L'ordinateur est une machine électronique capable de recevoir, mémoriser, traiter et transmettre des informations. Il exécute automatiquement des programmes qui lui indiquent les opérations à effectuer. Aujourd'hui, les ordinateurs sont présents partout : à la maison, dans les écoles, les entreprises, les hôpitaux, les laboratoires, les satellites, les voitures ou encore les usines. Ils sont devenus des outils indispensables de la vie moderne.

L'informatique repose sur un principe simple : toutes les informations sont représentées sous la forme de données numériques. Les textes, les images, les sons ou les vidéos sont transformés en suites de nombres que l'ordinateur peut comprendre et manipuler. Grâce à son électronique, il effectue des millions, voire des milliards de calculs chaque seconde afin de traiter ces données.

Un ordinateur est constitué de deux grandes parties complémentaires. La première est le matériel (hardware) : ce sont tous les composants physiques comme le processeur, la mémoire, le disque de stockage, l'écran, le clavier ou la souris. La seconde est le logiciel (software) : il s'agit des programmes qui permettent à l'ordinateur de fonctionner et d'effectuer les tâches demandées par l'utilisateur.

Lorsque l'on allume un ordinateur, un petit programme présent dans sa mémoire initialise les composants puis lance le système d'exploitation. Celui-ci devient l'intermédiaire entre le matériel et les logiciels. Il gère les mémoires, les fichiers, les périphériques, les connexions réseau et le partage des ressources afin que plusieurs programmes puissent fonctionner simultanément.

Toutes les informations circulent entre les différents composants sous forme de données numériques. Le processeur lit les instructions des programmes, effectue les calculs nécessaires puis envoie les résultats vers la mémoire, l'écran, les haut-parleurs, l'imprimante ou tout autre périphérique. Ce cycle se répète en permanence à très grande vitesse.

Il existe aujourd'hui de nombreux types d'ordinateurs adaptés à des usages différents.

• Les ordinateurs de bureau offrent généralement de bonnes performances et sont facilement évolutifs.
• Les ordinateurs portables regroupent tous leurs composants dans un appareil transportable alimenté par une batterie.
• Les serveurs fournissent des services et des données à d'autres ordinateurs connectés sur un réseau.
• Les supercalculateurs réalisent des calculs scientifiques extrêmement complexes.
• Les ordinateurs embarqués équipent les voitures, les avions, les appareils électroménagers ou les robots.

L'informatique ne consiste pas seulement à utiliser un ordinateur. Elle englobe également la conception des logiciels, la programmation, les réseaux, les bases de données, la cybersécurité, l'intelligence artificielle ou encore le traitement des images et des sons. Tous ces domaines reposent sur les mêmes principes fondamentaux du traitement automatique de l'information.

Comprendre le fonctionnement général d'un ordinateur est la première étape pour découvrir le vaste monde de l'informatique. Derrière chaque clic, chaque application ou chaque page Internet se cachent des milliards d'opérations électroniques réalisées en une fraction de seconde afin de rendre les technologies numériques simples à utiliser.

Le stockage (disque dur, SSD)

Le stockage est la partie de l'ordinateur qui permet de conserver les informations de façon permanente. Contrairement à la mémoire vive (RAM), qui est vidée lorsque l'ordinateur est éteint, le support de stockage garde les données même lorsqu'il n'est plus alimenté en électricité. C'est là que sont enregistrés le système d'exploitation, les logiciels, les documents, les photos, les vidéos et tous les fichiers de l'utilisateur.

Pendant le fonctionnement de l'ordinateur, les données suivent toujours le même parcours. Elles sont d'abord lues sur le support de stockage, puis copiées dans la mémoire vive (RAM), où le processeur peut les utiliser rapidement. Lorsque l'utilisateur modifie un document ou crée un nouveau fichier, celui-ci est finalement enregistré de nouveau sur le support de stockage afin d'être conservé définitivement.

Pendant de nombreuses années, le principal moyen de stockage a été le disque dur ou HDD (Hard Disk Drive). À l'intérieur de son boîtier se trouvent un ou plusieurs plateaux métalliques recouverts d'une couche magnétique qui tournent à très grande vitesse, généralement entre 5 400 et 7 200 tours par minute, parfois davantage. Une tête de lecture se déplace à quelques nanomètres de leur surface pour lire ou écrire les données sous forme magnétique.

Le disque dur présente plusieurs avantages : il peut stocker une très grande quantité de données pour un coût relativement faible. En revanche, comme il contient des pièces mécaniques en mouvement, il est plus lent, plus bruyant, consomme davantage d'énergie et peut être endommagé par les chocs lorsqu'il fonctionne.

Aujourd'hui, les ordinateurs utilisent de plus en plus des SSD (Solid State Drive). Contrairement aux disques durs, les SSD ne possèdent aucune pièce mobile. Ils enregistrent les informations dans des puces de mémoire électronique appelées mémoire flash, semblables à celles utilisées dans les clés USB ou les cartes mémoire.

L'absence de pièces mécaniques rend les SSD beaucoup plus rapides. Le démarrage de l'ordinateur, le lancement des logiciels et la copie des fichiers sont souvent plusieurs fois plus rapides qu'avec un disque dur classique. Les SSD sont également silencieux, consomment moins d'énergie et résistent mieux aux vibrations et aux chocs.

Il existe plusieurs types de SSD. Les modèles SATA utilisent la même interface que les anciens disques durs et offrent déjà d'excellentes performances. Les modèles NVMe, installés dans un connecteur M.2, communiquent directement avec le processeur grâce au bus PCI Express. Ils peuvent atteindre des vitesses de transfert de plusieurs gigaoctets par seconde, bien supérieures à celles des SSD SATA.

La capacité d'un support de stockage est généralement exprimée en gigaoctets (Go) ou en téraoctets (To). Les ordinateurs actuels possèdent souvent des SSD de 512 Go ou 1 To, tandis que les serveurs et les centres de données utilisent parfois plusieurs centaines de téraoctets, voire davantage.

De nombreux ordinateurs combinent aujourd'hui les deux technologies : un SSD rapide accueille le système d'exploitation et les logiciels, tandis qu'un disque dur de grande capacité sert à stocker les documents, les photos, les vidéos et les sauvegardes. Ce compromis permet d'obtenir à la fois de bonnes performances et une grande capacité de stockage.