RIMM.
  • La SIMM (lexique)
    sa fréquence : 25, 33 ou 66 Mhz
    nombres de connecteurs : 72
    peut être DRAM (lexique) : oui
    peut être EDO (lexique) : oui
    peut être SDRAM (lexique) : non

  • DIMM (lexique)
    fréquence : 66, 100, 133
    nb de connecteurs : 168
    bande passante : 600 Mo/s
    SDRAM (100) (lexique)
    SDRAM (133) (elle n’apporte rien par rapport à la 100, sauf si vous avez un bus à 133 Mhz) Ce support s’avère plus rapide que tout type de mémoire SIMM ( même EDO )
    La DDR reprend le principe de la PC-133 (SDRAM) mais transmet les données sur 2 fronts, donc permet une vitesse doublée qui lui à valu la nomination PC-2100 car les benchmarks indiquaient 2100 Mo/s de bande passante.

  • la RIMM (lexique)
    bus : 133
    vitesse : 300 ;380 ;400 Mhz (PC600 ; PC700 ; PC800)


    •



    Que tout soit clair : SIMM, DIMM, RIMM = connecteurs ou supports pour barrettes de mémoire vive (RAM (lexique) )
    Il y a plusieurs types de RAM :
     _RAM (lexique)
    _DRAM (lexique)
    _RAM EDO (lexique)
    _SDRAM (lexique)
    _DRDRAM (lexique)
    _DDR SDRAM (lexique)

     Les niveaux de mémoire:

    C'est une notion que je tient a développer car il est intérressant de constater le calque qu'il y a entre notre cerveau, notre vie quotidienne et le fonctionnement des PC.
    En effet, quand un programme fonctionne, il travaille sur une chose qui necessite certaines données à portée de main (accessible souvent et rapidement) ces données là sont stockées dans les registres du processeur quand elles sont en cours de traitement, puis passent en mémoire cache de niveau L2 quand elles sont mises en suspend.
    La cache L2 fait de 64ko a quelques Mega octets sur les processeurs haut de gamme, et tourne généralement a la même fréquence que le processeur et est accessible en seulement quelques cycles d'horloge interne.
    Si ces données ne sont pas ré-accédées pendant trop de temps, un gestionnaire (partie du processeur gérant la cache) décidera de les passer en mémoire vive (RAM) pour ne pas encombrer la cache alors que des variables plus importantes peuvent prendre la place.
    la RAM constitue déja un troisième niveau de rangement.
    Par la suite pour stocker les données au dela de la durée d'allumage du PC il faudra passer le contenu de la RAM sur le disque dur, cela constitue le niveau 4. (et encore on pourrait encore décrire les buffers de transfert comme compris dans ces niveaux)
    ...

    Principe electronique de stockage des bits:

    dans une mémoire dynamique comme notre fameuse RAM les bits sont stockés grace a un chargement d'electrons dans un transistor à effet de champ (qui se conduit comme un condensateur), une charge consterait a stocker un 0 et pas de charge un 1 (naturellement on aurait tendance a proposer l'inverse mais les ingénieurs ont leurs raisons que la raison ignore :)



    - Passons au disque dur :


    9) Disque dur :

    Les disques durs se définissent par des caractéristiques tout aussi nombreuses:

    D’abord, leur principe de fonctionnement :

    Le principe fondamental est simple, une tête de lecture/écriture, par impulsions magnétiques stocke des bits.
    Le disque est partagé en pistes et secteurs. Une piste, c’est une partie en forme d’anneau à plat ( ex : schéma )



    Evidemment, Il y en a beaucoup plus que ça et dans la réalité elles ne se distinguent pas, il est impossible de les situer à l’oeil (simplement parce que les limites ne se voient pas, et non pas parce qu'il y en a trop).

    Les secteurs, ( voir schéma)
    Ils partagent le disque en tranches de camembert, là, comme pour les pistes, il n'y en a pas si peu, il y en a 63 pour la plupart, mais tout cela dépend du disque. Ces données peuvent être entièrement différentes selon les disques. ( idem pour les pistes ) Il y a d’autres caractéristiques comme celle là, mais comme on les rencontre si rarement, nous ne les aborderons pas dans ce manuel. Un disque, pour fonctionner, doit être entièrement connu du BIOS, et formaté selon ses caractéristiques propres. ( secteurs, pistes ) Il doit aussi contenir une ou plusieurs partitions. Une partition, c’est un bout de disque dur. Il peut n'y avoir qu'une grande partition, une partition étendue, qui prendra tout le disque. Une partition c’est aussi l’espace où seront enregistrées les données. Plusieurs partitions, peuvent être utiles, pour des gros disques.
    Windows 95 ne gère pas des partitions de plus de 2 gigas octets, donc si vous avez un disque de 4 gigas, il faudrait le partitionner en deux. Chaque partition est gérée par une FAT,     (lexique) qui sert un peu de glossaire, c’est elle qui définit la taille des clusters ( unité de taille minimum enregistrable d’un disque ) ils varient en fonction de la version de la FAT ( fat16 ou fat32 ) et de la taille de la partition, ils vont de 2 Ko à 32 Ko. Quand il s’agit de Linux, ce n’est pas un système de fichier FAT mais ext2.x, ext3, NFS, REISERFS etc.. Sous  NT c'est NTFS, ...... Les disques durs se distinguent par leur vitesse, leur taille, leur support... :

    vitesses :
  • vitesse de lecture/gravure = de 0.5 à 70-100 Mo/s (actuellement un disque dur classique a 7200 tr/min lit à 40-50 Mo/s)
  • taux de transfert = ...,11; 16; 20 ; 33; 66 ; 80mo/s, ....-> 150 en SATA; -> 720 en SCSI3
  • tours minutes des disques : (voir moins) de 3200 tr/m à 15000 tr/min

    tailles :
  • Elles sont très variables en fonction de l’avancée de la technologie. Leurs capacités dépendent du nombre de pistes, du nombre de secteurs et de la taille de la gravure utilisée.
  • Les capacités peuvent aller de quelques Mo a plus de 200 Go par disque.
  • Pensez à garder au minimum 150 Mo libres pour la mémoire virtuelle. Principale source de lenteur d’un P.C car c’est une prolongation de la mémoire vive sur le disque dur. Comme celui-ci est très lent par rapport à la mémoire vive, il ralentira tout votre P.C si par hasard ce dernier a un quelconque besoin d’aller y fouiller. En plus clair, vous devez avoir beaucoup de mémoire vive, pour que vous ayez peu de mémoire virtuelle.



    •  10) La carte vidéo

    Elle sert principalement de traducteur . Sa fonction en langage plus informatique est : convertisseur numérique /analogique, dit aussi DAC     (lexique) . Le numérique est le dialecte parlé par l’ordinateur, en 1 ou en 0, le binaire - les données du P.V euh (c'est vrai que ça coûte cher un PC mais bon...) , P.C pardon, sont pratiquement toutes exprimées en octets. Un octet est composé de huit bits, le binaire; Le 1 exprime la présence d’une impulsion électrique, le 0 indiquant son absence. Fin de cette trêve sur les bits et les octets, retournons maintenant à nos cartes vidéos. Leur vraie fonction est d’afficher à l’écran des images déjà converties et de stocker des textures qui doivent être en cour d’affichage, en mémoire SDVRAM (lexique) . IL y a plusieurs caractéristiques pour choisir sa carte vidéo :
    La quantité de mémoire
    La vitesse de la mémoire
    La vitesse du RAMDAC (lexique, voir DAC)
    La vitesse du Bus
    Son support
    Ses sorties
    Ses usages
     Bien, développons tout ça.
    D’abord, la quantité de mémoire :
    Il doit y en avoir au moins 2 Mo pour une carte qui ne servirait que pour la bureautique (traitement de texte et autres…) juste assez pour que la résolution du bureau de windaube puisse être assez élevée. En revanche, si vous voulez l’utiliser pour des logiciels de modélisation en trois dimensions pour des jeux en trois dimensions, il vous faudra une carte vidéo qui gère l’accélération matérielle 3D et minimum de 12 Mo vous seront nécessaires. Ces 12 Mo serviront à stocker les textures du jeu dans la carte vidéo et à être traitées. Ils serviront aussi à avoir des fréquences d’affichage élevées. (pour éviter l’effet « saccades ») Elle peut prendre en charge un deux ou les trois de ces standards d’accélération matérielle en 3D : (par ordre de puissance)
     L’OpenGL
    Le 3dfx
    Le Direct3D de Directx
     v Ce sont tous les trois les standards qui règnent sur la terre le plus répandus étant le Direct3D, de Microsoft, après vient l’OpenGL puis le moins répandu, car géré seulement par les cartes de la marque 3dfx, ou certaines cartes Creatives anciennes; le 3dfx.

    (source externe)

    Fonctions accélératrices 3D et 2D

     

    Terme

    Définition

    2D Graphics

    Affiche une représentation d'une scène selon 2 axes de référence (x et y)

    3D Graphics

    Affiche une représentation d'une scène selon 3 axes de référence (x,y, et z)

    Alpha blending

    Le monde est composé d'objets opaques, translucides et transparents. L'alpha blending est une manière d'ajouter des informations de transparence à des objets translucides. Cela est fait en faisant un rendu des polygones à travers des masques dont la densité est proportionnelle à la transparence des objets. La couleur du pixel résultant est une combinaison de la couleur du premier plan et de la couleur de l'arrière-plan. L'alpha a généralement une valeur comprise entre 0 et 1 calculée de plusieurs manières différentes selon les effets souhaités (proprotionnels, saturation...)

    Alpha buffer

    C'est un canal supplémentaire pour stocker l'information de transparence (Rouge-Vert-Bleu-Transparence).

    Anti-aliasing appelé aussi anti-crénelage)

    Technique permettant de faire apparaitre les pixels de façon moins crénelée.

    Effets atmosphérique

    Effets tels que le brouillard ou bien l'effet de distance, qui améliorent le rendu d'un environnement.

    Bitmap

    Image pixel par pixel

    Bilinear filtering

    Permet de filtrer les texels et ne plus voir de frontières entre eux.

    Blending

    Combinaison de deux images en les ajoutant bit-à-bit

    Bus Mastering

    Une fonction du bus PCI permettant de recevoir directement des informations de la mémoire sans transiter par le processeur

    Correction de perspective

    Une méthode pour faire du mappage (enveloppage) avec des textures (texture mapping). Elle prend en compte la valeur de Z pour mapper les polygones. Lorsqu'un objet s'éloigne de l'objectif, il apparaît plus petit en hauteur et en largeur, la correction de perspective consiste à dire que le taux de changement dans les pixels de la texture est proportionnel à la profondeur.

    Depth Cueing

    Baisse l'intensité des objets s'éloignant de l'objectif

    Dithering

    Permet d'archiver des images de qualité 24-bit dans des tampons plus petits (8 ou 16 bits). Le dithering utilise deux couleurs pour en créer une seule

    Double buffering

    Une méthode utilisant deux tampons, une pour l'affichage, l'autre pour le calcul du rendu, ainsi lorsque le rendu est fait les deux tampons sont échangés.

    Flat shading ou Constant shading

    Assigne une couleur uniforme sur un polygone. L'objet ainsi rendu apparait de façon facettisée.

    Fog

    Utilise la fonction blending pour un objet avec une couleur fixe (plus il s'éloigne de l'objectif, plus cette fonction est utilisée)

    Gamma

    Les caractéristiques d'un affichage utilisant des phosphores sont non-linéaires: un petit changement de la tension à basse tension crée un changement dans l'affichage au niveau de la brillance, ce même changement à plus haute tension ne donnera pas la même magnitude de brillance. La différence entre ce qui est attendu et ce qui est mesuré est appelée Gamma

    Gamma Correction

    Avant d'être affichées, les données doivent être corrigées pour compenser le Gamma

    Gouraud Shading (lissage Gouraud)

    Algorithme (portant le nom du français qui l'a inventé) permettant un lissage des couleurs par interpolation. Il assigne une couleur à chaque pixel d'un polygone en se basant sur une interpolation de ses arêtes, il simule l'apparence de surfaces plastiques ou métalliques.

    Interpolation

    Façon mathématique de régénérer des informations manquantes ou endommagées. Lorsqu'on agrandit une image par exemple, les pixels manquants sont régénérés par interpolation.

    Lissage Phong

    Algorithme (portant le nom de Phong Bui-Tong) permettant un lissage des couleurs en calculant le taux de lumière en de nombreux points d'une surface, et en changeant la couleur des pixels en fonction de la valeur. Il est plus gourmand en ressources que le lissage Gouraud

    MIP Mapping

    C'est un mot provenant du latin "Multum in Parvum" qui signifie "Plusieurs en un". Cette méthode permet d'appliquer des textures de différentes résolutions pour des objets d'une même image, selon leur taille et leur distance. Cela permet entre autre de mettre des textures de plus hautes résolutions lorsqu'on se rapporche d'un objet.

    Projection

    C'est le fait de réduire un espace en 3-Dimension en un espace en 2-Dimension

    Rasterisation

    Tranforme une image en pixels

    Rendu (Rendering)

    C'est le fait de créer des images réalistiques sur un écran en utilisant des modèles mathématiques pour le lissage, les couleurs ...

    Rendering engine

    Partie matérielle ou logicielle chargée de calculer les primitives 3D (Généralement des triangles)

    Tesselation ou facettisation

    Le fait de calculer des graphiques en 3D peut-être divisé en 3 parties: la facettisation, la géométrie et le rendu. La facettisation est la partie consistant à découper une surface en plus petites formes, en la découpant (souvent en triangles ou en quadrilatères)

    Texture Mapping

    Consiste à stocker des images constituées des pixels (texels), puis à envelopper des objets 3D de cette texture pour obtenir une représentation plus réaliste des objets

    Tri-linear filtering

    Basé sur le principe du filtrage bilinéaire, le filtrage trilinéaire consiste à faire une moyenne de deux niveaux de filtrage bilinéaire.

    Z-buffer

    Partie de la mémoire qui stocke la distance de chaque pixel à l'objectif. Lorsque les objets sont rendus à l'écran, le rendering engine doit supprimer les surfaces cachées.

    Z-buffering

    C'est le fait de supprimer les faces cachées en utilisant les valeurs stockées dans le Z-buffer
    (fin de citaion)




    La 3D Qu’est-ce que c’est que ça ? C’est ce que nous allons vous expliquer maintenant.
    La trois dimension, dans la réalité, c’est tout ce qui nous entoure et qui est matériel. Car la 2D n’est réelle que dans la théorie, il est impossible de dire qu’une affiche est en 2D, car elle a tout de même une épaisseur. Même les gouttes d’encre sur une feuille ont une épaisseur, ce qui est plat, n’existe pas !

    Maintenant, la 3D sur un ordi : Ce n’est que de la 3D dans « l’esprit » de l’ordi et dans votre esprit, car cela restera toujours des points de lumière sur l’écran, - voir chapitre sur l’écran - c’est donc une image projetée à plat. Ne croyez pas que je me contredis ! Car, quand je dis, « à plat », c’est un paradoxe, car ici aussi les particules de lumière ne s’arrêtent pas tout de suite sur le pas de masque de l’écran - voir chapitre niennien …… - , elles débordent sur la vitre, qui est elle même bombée sur la plupart des écrans alors...

    Allons y ! La 3D, elle est constituée de polygones, si vous étiez/êtes nul(e) en géométrie je vous rappelle que ce sont des formes en 2D ( de la vraie cette fois car elle est théorique) qui peuvent avoir un nombre d’angles qui part de trois et qui ne s’arrête qu’à l’infini. Bien sûr, ne demandez pas à votre carte 3D ou à votre processeur, (pas verbalement, c’est une façon de parler, nous nous entendons bien ![ah ah ah]) de traiter un infinigône, car cela ne fonctionnera pas. De toute manière il est impossible de lui faire une telle demande, car aucun logiciel de DAO (lexique) ou CAO (lexique) 2D ou 3D ne peut en faire un.
    Généralement ils n’ont pas plus de 3 ou 4 angles et ils n’ont pas une très grande taille, leur nombre varie, il est compris entre 1 et l’infini, seulement en théorie n’est-ce pas ? Eh bien oui ! Car il est aussi impossible de demander à un ordi de gérer une infinité de polygones que de sécher tout l’atlantique avec une loupe. Un Pentium III 600, gère 4 millions de polygones par secondes. Si vous faites le calcul ça ne lui laisse qu’une fourchette de 1 à 100000 polygones pour avoir une fluidité d’environ 1000 à 20 images par secondes. (1000 pour 1 polygone et 20 pour 100000 polygones) Alors qu’avec une carte accélératrice, vous pouvez atteindre les 40 millions de polygones par seconde avec la Guillemot 3D Prophet GeforceII 256 GTS (si 3dfx n'avait pas été racheté et que les SPECTOR 9600 étaient sorties on en serait à 100 millions (voir pages des news)) . L’avantage d’une carte 3D, c’est qu’elle fait un traitement de l’image d’une qualité extraordinaire. (pour les pro des consoles de jeu, les cartes 256 bits surpasse largement la playstation 2 ou la dreamcast en termes de qualité graphique.
    Bien, ces polygones, en s’assemblant, ils établissent des formes. ( ex : schéma)



    Ici, 3 polygones à 4 angles forment un escalier. On aurait plutôt tendance à traiter cela comme ceci :



    Cet à dire avec des polygones en forme de triangles.
    Les sorties de la carte vidéo :
    Celle qui est primordiale est la RGB (lexique) ou RVB en Français. (lexique) (aussi appelée VGA (lexique) ) Cette sortie se dirige vers l ‘écran et se charge de transporter des informations analogiques, (déjà converties par le DAC (lexique) de la carte vidéo) ce système devrait sde voire rayé quand le DVI (lexique) ) aura fait sont trou. Dans ce cas, c’est l'écran qui devra comporter un DAC (lexique) et la qualité ne sera pas altérée par le câble VGA. Dans le cas des écrans LCD , le DAC (lexique) a totalement disparu, de ce fait la qualité reste inchangée à la qualité de départ, elle est donc parfaite.
    La sortie TV est utile si la carte vidéo gère la décompression MPEG2 (lexique) , pour lire les DVD vidéos (lexique) sur votre télévision. Elle est généralement S-VHS (lexique) , il existe des adaptateurs Péritel, mais dans ce cas faites attention que le signal S-VHS soit bien PAL-S ( SECAM ).

    11) La carte son

    Celle-ci est chargée de gérer les sons et les musiques, il y a plusieurs choses prendre en compte quand nous choisissons une carte son, nous les évoquons tout de suite :
  • Le connecteur
  • L'accélération matérielle A3D ou EAX (lexique)
  • e nombre de voies simultanées
  • Prise en charge MIDI (lexique)
    La qualité
  • Les entrées et les sorties
    •  Tout d’abord, le connecteur, (ou support) il peut être ISA ou PCI (lexique) , le dernier semble un bien meilleur choix, car il vous assurera une carte son de qualité 16 bits au moins.
    L'accélération matérielle A3D (lexique) ou EAX (lexique) . Ces 2 grands standards sont utilisés par très peu de jeux pour l’instant, mais patience, ils vont s’imposer ! Ils consistent à utiliser la carte son comme support pour calculer garce à un DSP (lexique) intégré à la carte son très évoluer, tout les effets de résonances et de positionnements audio ( sur 4 ou 2 hauts parleurs).
    Le nombre de voix simultanées, il dépendra de la puissance de votre ordi quand il s’agit de sons au format wave ou MP3 (lexique)… Ils peuvent aller jusqu'à 50. En revanche, le nombre de voies simultanées au format MIDI (lexique) dépend de la carte son et seulement de la carte son. Une carte son normale en gère 16, mais certaines peuvent aller jusqu'à 1024 !
    Le format MIDI (lexique) est un format réservé à la musique. Car il fonctionne comme un synthétiseur. Le mieux serait d’utiliser un exemple. Prenons un morceau d’une piste (un instrument), il peut jouer plusieurs notes à la fois, elles peuvent être plus ou moins longues, fortes, graves, aiguës, en crescendo, en decrescendo….. tous ces effets sont définis et enregistrés grâce à ce format MIDI. Le nombre de pistes (instruments) dépend de la carte son. Pour faire marcher ses instruments, il faut qu'ils soient synthétisés à partir d’informations. Ces informations sont contenues dans la mémoire de la carte son, (de 128 Ko à 40 Mo)dans cette mémoire il y a ce que l’on appelle des banques sound fonts. ( extension .sbk ou .sf2 [extension = format de fichier ex : .wav , .mp3 , .mid….]) Ces banques sound fonts peuvent contenir des information qui s’adaptent à toutes les musiques, elles contiennent 128 instruments au maximum et se nomment les banques GM (lexique) . Il peut y en avoir d’autres spécifiques pour la musique liées au fichier .mid. Les deux critères pour définir la qualité d’une carte son sont ;
    La résolution d'échantillonnage
    La profondeur
    Le premier sert à définir la qualité d’un son selon sa résolution, elle va de 8000 Hz à 52000 Hz pour les meilleures cartes son. La profondeur est encore plus importante pour définir la qualité d’un son, plus sa valeur est grande plus le son est volumineux (utilise d’octets) il va de 4 bits à 32 bits. Les entrées et les sorties ressemblent à ceci sur une carte son :


    Ce schéma généralise ce que nous pouvons voir sur l’arrière d’une carte son. Sur la gauche vous apercevez l’E/S (lexique) MIDI (lexique) pour brancher un joystic, un synthétiseur ou un clavier maître. Le premier trou en partant de la gauche est la sortie HP (Hauts parleurs) arrière. Ensuite vient la sortie HP avant, puis l’entrée micro pour brancher un micro (cette entrée est généralement mono) , puis l’entrée ligne (entrée stéréo), et la sortie ligne. (sortie pour chaine HiFi (lexique) ou autre. stéréo) Certaines cartes son ont une carte fille ( deuxième plaque garnie de sorties et d’entrée que l’on place en dessous de la carte père [car il y a la carte mère, les cartes pères (dites d’extension) et les cartes filles (extension de la carte d’extension)]) munies de connecteurs RCA plaqués or pour branchement direct et haute qualité sur amplificateur HiFi.


    12) L'écran:

    Ce périphérique affiche les informations de manière analogique. Il peut ainsi afficher tout de cette manière:
    en colorisant chaque point.
    il dispose d'un masque qui réagit à l'impact d'éléctrons, un tube cathodique les projette un par un grâce à un balayage qui se fait de lignes en lignes. Cela peut se produire horizontalement, ou verticalement. Quand le balayage arrive à la fin de la ligne, il passe à la ligne suivante de cette manière:


    Le balayge de toute la surface peut se faire à une vitesse de 60 fois par seconde, cette donnée est variable et réglable selon les écrans (on peut aller j'usqu'à 160 avec de très bons écrans).
    Le balayage d'une ligne et de son saut se mesure aussi il peut être de 55000 Hz.
    la colorisation d'un point se fait grâce à 3 couleurs: RVB, c'est la synthèse additive (voir page "descriptions")
    les points sur les écrans sont séparés diagonalement de 0.28 mm (cette valeur est différente selon les écrans) , ce que l'on appelle le pitch ou le pas de masque.
    Un masque reste éclairé pendant une courte période et la lumière s'estompe j'usqu'à rafraichissement par "coup" d'électrons.
    Les écrans LCD fonctionnent de manière numérique et sont dépourvus de masque, le système est cette fois ci: à cristaux liquides.
    Les écrans LCD côutent plus cher. Sur un écran à matrice passive la consommation d'énergie sera moindre mais le confort visuel aussi. Les points de l'écran "fondent" au noir puis se rallument avec la prochaine impulsion éléctrique. Tandis que la matrice active, maintient l'éclairage des points j'usqu'au changement d'ordre de couleur. Ceux-ci coutent plus cher et consomment plus d'éléctricité.
    Les raccords de certains écrans LCD sont DVI, c'est à dire entièrement numériques.

    Nous en avons terminé pour tout ce qui est matériel.
    vers partie 3