Un système informatique se compose d'une part de matériels informatiques (ordinateurs), d'autre part de programmes (logiciels) indispensables au fonctionnement des matériels. Les ordinateurs peuvent être reliés par des réseaux (téléinformatique).

Le matériel est aussi désigné par l'appellation américaine "Hardware".

I.    L'architecture générale d'un ordinateur

Un ordinateur se compose des éléments suivants :

• l'unité centrale, comportant elle-même :

  • le processeur, dont le rôle consiste à exécuter les instructions d'un programme :

    • organe de commande (prise en compte successive de chaque instruction),

    • organe de calcul (exécution de chaque instruction) (unité arithmétique et logique),

  • la mémoire centrale, qui stocke programmes et données en cours de traitement

• des organes extérieurs, appelés également périphériques :

  • organes de stockage des données et des programmes non en cours de traitement (exemple : disques magnétiques),

  • organes de communication homme machine (exemple : clavier/écran).

La communication logique entre l'unité centrale et les périphériques est effectuée par des interfaces propres à chaque type de périphérique et dont la fonction consiste à traduire à la fois les données et les ordres de l'unité centrale au périphérique et vice versa.

Lorsque les divers constituants sont rassemblés en un même lieu géographique, la communication physique entre les divers constituants est assurée par des câbles électriques.

Lorsque les divers composants sont éloignés géographiquement, ils sont reliés physiquement par des organes de communication comportant:

• des moyens de transmission (lignes téléphoniques, ondes hertziennes),

• des organes de gestion des transmissions (modems, contrôleurs de communication, etc.).

Ces organes de communication peuvent relier non seulement l'unité centrale d'un ordinateur et ses périphériques, mais plusieurs ordinateurs entre eux ; on emploie alors le terme général de réseau.

L'architecture générale d'un ordinateur

II.  Les différents types de systèmes informatiques

A.  Les différents types d'ordinateurs

1.   Les grands système informatiques

Les grands systèmes informatiques (ou Main frame) sont apparus avec l'essentiel des fonctionnalités actuelles des ordinateurs dès les années 1960 ; ils ont bien sûr bénéficié depuis des progrès de la technologie (diminution des dimensions des éléments, augmentation des puissances et des capacités de stockage); ils ont des puissances et des capacités de stockage importantes ; leur utilisation est le plus souvent caractérisée par :

• l'implantation de logiciels sophistiqués traitant d'importantes bases de données,

• l'utilisation de ces logiciels par un grand nombre d'utilisateurs.

Ces grands systèmes sont essentiellement utilisés dans les entreprises de taille importante.

Exemples :

On citera comme gros ordinateurs le CRAY, le VAX 9440 (DEC), le DPS 7 (BULL), etc.

2.   Les mini-ordinateurs

Les mini-ordinateurs ont été utilisés au départ pour des applications scientifiques et industrielles (commandes de processus en temps réel) ; de ce fait, ces ordinateurs ont des puissances de calcul relativement importantes; les mini-ordinateurs ont évolué ensuite de manière à pouvoir traiter également des applications de gestion, par l'accroissement des capacités de stockage des données ; ces ordinateurs sont employés soit dans des entreprises de taille moyenne, soit dans les unités décentralisées de grands groupes ; les mini-ordinateurs sont alors appelés souvent «ordinateurs départementaux» généralement reliés par réseau au gros ordinateur «central» du groupe.

Exemples :

On citera comme mini-ordinateurs l 'AS 400 (IBM), le DPX (BULL), etc.

3.   Les micro-ordinateurs

Les micro-ordinateurs, apparus dans les années 1980, ont bénéficié de l'importante évolution technologique depuis cette époque, en particulier de la miniaturisation des circuits électroniques («puces»), des progrès des supports de stockage (disques magnétiques, CD-Rom) et de restitution (imprimantes) ; les micro-ordinateurs sont caractérisés par la présence sous une taille restreinte de tous les organes nécessaires au traitement complet d'un problème informatique.

Exemples :

Micro-ordinateur personnel composé d'une unité centrale, d'un disque dur, d'un lecteur de disquettes, d'un lecteur de CD-ROM, d'un clavier, d'une souris, d'un écran, d'une imprimante, ainsi que des interfaces (cartes) associés.

De ce fait, les utilisations des micro-ordinateurs sont :

• des utilisations personnelles («Personal Computer»),

• des utilisations dans les entreprises pour traiter les problèmes de telle ou telle catégorie d'utilisateurs,

• traitements spécifiques de gestion (à l'aide de tableurs, de gestionnaires de fichiers ou de bases de données),

• outils individuels ou bureautiques (traitement de texte en particulier).

Les distinctions que l'on a faites ci-dessus sont à utiliser avec précaution, du fait de l'évolution actuelle extrêmement rapide de la technologie et de ses conséquences sur l'architecture des systèmes informatiques. On fera remarquer, en particulier, que la frontière entre mini-ordinateurs et micro-ordinateurs devient floue : des micro-ordinateurs puissants baptisés «stations de travail» (Sun, etc.) sont aussi performants que des mini-ordinateurs ; par ailleurs certains micro-ordinateurs puissants peuvent devenir des « serveurs» pour des micro-ordinateurs «esclaves» éloignés, considérés alors comme des périphériques ; dans ce cas, le concept de micro-ordinateur individuel n'est plus valable.

B.  Les différentes architectures des systèmes informatiques

Il y a trois architectures de base, suivant l'importance du degré d'indépendance des utilisateurs.

1.   L'informatique centralisée

L'informatique centralisée se caractérise par un regroupement des moyens informatiques sur un site central. Les utilisateurs ne disposent d'aucun matériel informatique. Les données sont acheminées vers le site central par des moyens manuels, puis saisies, stockées, et traitées. C'est aussi à partir de ce site unique que les données informatisées sont diffusées.

L'outil informatique est entre les mains des informaticiens.

2.   L'informatique distribuée

Postérieure, dans son principe, à l'informatique centralisée, l'informatique distribuée se caractérise par une décentralisation des moyens informatiques de saisie et de consultation de l'information. L'informatique entre dans les différents services (départements) de l'entreprise et est mise à disposition des utilisateurs.

Schéma : architecture informatique distribuée

Les traitements d'exploitation et de mémorisation (stockage) des données restent concentrés sur un unique ordinateur, dit ordinateur central.

Les utilisateurs peuvent utiliser l'outil informatique (via des terminaux passifs dépourvus de possibilités de traitement et de stockage) pour effectuer des saisies, des consultations d'informations et pour recevoir des informations (documents imprimés).

Les terminaux sont reliés à l'ordinateur central par des câbles s'ils sont implantés à côté de l’ordinateur, par des organes de communication (réseau) s'ils sont éloignés ; on qualifie ce type de réseau de réseau en étoile, le centre étant constitué par l'ordinateur central.

Ce type d'architecture date de l'époque où il n'y avait que des gros ordinateurs. Dans cette architecture, tous les logiciels et toutes les données traitées par ces logiciels sont centralisés sur l'ordinateur central. L'utilisation la plus fréquente consiste à exploiter des logiciels communs à tous les utilisateurs d'une entreprise (logiciels centralisés de paie, de comptabilité, etc.). Les utilisateurs saisissent les données nécessaires sur les terminaux, ces données sont acheminées vers l'ordinateur central ; les résultats suivent le trajet inverse et sont récupérés sur écrans ou imprimantes par les utilisateurs.

Toutefois, l'architecture distribuée peut également être utilisée pour des logiciels particuliers programmés à distance par les utilisateurs; on parle alors d'Infocentre ; c'est le cas fréquemment des traitements scientifiques nécessitant la puissance de calcul d'un très gros ordinateur.

3.   L'informatique répartie

L'informatique répartie étend le principe de décentralisation des ressources informatiques à l'ensemble des moyens de traitement et de stockage de l'information.

Schéma : architecture informatique répartie

Dans l'informatique répartie, les utilisateurs disposent d'organes de traitement (unités centrales) et de stockage des données ; le cas le plus usuel est constitué par des micro-ordinateurs. Ils peuvent être reliés entre eux ou avec un gros ordinateur central (main frame) par un réseau.

Dans ce type d'architecture, plus récent, les utilisateurs peuvent disposer de leurs propres logiciels et de leurs propres données; ils peuvent programmer et exploiter des logiciels traitant leurs problèmes propres (traitement de texte, réalisation de traitements par des tableurs, des logiciels de gestion de fichiers ou de bases de données, etc.).

Ce type d'architecture, très convivial pour l'utilisateur, nécessite par contre des processus plus complexes, si les différents utilisateurs doivent échanger des données entre eux :

• échanges en temps différé de supports de stockage amovibles (exemple : disquettes),

• échanges par réseau proprement dit (lignes de transmission), en différé ou immédiat,

• échanges par réseau avec un ordinateur serveur jouant le rôle d'un ordinateur central.

Ce dernier cas correspond en particulier aux applications centralisées dans une architecture répartie, où l'on a deux niveaux de traitement : local puis central.

Exemples :

On prend comme exemple d’architecture distribuée le traitement de la paie dans une grande société décentralisée:

• saisie et contrôle locaux, traités par des logiciels locaux:

• des mouvements de personnel (embauches, départs, modifications, etc.),

• des mouvements de paie (primes, heures supplémentaires, etc.),

• en fin de mois, traitement de la paie : bulletins de paie, règlements, comptabilisation, etc. par l'ordinateur central.

La réalisation d'un tel traitement nécessite, non seulement la réalisation d'un réseau physique, mais une cohérence étroite entre les logiciels locaux et centraux (définition et structure des données).