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Hertz

Hertz

ko:헤르츠 ja:ヘルツ (単位) Catégorie:Unité SI Catégorie:Unité de mesure électromagnétique catégorie:unité de mécanique Le hertz (symbole: Hz) est l’unité dérivée de fréquence du système international (SI). Elle est équivalente à une oscillation par seconde (s-1, 1/s). Son nom provient du physicien allemand Heinrich Rudolf Hertz qui a apporté d’importantes contributions scientifiques au domaine de l’électromagnétisme. À titre d’exemple, la lumière rouge a une fréquence d’environ 4,6 × 1014 Hz. Le terme cps (cycles par seconde) est encore parfois rencontré.

Exemples

Le courant électrique domestique (secteur) est un courant alternatif : la polarité (+ ou -) des bornes est inversée plusieurs fois par seconde. Une fréquence de 50 Hz signifiera 100 changements par seconde (chaque borne est positive 50 fois et négative 50 fois chaque seconde). La hauteur d'un son se mesure (entre autres choses) par le nombre de vibrations par seconde. Le la de référence en musique s'obtient par le diapason qui oscille à 440 Hz. On dit également que l'oreille humaine perçoit les sons dans une plage de fréquence entre 20 Hz et 20 000 Hz. Les ondes radios en modulation de fréquence sont diffusées sur une bande allant de 88 MHz à 108 MHz. Les premiers ordinateurs personnels (début des années 1980) avaient une fréquence d’horloge de processeur comprise entre 1 et 8 MHz. Un processeur qui a un cycle de base de 0,83 ns a donc une fréquence de 1:0,83=1,2 GHz.

Multiples (système international)



Catégorie:Unité SI

ko:분류:SI 단위계 ja:Category:国際単位系 SI



Oscillation

Catégorie:physique Catégorie:électronique Catégorie:Mécanique

Mécanique

Une oscillation est un mouvement répétitif d'une pièce mobile autour d'un point fixe d'équilibre.
- Un balancier de pendule oscille de droite à gauche autour de son point d'équilibre qui est la verticale. Le mouvement peut être entretenu par un système à ressort ou par des impulsions électriques.
- Une suspension de véhicule à tendance à osciller autour de son point de repos, lors de son fonctionnement sans amortisseur ou lorsque celui-ci est défectueux.

Electricité-électronique

L'oscillation dans un circuit électrique peut être voulue, comme dans le cas des oscillateurs, ou être due à un défaut. Elle consiste en une variation cyclique de l'intensité du courant électrique dans ce circuit.

Physique

La matière est en perpétuelle agitation ou oscillation au niveau moléculaire. Ces ondes peuvent être :
- matérielles, comme le son qui est une vibration des molécules composant l'air
- immatérielles, comme la lumière qui résulte de la vibration d'un champ électrique et d'un champ magnétique dans le vide.
- il s'agit également d'une propriété des neutrinos.

Liens externes


- [http://www.sciences.univ-nantes.fr/physique/perso/gtulloue/Meca/Oscillateurs/Index_Oscillat.html Animations d'oscillateurs (pendules, système masse-ressort, suspension, sismographe, etc.)] ja:振動 ko:진동

Physicien


- Catégorie:Liste scientifique Catégorie:Liste de personnes célèbres Cet article établit une liste non-exhaustive de physiciens célèbres. __NOTOC__

A


- Alexeï Abrikosov
- Hannes Alfvén
- James Alfred Van Allen
- André-Marie Ampère
- Carl David Anderson
- Edward Appleton
- Philip Warren Anderson
- François Arago
- Archimède
- Alain Aspect
- George Atwood
- Pierre Auger
- Amedeo Di Quaregna E Ceretto Avogadro

B


- Johann Jakob Balmer
- John Bardeen
- Charles Glover Barkla
- Nicolay Gennadiyevich Basov
- Laure Maria Catarina Bassi
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- Jacob Bekenstein
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C


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D


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E


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- Albert Einstein
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F


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- Hippolyte Fizeau
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G


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- Pierre-Gilles de Gennes
- Sheldon Glashow

H


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- Hertz Heinrich Rudolf (1857-1894)
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J


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R


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S


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T


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V


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W


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Y


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Z


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- Frits Zernike Voir aussi
- Prix Nobel de physique
- Scientifiques, par ordre chronologique

Heinrich Rudolf Hertz

Heinrich Rudolf Hertz (22 février 1857 - 1 janvier 1894), était un ingénieur et physicien allemand. Hertz mit en évidence en 1888 l'existence des ondes électromagnétiques imaginées par James Maxwell en 1873 (voir équations de Maxwell). Il a donné son nom aux ondes radio dites ondes hertziennes et découvert la photoélectricité.
- 22 février 1857 Hambourg (Allemagne) naissance de Heinrich Hertz, fils de Gustav Ferdinand Hertz, avocat, et de Anna Elisabeth Pfefferkorn-Hertz.
- 1863-1872 Élève studieux de l'école du Dr Richard Lange
- 1875 Après des études passionnées auprès de précepteurs il devient bachelier et se rend à Francfort pour travailler pendant un an dans le service des Travaux Publics
- 1876 Étudiant à l'Institut Polytechnique de Dresde
- 1877 Service militaire à Berlin
- 1878 Etudiant à l'Université de Munich
- 1879 Etudiant à Berlin, élève de Gustav Kirchhoff et Hermann von Helmholtz à l'Institut de Physique
- 1880 Docteur en Physique puis assistant à l'Institut de Physique
- 1883 Maître de conférence à l'Université de Kiel. Effectue des recherches sur l'électromagnétisme.
- 1885 Professeur à la Technische Hochschule de Karlsruhe
- 1886 Mariage avec Elisabeth Doll.
- 1887 Étude des diverses théories de Maxwell, Weber, Helmhotz. Réalisation d'un oscillateur.
- 1888 Travaux et découverte des ondes électromagnétiques dans l'air (15 mars)
- 1889 Professeur et chercheur à Bonn
- 1890 Voyage en Angleterre, lauréat de la Médaille Rumford.
- 1 janvier 1894 décès à Bonn de maladie. Hertz, Heinrich Rudolf Hertz, Heinrich Rudolf Hertz, Heinrich Rudolf Hertz, Heinrich Rudolf ko:하인리히 루돌프 헤르츠 ja:ハインリヒ・ヘルツ simple:Heinrich Rudolf Hertz

Lumière

La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain. Outre la lumière visible, par extension, on appelle parfois « lumière » d'autres ondes électromagnétiques, tels que ceux situés dans les domaines infrarouge et ultraviolet.

Théories sur la lumière

La lumière, comme tout phénomène de déplacement, peut se concevoir comme une onde ou comme un flux de particules (appelées en l'occurrence photons). Les lois de Maxwell, ou à une échelle plus humaine les lois de l'optique géométrique, décrivent bien le comportement de ces ondes. Cette description classique est tout fait valide et très utilisée au sein de la communauté scientifique. Cependant, elle n'explique pas la quantification de l'énergie transportée par le rayonnement, phénomène observé et expliqué par Albert Einstein dès 1913 en postulant l'existence des photons. Toutefois, la physique moderne considère que chacun de ces photons peut lui-même être considéré comme une onde (ce qu'on appelle la dualité onde-particule ou onde-corpuscule en mécanique quantique).
- Photons
- Perception des couleurs

Vitesse de la lumière

La vitesse de la lumière dans le vide, c (comme célérité), est une constante de la physique. C'est la vitesse maximale permise pour tout déplacement d'information ou d'un objet matériel par la théorie de la relativité. Cette propriété a été induite de l'expérience d'interférométrie de Michelson et Morley et a été clairement énoncée par Albert Einstein en 1905. De ce fait, la vitesse de la lumière est exacte, car elle ne dépend pas d'une mesure (imprécise et susceptible de changement avec des progrès de mesure). D'autres unités sont définis à partir de la vitesse de la lumière (Cf. infra).

Addition des vitesses et célérité

La loi d'addition des vitesses v'=V+v est à peu près vraie pour des vitesses faibles par rapport à la vitesse de la lumière. :Du point de vue de la physique classique, un voyageur marchant dans un train a, par rapport au sol, une vitesse égale à celle du train plus (vectoriellement) sa propre vitesse de marche dans le train. Et l'on écrit d =(V+v) t = Vt +vt = la distance parcourue par le train + la distance parcourue dans le train = la distance parcourue par le voyageur par rapport au sol dans le temps t qui est classiquement le même dans le train et au sol, ce qui implique la loi classique d'addition des vitesses. Ceci n'est qu'une approximation, qui devient de plus en plus fausse à mesure que la vitesse v considérée augmente. Un photon va à la même vitesse c que ce soit par rapport au sol ou par rapport au train ! La loi V + c = c' est donc fausse dès lors que c = c' pour V différent de zéro. La loi d'addition des vitesses n'est qu'une approximation de la loi dite de transformation sur les vitesses de Lorentz (appelée parfois d'addition des vitesses, ou plus correctement loi de composition des vitesses). Ce résultat est une des caractéristiques de la relativité restreinte ; la loi de composition des vitesses issue des transformations mathématiques de Lorentz donnent à la limite des faibles vitesses (par rapport à la vitesse c) les mêmes résultats que les transformations de Galilée.

Vitesse de la lumière dans les matériaux

A noter : la vitesse de la lumière n'est pas toujours la même dans tous les milieux et dans toutes les conditions. Par exemple, les écarts de vitesse observés entre deux milieux sont à l'origine du phénomène de réfraction qui permet le fonctionnement des lentilles. Les écarts sont généralement assez faibles, ce qui a permis à beaucoup de gens de parler de vitesse de la lumière au lieu de vitesse de la lumière dans le vide. Mais dans certains cas, une onde lumineuse peut être considérablement ralentie. Les physiciens sont parvenus à ralentir la propagation lumineuse jusqu'à quelques mètres par seconde dans des cas extrêmes.

Utilisation dans le SI

De nos jours, la plupart des unités du système international sont définies à partir de la célérité de la lumière. Une vitesse étant le quotient d'une longueur par une durée, on peut donc définir une distance comme étant le produit d'une durée par une vitesse (en l'occurrence c), ou une durée comme la division d'une distance par c.

Mesure de temps

La seconde est définie dans le système international par un phénomène lumineux : c'est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133.

Mesure de distance


- Le mètre, unité du système international de longueur. En 2005, il est défini comme la distance parcourue par la lumière en 1/299.792.458 de seconde. Il s'agit là d'une définition conventionnelle, toute évolution dans la définition de la seconde aurait un impact direct sur la longueur du mètre. Avec la définition actuelle de la seconde, le mètre est donc égal à : \frac fois la longueur d'onde de la radiation choisie. On peut également dire que la vitesse de la lumière dans le vide, est précisément 299.792.458 m.s-1 : il n'y a pas la moindre incertitude sur ce chiffre, l'incertitude ne réside que dans la définition de la seconde.
- Le mètre, avec ses multiples (millimètre, kilomètre), est très pratique pour mesurer les distances sur la Terre, par contre pour les astronomes, il est un peu court et peu adapté (puisque les astronome n'observent pratiquement que de la lumière). En effet, la Lune, l'astre le plus proche de nous, est à 380 000 000 mètres de nous. Le Soleil, l'étoile la plus proche est à 150 000 000 000 mètres. Ce n'est pas très pratique !! Avec le principe décrit précédemment (distance = c x durée), on définit l'année-lumière comme étant la distance que la lumière parcourt en 1 an. Ainsi le Soleil n'est plus qu'à 8,32 minutes-lumière de nous. Et la Lune à seulement un peu plus d'1 seconde-lumière. L'année-lumière vaut 10 000 000 000 000 000 de mètres (10 millions de milliards de mètres).

Lumière en pratique

Lumières monochromatiques et lumières polychromatiques

La lumière est constituée d'ondes électromagnétiques. De manière générale, une onde est caractérisée par sa longueur d'onde et sa phase. La longueur d'onde correspond à la couleur de la lumière. Ainsi, une lumière constituée d'ondes de la même longueur d'onde, est dite monochromatique. Si en plus toutes les ondes ont la même phase, alors la lumière est cohérente : c'est ce qui se passe dans un laser.

Mesure de la lumière

En matière de mesure de la lumière, il importe de bien définir de quoi on parle
- l'unité de flux lumineux est le lumen = candela.stéradian. Une ampoule électrique courante (15 watts basse consommation ou 75 watts à incandescence classique) produit environ 1500 lumens.
- L'unité internationale d'intensité lumineuse est la candela. La mesure de la lumière est compliquée par le fait qu'on s'intéresse, en pratique, à la lumière visible, alors que la perception humaine dépend de la longueur d'onde : Cf. luminance et chrominance.

Lumières célestes


- Le Soleil et plus généralement les étoiles produisent plus d'énergie qu'ils n'en reçoivent
- La Lune et plus généralement les petits corps célestes (les planètes et leurs satellites, les astéroïdes, les comètes, etc.), produisent moins d'énergie qu'ils n'en reçoivent. Certaines planètes géantes (comme Jupiter ou Saturne) produisent un peu plus d'énergie qu'elles n'en reçoivent, mais pas suffisamment pour être visibles. Dans les deux cas, ces corps sont lumineux par réflexion de la lumière du Soleil.
- les étoiles filantes sont échauffées par la friction avec l'air et finissent par y brûler, les deux phénomènes étant source de lumière

Lumières chimiques


- Certains organismes vivants:poissons, mollusques, lucioles et vers luisants, sont le siège de réactions chimiques productrices de lumières
- Les chauffages intenses, donc les combustions en général, le feu, les feux-follets, produisent de la lumière : : liquide : les lampes à huile, à pétrole, ou à gaz, ... : solide : les bougies, chandelle (chandelier), cierge, ...

lumières quantiques


- la fluorescence, les laser, les lampes à vapeur de mercure ou de sodium, les plasmas tels que ceux produits par les éclairs dans les orages produisent de la lumière issue de phénomènes quantiques au coeur des atomes : l'excitation des électrons ("pompage optique", qui peut être obtenu par simple ), puis la désexcitation de ses électrons, qui retourne à un niveau d'énergie plus habituel, inférieur, en émettant un photon (c'est-à-dire de la lumière).

autres lumières

étincelles produit d'une intense friction, etc.

électriques

Les lumières électriques, sources de lumière de lampadaires, spots, phares, lampes-torches, etc., peuvent utiliser un phénomène de chauffage ou un phénomène quantique.
- ampoule électrique, tube cathodique, tube fluorescent, diode électroluminescente

Vision humaine

voir Œil

Phénomènes optiques


- Diffraction
- Diffusion
- Interférences
- Réflexion
- Réfraction

Imagerie

Voir aussi


- Dioptre | Doublet (optique) | Lentille | Optique | Optique géométrique | Miroir | Stigmatisme | lumière lente | Catadioptre | Fibre optique
- Le wikilivre de photographie et plus spécialement le chapitre consacré aux rayonnements et à la lumière

Liens externes

[http://www.toutsurlaphysique.fr/src/articles/lumiere/chronolumiere.html Histoire des découvertes] sur le site [http://www.toutsurlaphysique.fr toutsurlaphysique.fr]
- [http://perso.wanadoo.fr/oncle.dom/astronomie/histoire/mesure_de_c/mesure_c.htm La mesure de la vitesse de la lumière] Catégorie:Astronomie Catégorie:Écologie Catégorie:Électromagnétisme Catégorie:Optique Catégorie:Physique Catégorie:Couleur ja:光 ko:빛 ms:Cahaya simple:Light th:แสง

Fréquence

Catégorie:Quantité physiqueCatégorie:Électronique

Généralités

La fréquence est le nombre de fois qu'un phénomène a été ou est observable pendant une unité de temps.
- Un phénomène est périodique si les caractéristiques observées se reproduisent à l'identique pendant des durées égales consécutives. La période du phénomène est la durée minimale au bout de laquelle il se reproduit avec les mêmes caractéristiques.
- La période est l'inverse (au sens mathématique) de la fréquence. Si l'unité de temps choisie est la seconde, la fréquence est mesurée en hertz (symbole : Hz), du nom du physicien Heinrich Hertz.

Différence

Un phénomène périodique est dit oscillatoire s'il présente une évolution continue cyclique autour d'un état d'équilibre, pouvant s'analyser en une composition de certaines fonctions mathématiques, dites fonctions circulaires ou trigonométriques parce qu'elles s'appliquent au déplacement d'un point à la circonférence d'un cercle de rayon unité. La fonction sinus est la plus connue de ces fonctions. Par exemple, un balancier d'horloge murale présente une oscillation périodique dont la période est ajustable grâce au déplacement de son centre d'inertie par rapport à l'axe de suspension. En déplaçant la masse vers le bas, on allonge la longueur du pendule équivalent, ce qui augmente ainsi sa période ou diminue sa fréquence, et ralentit le pendule. Nota : les phénomènes oscillatoires ne sont pas tous périodiques. Par exemple les frottements font généralement varier les oscillations en amplitude et en durée (oscillations amorties). Une vibration est un phénomène mécanique de déplacement ou de déformation autour d'un point d'équilibre, éventuellement virtuel. Après une évolution transitoire, la vibration peut s'établir en régime stationnaire et présenter une fréquence stable (et donc une période). Les phénomènes ondulatoires sont des phénomènes qui concernent la propagation d'une onde dans un milieu, tels que la déformation progressive de la surface de l'eau après un choc. Les phénomènes ondulatoires les plus couramment rencontrés sont de nature sonore, électromagnétique ou élastique. La fréquence d'un son est la caractéristique principale de sa hauteur perçue. Quand le phénomène ondulatoire étudié est stationnaire et régulier, si v est la vitesse de propagation de l'onde dans le milieu considéré et si lambda est la longueur d'onde du phénomène, alors la fréquence f vaut v/lambda. Une bande de fréquence est une portion du spectre électromagnétique

Voir aussi


- Chirp
- fréquence propre
- onde
- série de Fourier
- signal périodique
- traitement du signal
- transformée de Fourier ja:周波数 ko:진동수 th:ความถี่

Courant alternatif

Le courant alternatif est un courant électrique qui change de sens périodiquement. La forme la plus utilisée de courant alternatif est le courant sinusoïdal, essentiellement pour la distribution commerciale de l'énergie électrique. On doit distinguer :
- Les courants purement alternatifs dont la valeur moyenne (composante continue) est nulle, qui peuvent alimenter un transformateur sans danger.
- Les courant alternatifs à composante continue non nulle qui ne peuvent en aucun cas alimenter un transformateur

Historique

voir Histoire de l'électricité Aux États-Unis Nikola Tesla en 1882 conçoit l'alternateur triphasé. Parallèlement, en France, Lucien Gaulard invente le transformateur. Ces deux inventions permettent de surmonter les limitations imposées par l'utilisation du courant continu pour la distribution de l'électricité alors préconisée par Thomas Edison qui avait déposé de nombreux brevets en rapport avec cette technologie (et possédait des réseaux de distribution de courant continu) Les avantages apportés par le transport et la distribution de l'énergie électrique par courants alternatifs sont indéniables. L'industriel Westinghouse, détenteur des brevets, finit par l'imposer au USA.

Avantages

Contrairement au courant continu, les caractéristiques (tension/courant) du courant purement alternatif peuvent être modifiées par un transformateur à enroulements.
Dès qu'il existe une composante continue non négligeable, un transformateur est inutilisable. Grâce au transformateur :
- Le courant transporté par des lignes à haute tension subit des pertes par effet Joule beaucoup plus faibles. En divisant simplement par 10 l'intensité du courant transporté, on divise par 100 les pertes dues à la résistance des câbles électriques, la puissance dissipée dans une résistance étant proportionnelle au carré de l'intensité du courant.
- À puissance constante, on peut réduire fortement l'intensité d'un courant alternatif en augmentant sa tension.
- On abaisse ensuite la tension afin de fournir une alimentation en basse tension près du lieu de distribution, afin de garantir la sécurité des utilisateurs.

Les courants sinusoïdaux

soient x le nombre de divisions correspondantes à la période T et Sh durée du balayage sensibilité horizontale T= x
- Sh

Triphasés

Seul les alternateurs polyphasés sont susceptibles de fournir une puissance élevée. C'est le triphasée qui est utilisé pour le transport de l'électricité : L’alimentation électrique triphasée utilise trois câbles pour chacune des trois phases et un câble pour le neutre. Chacun des trois câbles est parcouru par un courant alternatif sinusoïdal déphasé de 120 degrés par rapport à chacun des deux autres câbles.Le neutre étant généralement relié à la terre, il n'est pas transporté, mais recréé aux endroits où cela est nécessaire. Catégorie:Électricité Catégorie:Électrotechnique ja:交流

Diapason

En musique, le terme diapason désigne un outil et une caractéristique des instruments à cordes.

Outil

instruments à cordes Le diapason est un outil de musicien donnant la hauteur — fréquence — de la note-repère « la » afin qu’il accorde — étalonne — son instrument. Petit et pratique d’emploi, il est constitué de deux lames épaisses parallèles, vibrant en émettant un son à la fréquence étalonnée ; ce son est amplifié si l’on pose la base du diapason sur une cavité résonnante, comme la caisse d’une guitare, ou sur une table. La Conférence Internationale de Londres en 1953 a fixé la hauteur absolue du la3 à 440 Hz. Cette norme est généralement adoptée par tous les instrumentistes, exception faite de beaucoup d’ensembles spécialisés dans la musique baroque, qui choisissent un diapason de 415 Hz — celui-ci nécessite une tension moindre des cordes d’instruments tels que violes, luths, guitares, clavecins. On sait que la hauteur du diapason a beaucoup varié dans les siècles passés, et d’un lieu à l’autre. On parvient à déterminer les valeurs grâce aux instruments d’époque qui ne se désaccordent pas : les instruments à vent tels que flûtes, trompettes, orgues, les cloches, etc. On suppose que le diapason n’a pas cessé d’augmenter pour rendre la sonorité plus brillante. Cette dérive vers l’aigu se remarque particulièrement pour les pianos solistes — désormais généralement accordés à 442 Hz — et les groupes de musique moderne. Cette dérive peut aussi, en partie, s’expliquer par le fait que les caractéristiques des métaux évoluent au fil du temps. L’augmentation très légère et très progressive de leur module d’Young et donc de leur rigidité fait que les diapasons, qui ne sont autre chose que des ressorts, voient leur raideur, et donc leur fréquence de vibration, augmenter. À défaut de diapason, il est bon de savoir que la tonalité du téléphone fixe, en France, est un la3 parfait, à 440 Hz précis.

Organologie

En lutherie, le terme diapason désigne pour les instruments à cordes la longueur de la corde vibrante, par exemple sur la guitare la longueur du sillet de tête au sillet de chevalet.

Voir aussi

Liens internes


- Glossaire théorique et technique de la musique occidentale
- Solfège Catégorie:Instrument de musique Catégorie:Outil (facture instrumentale) Catégorie:Acoustique ja:音叉

Modulation de fréquence

Catégorie:traitement du signal En radio, technique consistant à transmettre un signal par la modulation de la fréquence d'un signal porteur (porteuse). On parle de modulation de fréquence par opposition à la Modulation d'amplitude. En modulation de fréquence, une fréquence correspond à une information. La modulation de fréquence est plus robuste que la modulation d'amplitude pour transmettre un message dans des conditions difficiles (atténuation et bruit importants).

Exemples


- Nos modems (modulateur-demodulateur) bas débits utilisent la modulation de fréquence.
- Les téléphones analogiques utilisent la modulation de fréquence pour composer le numéro : chaque numéro correspond à une note (donc une fréquence) qui est interpretée par le central téléphonique. ---- En synthèse, la modulation d'une onde sinusoïdale par une autre onde sinusoïdale de fréquence moindre peut s'obtenir ainsi : s(t) = a_0 \cos(2\pi f_pt + \beta \sin(2\pi f_m t)) \,\!
En faisant varier \beta, on fait varier l'intensité de la modulation, donc l'écart entre la fréquence la plus grande et la plus petite, qui alternent à la fréquence f_m. Dans l'usage courant, la fréquence de modulation est toujours inférieure à la fréquence porteuse, mais ne pas suivre cette règle peut donner des résultats intéressants, notamment en synthèse sonore. ja:周波数変調 ko:주파수 변조

Processeur

Le processeur, (ou en anglais, CPU, sigle de Central Processing Unit pour « Unité centrale [de traitement] ») est le composant essentiel d'un ordinateur, où sont effectués les principaux calculs. Sa cadence (fréquence d'exécution des micro-instructions) est exprimée en Hertz (Hz). Il ne s’agit pas nécessairement d’un circuit isolé, même si les progrès techniques depuis les premiers emplois du terme le permettent aujourd’hui. Dans ce cas, on a maintenant tendance à préférer le terme de microprocesseur. Néanmoins, la distinction entre Central Processing Unit, CPU, processeur et microprocesseur est souvent abandonnée au profit d’une banalisation de ces termes. En ce qui concerne les ordinateurs de type compatibles IBM PC actuels, les deux principales sociétés qui conçoivent les processeurs sont Intel et AMD (processeurs compatibles Intel). Cyrix arrêta de produire des processeurs en 1998. Un nouveau venu, VIA, propose des processeurs basse consommation. Après avoir été de farouches adversaires dans les années 1980, Apple et IBM s'associeront au début des années 1990 à Motorola afin de produire les processeurs PowerPC, basés sur l'architecture Power d'IBM. Apple utilisera alternativement des processeurs Motorola ou IBM dans ses machines jusqu'à la dernière évolution à l'heure actuelle : le PowerPC 970. En 2004, Motorola se séparera de sa division semi-conducteur et en fera une entreprise indépendante nommée Freescale. A partir de 2006, Apple utilisera des processeurs Intel, sans que l'on sache si les futurs ordinateurs d'Apple partageront une architecture matérielle commune avec les compatibles IBM PC. Beaucoup de calculatrices graphiques (TI-89...) et de téléphones portables (toutes marques confondues) sont basés sur des processeurs de la famille m68k.

Principe de fonctionnement

Le CPU est l’unité de traitement de données principale d’un ordinateur, ce qui veut dire qu’il va exécuter les programmes, ce qui peut inclure de déléguer une partie du traitement à d’autres processeurs périphériques. En plus de sa capacité de traitement, il a donc également une fonction de contrôle et de coordination de l’action de l’ensemble des composants d’un ordinateur. Un programme est un ensemble d’instruction situé dans la mémoire centrale de l’ordinateur, que le processeur va lire puis exécuter séquentiellement, à moins d’un saut dans le programme. Le temps d’exécution propre à chaque instruction, est exprimé en cycles de l’horloge interne qui cadence l’activité du processeur.

Structure

Les parties essentielles d’un processeur sont :
- L’Unité Arithmétique et Logique (UAL, en anglais Aritmetic and Logical Unit - ALU), qui prend en charge les calculs arithmétiques élémentaires et les tests.
- L'Unité de Contrôle.
- Les registres, qui sont des mémoires de petite taille (quelques octets), suffisamment rapides pour que l'UAL puisse manipuler leur contenu à chaque cycle de l’horloge. Un certains nombre de registres sont communs à la plupart des processeurs :
  - Compteur d’instructions : Ce registre contient l’adresse mémoire de l’instruction en cours d’exécution.
  - Accumulateur : Ce registre est utilisé pour stocker les données en cours de traitement par l’UAL.
  - Registre d’adresses : Il contient toujours l’adresse de la prochaine information à lire par l’UAL, soit la suite de l’instruction en cours, soit la prochaine instruction.
  - Registre d’instructions : Il contient l’instruction en cours de traitement.
  - Registre d’état : Il sert à stocker le contexte du processeur, ce qui veut dire que les différents bits de ce registre sont des drapeaux (flags) servant à stocker des informations concernant le résultat de la dernière instruction exécutée.
  - Pointeurs de pile : Ce type de registre, dont le nombre varie en fonction du type de processeur, contient l’adresse du sommet de la pile (ou des piles).
  - Registres généraux : Ces registres sont disponibles pour les calculs.
- Le séquenceur, qui permet de synchroniser les différents éléments du processeur. En particulier, il initialise les registres lors du démarrage de la machine et il gère les interruptions.
- L’horloge qui synchronise toutes les actions de l’unité centrale. Elle est présente dans les processeurs synchrones, et absente des processeurs asynchrones et des processeurs autosynchrones
- L'unité d’entrée-sortie, qui prend en charge la communication avec la mémoire de l’ordinateur ou la transmission des ordres destinés à piloter ses processeurs spécialisés, permettant au processeur d’accéder aux périphériques de l’ordinateur. Les processeurs actuels intègrent également des éléments plus complexes :
- Plusieurs UAL, ce qui permet de traiter plusieurs instructions en même temps. L'architecture superscalaire, en particulier, permet de disposer des UAL en parallèle, chaque UAL pouvant exécuter une instruction indépendamment de l'autre.
- L'architecture superpipeline permet de découper temporellement les traitements à effectuer. C’est une technique qui vient du monde des supercalculateurs.
- Une unité de prédiction de saut, qui permet au processeur d’anticiper un saut dans le déroulement d’un programme, permettant d’éviter d’attendre la valeur définitive d’adresse du saut. Cela permet de mieux remplir le pipeline.
- Une unité de calcul en virgule flottante (en anglais Floating Point Unit - FPU), qui permet d’accélérer les calculs sur des nombres réels codés en virgule flottante.
- La mémoire cache, qui permet d’accélérer les traitements, en diminuant les accès à la RAM. Ces mémoires tampons sont en effet beaucoup plus rapides que la RAM et ralentissent moins la CPU. Le cache instructions reçoit les prochaines instructions à exécuter, le cache données manipule les données. Parfois, un autre cache unifié est utilisé. Dans les microprocesseurs évolués, des unités spéciales du processeur sont dévolues à la recherche, par des moyens statistiques et/ou prédictifs, des prochains accès en mémoire centrale.

Langage

Les instructions (parfois décomposées en micro instructions) données au processeur sont exprimées en binaire (code machine). Elles sont généralement stockées dans la mémoire. Elles sont lues et l’UAL les interprète. L’ensemble de ces instructions constitue un programme. Le langage le plus proche du code machine tout en restant lisible par des humains est le langage d’assemblage, aussi appelé langage assembleur (forme francisée du mot anglais « assembler »). Toutefois, l’informatique a développé toute une série de langages, dits de haut niveau (comme le Basic, Pascal, C, C++, Fortran, etc), destinés à simplifier l’écriture des programmes.

Caractéristiques

Un processeur possède trois type de bus:
- Un bus de données, définit la taille des données manipulable (indépendamment de la taille des registres internes)
- Un bus d'adresse définit le nombre case mémoire accessibles
- Un bus de commande définit la gestion du processeur IRQ, RESET etc.. Un processeur est caractérisé par sa capacité d'adressage. C'est le nombre de cases mémoire auxquelles il peut accéder 2 puissance n. Ainsi, un processeur est dit 8 bits ou 16 bits ou plus suivant la dimension du bus (groupe de fils) d'adresse qu'il possède. De plus le processeur est caratérisé par la cadence de son horloge exprimée en MHz (mega hertz) ou GHz (giga hertz), la taille de ses registres (8, 16, 32, 64, 128 bits), son jeu d'instructions (ISA en anglais, Instructions Set Architecture) dépendant de la famille (CISC, RISC, etc), sa finesse de gravure exprimée en nm (nanomètres) et sa microarchitecture interne. Mais ce qui caractérise principalement un processeur est la famille à laquelle, il appartient :
- CISC (Complex Instruction Set Computer : choix d'instructions aussi proches que possible d'un langage de haut niveau).
- RISC ( Reduce Instruction Set Computer : choix d'instructions plus simples et d'une structure permettant une exécution très rapide).
- VLIW (Very Long Instruction Word)
- DSP (Digital Signal Processor). Même si la dernière famille (DSP) est relativement spécifique. En effet un processeur est un composant programmable est donc a priori capable de réaliser tout type de programme. Toutefois dans un soucis d'optimisation des processeurs spécialisés sont concus et adaptés a certains types de calculs (3D, son, ...). Les DSP sont des processeurs orientés pour les calculs liés aux traitement du signal. Par exemple, il n'est pas rare de voir implémenter des Transformées de Fourier dans un DSP.

Multiprocesseur

Les architectures multiprocesseurs permettent à une machine d’utiliser de façon concurrente, plusieurs processeurs qui fonctionnent en parallèle. On peut ainsi partager les tâches et obtenir une puissance de calcul plus importante qu’avec un seul processeur. Il existe deux types d’architecture multi-processeurs :
- l’architecture symétrique, en anglais Symmetric multiprocessing (SMP), qui utilise plusieurs processeurs identiques afin d’augmenter la puissance de calcul brute de la machine ;
- l’architecture asymétrique, en anglais Asymmetric multiprocessing (AMP), qui adjoint au processeur central des processeurs souvent spécialisés, tels qu’on en trouve dans tous les ordinateurs modernes, par exemple pour contrôler les périphériques ou traiter des images ou des sons.
- l’architecture symétrique. Voir l’article détaillé : Multiprocesseur Voir également : Processeur double cœur

Voir aussi

Liens internes


- Microprocesseur
- Microcontrôleur
- Pipeline (informatique)
- Processeur vectoriel
- Processeur superscalaire
- Processeur synchrone
- Processeur asynchrone
- Processeur autosynchrone Catégorie:Matériel informatique ko:중앙처리장치 ms:Unit Pemproses Pusat ja:CPU th:หน่วยประมวลผลกลาง

חיים הרצוג

חיים הרצוג (17 בספטמבר 1918 - 17 באפריל 1997), אלוף בצה"ל ופוליטיקאי, נשיאה השישי של מדינת ישראל. חיים (ויוויאן) הרצוג נולד ב-17 בספטמבר 1918 בעיר בלפאסט שבצפון אירלנד, לשרה לבית הילמן ולרבה של אירלנד, הרב יצחק אייזיק הלוי הרצוג, שלאחר מכן כיהן כרב הראשי לארץ ישראל (משנת 1937) וכרבה הראשי הראשון של מדינת ישראל (1948-1959). בנעוריו היה ספורטאי מצטיין ואף זכה בתואר אלוף אירלנד באגרוף במשקל תרנגול. בשנת 1935 עלה ארצה, למד בישיבת מרכז הרב ובישיבת חברון. ב-1936 התגייס ל"הגנה". בשנת 1938 יצא ללימודי משפטים באנגליה באוניברסיטאות לונדון וקיימברידג'. בשנת 1942, עם סיום לימודיו, התגייס לצבא הבריטי ושירת כקצין מודיעין. השתתף בנחיתה בנורמנדי, בשחרור מחנה הריכוז ברגן בלזן, ובחקירתו של היינריך הימלר, מפקד האס אס. בשנת 1947 שב ארצה והצטרף ליחידת המודיעין של "ההגנה". באותה שנה נישא לאורה לבית אמב"ש. לזוג נולדו במהלך השנים ארבעה ילדים: יואל, מיכאל, יצחק הרצוג, ח"כ מטעם מפלגת העבודה ורונית. בתחילת מלחמת העצמאות שירת כקצין המבצעים והמודיעין של חטיבה 7, והשתתף בקרבות לפריצת הדרך לירושלים. ביולי 1948 החל בהקמת חיל המודיעין ועמד בראשו. בשנים 1954-1950 כיהן כנספח צבאי בארצות הברית. עם חזרתו שימש כמפקד חטיבת ירושלים (1957-1954) וכראש מטה פיקוד דרום (1959-1957). ב-1959 מונה שנית לראש אגף המודיעין. השתחרר מצה"ל ב-1962 בדרגת אלוף. בשנת 1962 סיים את שירותו הסדיר בצה"ל. בשנת 1965 נמנה עם מקימי רפ"י, והיה מזכיר סניף תל אביב של המפלגה. ב-28 במאי 1967, בתקופת ההמתנה שלפני מלחמת ששת הימים, נתן הרצוג שיחות פרשנות יומיות ב"קול ישראל", שחיזקו את רוחו של הציבור בישראל. עם תום המלחמה מונה כמושל צבאי ראשון של ירושלים המאוחדת ושל הגדה המערבית. בשנת 1972 הקים את משרד עורכי הדין הרצוג-פוקס-נאמן, שהפך להיות מהמשרדים הבולטים בישראל. במלחמת יום הכיפורים חזר לעודד את הציבור בשיחות פרשנות יומיות ברדיו. בשנים 1975-1978 כיהן כשגריר ישראל באו"ם. במהלך כהונתו התקבלה בעצרת הכללית של האו"ם ההחלטה המשווה את הציונות לגזענות. בנאום התגובה שלו קם הרצוג וקרע לגזרים את נוסח ההחלטה. בשנת 1981 נבחר כחבר כנסת מטעם מפלגת העבודה. בשנת 1983 התמודד על תפקיד נשיא המדינה מול מועמד הימין, השופט העליון מנחם אלון. בהצבעה שהתקיימה ב22 במרץ 1983, ניצח הרצוג ברוב של 61 קולות אל מול 57 קולות שקיבל אלון. הרצוג התפטר מהכנסת עם היבחרו לתפקיד נשיא המדינה, ונשבע אמונים כנשיא השישי ב-5 במאי 1983. הרצוג כיהן בתפקיד זה עד מאי 1993. בשנת 1984 לאור תוצאות הבחירות לכנסת האחת עשרה, הפעיל את מלוא השפעתו כנשיא על ראשי הסיעות בכנסת למען הקמת ממשלת אחדות לאומית, עד שזו הוקמה לבסוף, בראשותו של שמעון פרס, שהוחלף בהסכמה על ידי יצחק שמיר כעבור שנתיים, בהסדר שכונה "הרוטציה". בשנת 1986 העניק חנינה למעורבים בפרשת קו 300, צעד שבעקבותיו התעורר דיון ער בסוגיית סמכות החנינה של הנשיא. באפריל 1987 היה לנשיא ישראל הראשון שביקר בגרמניה, ובנובמבר של אותה שנה היה לנשיא ישראל הראשון שערך ביקור רשמי בארצות הברית. במרץ 1990, בעקבות נפילת ממשלתו של יצחק שמיר בהצבעת אי-אמון בכנסת, הטיל את מלאכת הרכבת הממשלה על שמעון פרס, ובכך עורר את זעם הליכוד. פרס נכשל במשימה זו, ושמיר שב והרכיב ממשלה. כל הפרשה זכתה לכינוי "התרגיל המסריח". חיים הרצוג נפטר ב-17 באפריל 1997.

ספריו:


- יהדות, משפט ומוסר (עורך, באנגלית, 1974).
- מלחמת יום הדין (1975).
- מלחמת התנ"ך (עם מרדכי גיחון, 1978).
- לפני אומות העולם (1979).
- עם כלביא יקום (1983).
- מאריות גברו (1991).
- בין חול לקודש (1992).
- דרך חיים (אוטוביוגרפיה, 1997).

קישורים חיצוניים


- [http://www.herzog.org.il אתר הזיכרון מטעם העמותה לזכר חיים הרצוג].
- [http://www.president.gov.il/chapters/chap_3/file_3_3_6_he.asp חיים הרצוג], באתר של נשיא מדינת ישראל.
- [http://www.knesset.gov.il/lexicon/heb/herzog_cha.htm חיים הרצוג], באתר הכנסת.
- [http://www.jafi.org.il/education/100/hebrew/people/bios/herzog.html חיים הרצוג], באתר הסוכנות היהודית.
- [http://www.israeliscent.com/IsraelMagazine/israeliview/israeli-president-Chaim-Herzog-h.htm חיים הרצוג], באתר "ניחוח ישראלי".
- הרצוג, חיים הרצוג, חיים הרצוג, חיים הרצוג, חיים הרצוג, חיים הרצוג, חיים הרצוג, חיים

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