Ordinateur, partie 10
Multitâche
Si un ordinateur peut être perçu comme exécutant un programme gigantesque stocké dans sa mémoire principale, certains systèmes nécessitent de donner l'impression qu'il exécute plusieurs programmes simultanément. Ce résultat est obtenu grâce au multitâche, qui consiste à faire passer rapidement l'ordinateur d'un programme à l'autre. L'un des moyens d'y parvenir est l'utilisation d'un signal spécial appelé interruption, qui peut périodiquement forcer l'ordinateur à interrompre l'exécution des instructions là où il en était et à effectuer une autre tâche. En se souvenant de l'endroit où il s'exécutait avant l'interruption, l'ordinateur peut reprendre cette tâche ultérieurement. Si plusieurs programmes s'exécutent « en même temps », le générateur d'interruptions peut alors provoquer plusieurs centaines d'interruptions par seconde, provoquant un changement de programme à chaque fois. Les ordinateurs modernes exécutant généralement les instructions à une vitesse bien supérieure à la perception humaine, on peut avoir l'impression que plusieurs programmes s'exécutent simultanément, même si un seul est exécuté à un instant donné. Cette méthode de multitâche est parfois appelée « temps partagé », car une tranche de temps est allouée à chaque programme à son tour.
Avant l'avènement des ordinateurs bon marché, le multitâche servait principalement à permettre à plusieurs personnes de partager le même ordinateur. Apparemment, le multitâche ralentissait l'exécution d'un ordinateur passant d'un programme à l'autre, proportionnellement au nombre de programmes exécutés. Or, la plupart des programmes passent une grande partie de leur temps à attendre que des périphériques d'entrée/sortie lents terminent leurs tâches. Si un programme attend que l'utilisateur clique sur la souris ou appuie sur une touche du clavier, il ne lui faudra pas de « tranche de temps » pour que l'événement attendu se produise. Cela libère du temps pour l'exécution d'autres programmes, permettant ainsi à plusieurs d'être exécutés simultanément sans perte de vitesse inacceptable.
Multitraitement
Certains ordinateurs sont conçus pour répartir leur travail sur plusieurs processeurs dans une configuration multitraitement, une technique autrefois réservée aux machines puissantes et imposantes telles que les supercalculateurs, les ordinateurs centraux et les serveurs. Les ordinateurs personnels et portables multiprocesseurs et multicœurs (plusieurs processeurs sur un seul circuit intégré) sont désormais largement répandus et, de ce fait, de plus en plus utilisés sur les marchés d'entrée de gamme.
Les supercalculateurs, en particulier, présentent souvent des architectures très spécifiques, qui diffèrent considérablement de l'architecture de base à programme enregistré et des ordinateurs à usage général. Ils sont souvent équipés de milliers de processeurs, d'interconnexions haut débit personnalisées et de matériel informatique spécialisé. Ces conceptions sont généralement réservées aux tâches spécialisées en raison de l'organisation à grande échelle des programmes requise pour exploiter simultanément la plupart des ressources disponibles. Les supercalculateurs sont généralement utilisés pour la simulation à grande échelle, le rendu graphique et les applications de cryptographie, ainsi que pour d'autres tâches dites « d'un parallélisme embarrassant ».
Logiciel
Le logiciel est la partie d'un système informatique constituée des informations codées qui déterminent le fonctionnement de l'ordinateur, telles que les données ou les instructions de traitement des données. Contrairement au matériel physique sur lequel repose le système, le logiciel est immatériel. Il comprend les programmes informatiques, les bibliothèques et les données non exécutables associées, telles que la documentation en ligne ou les médias numériques. On le distingue souvent des logiciels système et des logiciels d'application. Le matériel informatique et les logiciels sont interdépendants et aucun n'est utile isolément. Lorsqu'un logiciel est stocké sur un matériel difficilement modifiable, comme la ROM BIOS d'un ordinateur compatible IBM PC, on parle parfois de « micrologiciel ».
Programmes
La caractéristique principale des ordinateurs modernes, qui les distingue des autres machines, est leur programmation. Autrement dit, il suffit de leur transmettre des instructions (le programme) pour qu'ils les traitent. Les ordinateurs modernes basés sur l'architecture de von Neumann utilisent souvent du code machine sous la forme d'un langage de programmation impératif. Concrètement, un programme informatique peut se limiter à quelques instructions ou comporter plusieurs millions d'instructions, comme c'est le cas des programmes de traitement de texte et de navigateur web, par exemple. Un ordinateur moderne classique peut exécuter des milliards d'instructions par seconde (gigaflops) et commet rarement des erreurs pendant de nombreuses années de fonctionnement. L'écriture de programmes informatiques volumineux, composés de plusieurs millions d'instructions, peut nécessiter des années de travail de la part d'équipes de programmeurs et, en raison de la complexité de la tâche, comporter presque certainement des erreurs.
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