Assemblage d'un PC
Reconnaître chaque composant, comprendre comment ils dialoguent, monter une machine sans rien casser et savoir la démarrer proprement.
Résumé flash
Un PC est modulaire depuis l'IBM PC de 1981 : chaque pièce se remplace. Le CPU calcule, la RAM retient ce qui sert maintenant, le bus les relie et le chipset orchestre le tout. Le montage n'exige qu'une chose : ne jamais forcer, les détrompeurs sont là pour ça. Au démarrage, le POST teste le matériel avant de passer la main au système.
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01L'architecture d'un PC
Une grande partie des micro-ordinateurs utilisés par les entreprises et les particuliers sont de type PC (Personal Computer). Ce nom est celui du premier ordinateur du genre, l'IBM PC de 1981. L'architecture de cette machine était d'une grande modularité : des composants pouvaient être ajoutés ou retirés suivant les besoins. Ce principe est toujours d'actualité — et c'est précisément ce qui rend le métier de technicien possible.
Les onze composants à reconnaître
C'est l'exercice d'ouverture du cours, et il tombe régulièrement en évaluation sous forme de schéma à légender.
| Composant | Rôle en une phrase | Interne / externe |
|---|---|---|
| Carte mère | Support sur lequel tout vient se connecter | Interne |
| Microprocesseur (CPU) | Exécute les instructions, fait les calculs | Interne |
| Mémoire vive (RAM) | Contient les programmes et données en cours | Interne |
| Alimentation | Transforme le 230 V en tensions continues | Interne |
| Disque dur | Stockage permanent des fichiers et du système | Interne |
| Unité de disque optique | Lecture/gravure CD, DVD, Blu-ray | Interne |
| Cartes d'extension | Ajoutent des interfaces (vidéo, réseau, son) | Interne |
| Ports d'entrées-sorties | Connectique accessible à l'arrière du boîtier | Interface |
| Moniteur | Affichage | Externe |
| Clavier | Saisie | Externe |
| Souris | Pointage | Externe |
Le trio fondamental
Tout le reste est périphérique. Le cœur d'un ordinateur, c'est trois choses reliées par un canal de communication :
Un cuisinier (le CPU) travaille sur son plan de travail (la RAM) : il n'y pose que ce dont il se sert à l'instant. Le garde-manger (le disque dur) garde tout le reste, mais il faut s'y déplacer. Le bus, c'est le passage entre les deux, et le chipset le chef de rang qui évite que tout le monde s'y bouscule en même temps.
02Boîtier et carte mère
Le boîtier
Le critère décisif est la taille et la disposition, car elles conditionnent les possibilités d'extension : nombre d'emplacements pour les disques, longueur de carte graphique acceptée, hauteur de ventirad, format d'alimentation.
La carte mère
Une carte mère constitue l'élément fondateur du PC : tous les composants, internes comme externes, viennent s'y connecter. De son choix dépendent grandement les possibilités d'évolution.
Ce n'est pas la marque ni le prix, c'est le microprocesseur visé. Les cartes mères pour Intel sont différentes de celles pour AMD, et chez un même fabricant, la carte mère est encore spécifique à la génération du processeur. On choisit donc CPU et carte mère ensemble, jamais l'un après l'autre.
Le format
Il existe de très nombreux formats, même si l'ATX est le plus répandu. Le format détermine à la fois les dimensions de la carte, l'emplacement des trous de fixation et le nombre de connecteurs d'extension disponibles.
Le montage
La carte mère se place et se visse au fond du boîtier sur une plaque qui se dissocie généralement du boîtier — ce qui permet de la préparer à plat, hors du boîtier, bien plus confortablement.
- Sortir la plaque support et y visser les entretoises aux bons emplacements.
- Poser le CPU sur la carte mère hors du boîtier, puis la pâte thermique et le ventirad.
- Insérer les barrettes de RAM.
- Fixer l'ensemble dans le boîtier.
- Brancher l'alimentation (ATX 24 broches + connecteur CPU), puis les disques SATA.
- Insérer en dernier les cartes d'extension.
Monter CPU et RAM hors du boîtier évite d'appuyer sur une carte mère déjà vissée, ce qui la ferait fléchir.
Les connecteurs à l'arrière
La plupart des cartes mères proposent, à l'arrière du PC, tout ou partie de la connectique suivante. Savoir l'identifier fait partie des attendus.
| Connecteur | Sert à brancher | Statut |
|---|---|---|
USB | Périphériques : clavier, souris, disque externe, clé | Standard actuel |
PS/2 | Clavier et souris | Ancienne connectique |
VGA | Moniteur — analogique | Ancienne connectique |
DVI | Moniteur — numérique | En retrait |
HDMI | Moniteur, téléviseur — vidéo + audio | Standard actuel |
DisplayPort | Moniteur — haute résolution, plusieurs écrans | Standard actuel |
| Optique (S/PDIF) | Amplificateur audio | Spécialisé |
RJ45 | Réseau Ethernet | Standard actuel |
Un client vous apporte un processeur Intel de 12e génération et une carte mère qu'il a achetée en promotion. Que vérifiez-vous en premier, et sur quel élément précis ?
Le socket — l'emplacement physique du CPU sur la carte mère. Il doit correspondre exactement à celui du processeur (LGA 1700 pour une 12e génération Intel).
Deux vérifications suivent immédiatement : le chipset de la carte doit supporter cette génération, et le BIOS/UEFI doit être à jour — une carte du bon socket mais avec un firmware ancien peut refuser de démarrer avec un CPU sorti après elle.
Enfin : une carte Intel n'accepte jamais un CPU AMD, et réciproquement.
03Le microprocesseur
Le processeur (CPU, Central Processing Unit) est le composant qui effectue les calculs. C'est lui qui traite les instructions des programmes stockés dans la mémoire centrale, car il n'intègre qu'une toute petite quantité de mémoire, utilisée temporairement pour les calculs. Il y a donc un échange incessant entre le CPU et la RAM via le bus : plusieurs milliards de fois par seconde, le CPU exécute la séquence appelée cycle d'instruction.
Les familles
| Famille | Architecture | Usage |
|---|---|---|
| Intel / AMD | x86 / AMD64 | PC et serveurs |
| ARM | ARM | Embarqué, smartphones, tablettes, Raspberry — et désormais PC et serveurs |
Intel et AMD fabriquent des CPU compatibles entre eux car ils partagent la même architecture x86/AMD64 — un même système d'exploitation tourne sur les deux. En revanche, ils ne sont pas compatibles avec l'architecture ARM : c'est un jeu d'instructions différent, qui exige des logiciels compilés spécifiquement.
« Compatibles » veut dire que le logiciel passe de l'un à l'autre, pas le matériel : un CPU Intel ne rentre pas dans une carte mère AMD, les sockets sont physiquement différents. La compatibilité x86 concerne le jeu d'instructions, pas la mécanique.
32 bits ou 64 bits
Deux générations cohabitent. En 64 bits, les bus, les registres et les unités de calcul traitent des données sur 64 bits : certaines opérations sont donc réalisées en moins de temps, et surtout l'espace mémoire adressable devient bien plus grand — en théorie 264 cases mémoire au lieu de 232.
232 cases d'un octet = 4 Gio. C'est la raison pour laquelle un Windows 32 bits ne voit jamais plus de 4 Go de RAM, même si la machine en contient 8 : il ne sait pas écrire une adresse plus grande. C'est la réponse attendue quand on demande « pourquoi passer en 64 bits ? ».
Cœurs physiques et cœurs logiques
La plupart des CPU actuels possèdent plusieurs cœurs (dual core, quad core…). Un cœur est en pratique un CPU : on a donc une architecture multi-processeur, mais intégrée dans une puce unique.
La technologie Hyperthreading (HT) simule 2 cœurs logiques pour chaque cœur physique. L'idée est d'optimiser le fonctionnement du CPU en diminuant ses temps d'inactivité : pendant qu'un fil d'exécution attend une donnée, l'autre occupe les unités de calcul laissées libres.
La mémoire cache
Entre deux calculs, le CPU ne fait que chercher et envoyer des données ou des instructions à la RAM. Comparativement à sa vitesse de calcul, les accès à la RAM sont lents et génèrent des temps d'attente, donc du temps perdu. Or un programme tourne bien souvent en boucle, et travaille donc sur les mêmes séquences d'instructions ou les mêmes données. L'idée est de garder ces dernières dans le CPU, en mémoire cache, pour les retrouver plus vite.
| Niveau | Capacité | Vitesse | Emplacement | Partage |
|---|---|---|---|---|
| L1 | Quelques dizaines de Ko | Très rapide | Intégrée au cœur | Propre au cœur |
| L2 | Quelques centaines de Ko | Un peu moins rapide | Souvent intégrée au CPU, parfois externe | Dédiée à un cœur |
| L3 | Plusieurs Mo | La plus lente des trois | Sur la puce, à l'extérieur des cœurs | Partagée entre les cœurs |
Le L1, c'est ce que le cuisinier a dans la main. Le L2, c'est son plan de travail personnel. Le L3, c'est la desserte commune au milieu de la cuisine, où tous les cuisiniers piochent. La RAM, c'est la réserve au fond du couloir. Plus on s'éloigne, plus il y a de place — et plus ça prend du temps.
La fréquence
La fréquence d'un CPU est celle de l'horloge à laquelle il est relié et qui cadence le traitement des instructions. Elle est un multiple de la fréquence du bus et s'exprime en gigahertz.
Le montage du CPU
- Relever le levier du socket.
- Insérer le processeur selon le sens indiqué par les détrompeurs — sans jamais forcer.
- Abaisser le levier pour verrouiller.
- Déposer la pâte thermique sur le dessus du processeur.
- Installer le ventirad (ensemble ventilateur + dissipateur), indispensable car le processeur chauffe énormément.
- Brancher le connecteur du ventilateur sur la prise
CPU_FANde la carte mère.
Elle ne sert ni à fixer, ni à conduire l'électricité. Son rôle est de combler les micro-aspérités entre le dessus du CPU et la base du ventirad, car l'air y est un très mauvais conducteur de chaleur. Trop peu : le CPU chauffe. Beaucoup trop : elle déborde et isole. Une quantité de la taille d'un grain de riz suffit.
04Les bus et le chipset
Un bus est un canal de communication entre deux ou plusieurs composants. Le cadencement des échanges se fait grâce à une horloge.
Série ou parallèle
| Type | Principe | Limite |
|---|---|---|
| Parallèle | À un instant donné, plusieurs bits circulent, chacun sur son fil | Problèmes de synchronisation quand la fréquence augmente : les bits n'arrivent plus exactement ensemble |
| Série | À un instant donné, un seul bit circule | Aucun problème de synchronisation → on peut monter très haut en fréquence. C'est le mode préféré aujourd'hui |
On pourrait croire que « plusieurs bits à la fois » bat forcément « un bit à la fois ». C'est faux en pratique : le série monte tellement plus haut en fréquence qu'il dépasse largement le parallèle. C'est exactement l'histoire du remplacement de l'IDE (parallèle) par le SATA (série) — le S de SATA signifie Serial.
Les modes de communication
| Mode | Sens | Exemple |
|---|---|---|
| Simplex | Sens unique | Un capteur qui ne fait qu'émettre |
| Half-duplex | Double sens, mais alternativement | Un talkie-walkie |
| Full-duplex | Double sens simultané | Une conversation téléphonique |
Le FSB et le chipset
Dans un PC, il existe de nombreux bus aux fonctions particulières. Celui qui relie le CPU à la RAM s'appelle le FSB (Front Side Bus).
Sous le CPU se trouve un second composant essentiel : le chipset. C'est un jeu de composants électroniques, inclus dans un circuit intégré préprogrammé, permettant de gérer les flux de données numériques entre le ou les processeurs, la mémoire et les périphériques. Dans les architectures de type PC, il joue un rôle central dans l'orchestration des différents bus.
Le débit
Le débit d'un bus représente la quantité de données qui peuvent circuler en une seconde. Il dépend de deux facteurs : la fréquence et la largeur du bus en bits.
débit (bit/s) = fréquence (Hz) × largeur (bits)
exemple : bus de 64 bits cadencé à 800 MHz
800 000 000 × 64 = 51,2 Gbit/s soit 6,4 Go/sPourquoi le SATA, qui ne transmet qu'un bit à la fois, est-il beaucoup plus rapide que l'IDE, qui en transmettait 16 en parallèle ?
Parce que le débit ne dépend pas seulement de la largeur, mais aussi de la fréquence — et le parallèle plafonne en fréquence.
Sur un bus parallèle, les bits partent ensemble mais n'arrivent pas exactement ensemble : les fils n'ont pas rigoureusement la même longueur électrique. Plus la fréquence monte, plus ce décalage (le skew) devient ingérable, et il faut ralentir pour rester fiable.
Le série n'a qu'un seul chemin, donc aucun décalage à corriger : on peut monter à des fréquences bien supérieures. Le gain en fréquence dépasse très largement la perte en largeur.
05La mémoire vive
Schématiquement, une mémoire vive (RAM, Random Access Memory) est une suite continue de cellules mémoire d'un octet. Chaque cellule a une adresse et un contenu.
La mémoire vive contient les programmes en cours d'exécution et les données en cours d'utilisation. Son contenu est volatile : il s'efface lorsque l'ordinateur est éteint.
Le polycopié indique qu'« une barrette de 4 Gio contient 232 cellules mémoire d'un octet ». Il s'agit d'une perte de mise en forme à l'impression : la valeur correcte est 232 cellules, soit 4 294 967 296 octets = 4 Gio. Le même accident touche les puissances de 2 dans le paragraphe sur le 32/64 bits.
Les caractéristiques d'une barrette
| Caractéristique | Détail |
|---|---|
| Usage | SODIMM pour portable · DIMM pour PC fixe ·
DIMM + ECC pour serveur (contrôle et correction d'erreurs) |
| Capacité | En Gio. Toutes les cartes mères proposent plusieurs emplacements, les capacités se cumulent |
| Génération | DDR, DDR2, DDR3, DDR4, DDR5… Double Data Rate : à fréquence équivalente, le débit théorique d'échange avec le CPU est doublé |
| Fréquence | Codée sous la forme PCxxxx |
- Les barrettes de générations différentes ne sont pas compatibles : une DDR4 ne rentre pas dans un emplacement DDR3, le détrompeur n'est pas au même endroit.
- Les barrettes d'une même génération mais de débits différents sont compatibles — le système fonctionnera simplement à la fréquence la plus faible des barrettes installées.
La RAM dédiée aux cartes graphiques est notée GDDR et n'est pas interchangeable avec la RAM système.
Décoder une référence DDR4
| Nom | Fréquence interne | Fréquence du bus | Débit théorique |
|---|---|---|---|
PC4-12800 | 200 MHz | 800 MHz | 12 800 Mo/s |
PC4-19200 | 300 MHz | 1 200 MHz | 19 200 Mo/s |
PC4-25600 | 400 MHz | 1 600 MHz | 25 600 Mo/s |
Le 4 de PC4 désigne la génération (DDR4) ; le nombre qui suit est
directement le débit en Mo/s. C'est la lecture la plus rapide d'une étiquette.
Le montage
Un détrompeur situé en bas de la barrette évite de mal l'insérer ou d'utiliser une barrette incompatible. Deux petits leviers latéraux permettent de la verrouiller et de la sortir. Ne surtout pas forcer : si la barrette résiste, c'est qu'elle est à l'envers ou qu'elle n'est pas de la bonne génération.
Une machine contient une barrette PC4-25600. On lui ajoute une
PC4-12800. Que se passe-t-il ?
La machine fonctionne : les deux barrettes sont de la même génération (DDR4), donc compatibles. La capacité totale est bien la somme des deux.
Mais l'ensemble tourne à la fréquence la plus faible, soit celle de la PC4-12800. La barrette rapide est bridée : on perd la moitié du débit sur les deux.
En pratique : pour ajouter de la RAM, on prend la même référence que l'existante, ou on remplace tout.
06Extensions et stockage
Les cartes d'extension
Des emplacements sont prévus sur la carte mère pour les cartes d'extension. Elles permettent d'ajouter des interfaces à l'ordinateur, sur lesquelles on pourra brancher des périphériques. Les plus répandues sont les cartes vidéo, réseau et son.
Le montage : retirer d'abord le cache correspondant à l'arrière du boîtier, puis insérer la carte dans le connecteur de bus (aujourd'hui PCI Express) et la visser au socle.
Les unités de disque SATA
SATA est le standard actuel pour les disques durs et les lecteurs/graveurs optiques (CD, DVD, Blu-ray). Chaque unité reçoit deux câbles : un câble de données vers la carte mère, et un câble d'alimentation vers le bloc d'alimentation.
| Connecteur | Destination |
|---|---|
| ATX 24 broches | Alimentation principale de la carte mère |
| Connecteur CPU (4 ou 8 broches) | Alimentation dédiée au processeur |
| SATA (plat, en L) | Disques durs, SSD, lecteurs optiques |
| Molex (4 broches : +12 V, COM, COM, +5 V) | Ancienne connectique IDE, ventilateurs |
Repérer les emplacements sur la carte mère
Les sérigraphies imprimées sur la carte mère indiquent la destination de chaque connecteur. Savoir les lire évite de chercher la documentation.
| Sérigraphie | Accueille |
|---|---|
LGA1151 | Le microprocesseur — le nombre est celui des contacts du socket |
DDR4_1 | Une barrette mémoire (emplacement n° 1) |
ATX | L'alimentation principale |
CPU_FAN | Le ventilateur du microprocesseur |
SATA3 | Un disque dur ou un lecteur optique |
PCIEX16 | La carte graphique (16 lignes PCI Express) |
07Le démarrage : POST, BIOS, UEFI
Après avoir démarré, la LED d'alimentation sur la face avant du boîtier s'allume, ainsi que le moniteur. Le système exécute alors les tests de démarrage — le POST (Power-On Self-Test). Pendant ces tests, le BIOS peut émettre des bips, mais cela dépend de la carte mère.
Le POST, c'est le tour d'inspection du pilote avant le décollage : il vérifie que chaque organe répond avant de lancer les moteurs. Les bips sont son code de détresse — un langage de secours pour dire ce qui ne va pas quand l'écran, lui, ne peut encore rien afficher.
Le BIOS
Il s'agit d'un logiciel intégré à la carte mère qui permet le démarrage de la machine et la configuration de la carte mère. On accède à son écran de configuration au démarrage, par une touche particulière selon la carte : Échap, F1, F10, Suppr…
L'UEFI
Le BIOS vit ses derniers moments, étant limité en fonctionnalités. Un PC récent utilise UEFI — et la différence n'est pas que visuelle.
| BIOS | UEFI | |
|---|---|---|
| Interface | Texte, au clavier | Graphique, souris utilisable |
| Taille de disque | Limité à ~2,2 To (partitionnement MBR) | Bien au-delà (partitionnement GPT) |
| Partitions | 4 partitions principales maximum | 128 partitions |
| Démarrage | Plus lent | Plus rapide, initialisation en parallèle |
| Sécurité | Aucun contrôle | Secure Boot : vérifie la signature du chargeur |
On dit encore « aller dans le BIOS » sur une machine qui n'en a plus depuis dix ans. L'habitude a survécu à la technologie — comme « composer un numéro » sur un téléphone qui n'a plus de cadran. En évaluation, employez le terme exact : UEFI sur une machine récente.
08Sécuriser la machine
L'accès physique
Il faut sécuriser les ordinateurs avec un antivol. Il en existe de nombreux modèles : choisissez ceux qui bloquent aussi l'accès à l'intérieur de la machine, et pas seulement son déplacement.
Cela limite trois risques :
- le vol de composants — une barrette de RAM ou un SSD disparaît vite ;
- la modification de la configuration matérielle ;
- le reset du BIOS/UEFI, qui annule le mot de passe (voir ci-dessous).
L'accès au BIOS/UEFI
Le setup contient des paramètres importants. On peut en limiter l'accès par un mot de passe. Cela limite quatre risques :
- la modification de la configuration ;
- la modification de l'ordre de démarrage — démarrer sur une clé USB permet de contourner entièrement le système installé et de lire le disque ;
- la modification du BIOS par flashage ;
- l'activation de la virtualisation matérielle.
Un mot de passe UEFI seul ne sert à rien si l'attaquant peut ouvrir le boîtier : il lui suffit de retirer la pile de la carte mère quelques minutes, ou de déplacer le cavalier de clear CMOS, pour tout réinitialiser. La sécurité logicielle du firmware ne tient que si l'accès physique est bloqué. C'est la réponse attendue quand on demande de justifier l'antivol qui condamne le capot.
Dans une salle en libre accès, quel réglage UEFI empêche un utilisateur de démarrer sur sa propre clé USB pour lire le disque dur, et pourquoi ce réglage ne suffit-il pas ?
Le réglage : fixer l'ordre de démarrage sur le disque interne uniquement, désactiver le démarrage USB, et surtout protéger le setup par un mot de passe administrateur — sans quoi n'importe qui rétablit l'ordre de boot en trente secondes.
Pourquoi ça ne suffit pas : un accès physique au boîtier permet de réinitialiser le firmware (pile, cavalier CMOS) ou, plus simplement, de débrancher le disque et de l'emporter. Il faut donc y ajouter un antivol qui condamne l'ouverture, et — pour protéger réellement les données — le chiffrement du disque (BitLocker, LUKS), seule mesure qui résiste au vol du support lui-même.