Vous l'aurez sans doute compris, en science informatique, on parle plus spécifiquement de machines numériques. Ces dernières sont toujours constituées de composants matériels (hardware en anglais), nécessitant des logiciels (software en anglais).
Commençons par la partie matériel ou hardware. En dehors de l'ordinateur, les machines numériques peuvent être de types très divers (routeur réseau, smartphone, tablette, robot, etc.). Nous simplifierons donc les composants pour que vous compreniez l'essentiel des éléments matériels qui composent la plupart des machines numériques.
Le processeur ou micro-processeur
Le processeur (unité centrale de calcul, UCC ; et en anglais central processing unit, CPU) est un composant présent dans les machines numériques. Il exécute les instructions machine des programmes informatiques. Avec la mémoire, c'est notamment l'une des fonctions qui existent depuis les premiers ordinateurs. Un processeur construit en un seul circuit intégré est un microprocesseur. Ce type de nouveaux processeurs, apparu au début de années 70, a révolutionné le développement de l'informatique. Il s'agit du cerveau de la machine numérique, là où sont exécutés tous les calculs.

La carte-mère
La carte-mère est le circuit imprimé principal d'une machine numérique (ordinateur, smartphone, voiture connectée, frigo connecté, etc.) qui intègre et interconnecte tous les composants essentiels, tels que le processeur (CPU), la mémoire vive (RAM), le stockage, les ports d'entrée/sortie, et d'autres circuits et périphériques, permettant ainsi à tous ces éléments de fonctionner ensemble de manière cohérente.

La mémoire vive
La mémoire vive, ou RAM (Random Access Memory), d'une machine numérique est un type de mémoire informatique qui stocke temporairement les données et les instructions en cours d'utilisation, permettant un accès rapide par le processeur pour exécuter les tâches en cours.

La mémoire morte (ou de stockage)
La mémoire morte (ou de stockage), souvent appelée mémoire non volatile, est un type de mémoire qui conserve les données même lorsque l'alimentation électrique est coupée. Elle inclut les disques durs (HDD), les disques SSD, les clés USB, les cartes SD, etc. Cette mémoire est utilisée pour stocker des documents, le système d'exploitation, les logiciels, et tout autre type de données à long terme.
En résumé, la mémoire morte joue un rôle crucial dans la conservation des données et est essentielle pour le fonctionnement général de tout appareil numérique, en complément de la mémoire vive qui gère les opérations temporaires et de traitement rapide.

Les périphériques
Les périphériques d'entrée ou de sortie d'une machine numérique sont des composants ou des dispositifs qui permettent l'échange de données entre la machine et l’utilisateur ou l'environnement. Ils peuvent soit transmettre des données vers la machine (entrée), soit recevoir des données de la machine (sortie), ou parfois faire les deux.
Voici quelques exemples de périphériques d'entrée qui envoient des informations à la machine :
- Le clavier qui permet de saisir du texte et des commandes
- La souris ou le trackpad pour pointer et cliquer sur des éléments à l'écran
- Des capteurs de température ou d'autres mesures qui transmettent des données
Voici quelques exemples de périphériques de sortie qui reçoivent des informations de la machine :
- L'écran ou le moniteur qui affiche des images et du texte
- les haut-parleurs qui restituent l'audio provenant de la machine
- l'imprimante qui produit une copie physique des documents numériques
Voici quelques exemples de périphériques d'entrée et de sortie qui peuvent à la fois envoyer et recevoir des données:
- l'imprimante multifonction qui peut imprimer des documents (sortie) et scanner des documents (entrée)
- l'écran tactile de smartphone ou de tablette qui affiche des images et des interfaces utilisateur (sortie) et permet l'interaction tactile (entrée)
Ces périphériques sont essentiels pour l'interaction et le fonctionnement des machines numériques dans divers contextes, allant des ordinateurs traditionnels aux appareils connectés comme les voitures, les smartphones ou tout autre machine numérique.

L'alimentation
Alimentation par secteur :
- Utilisée dans les appareils fixes comme les ordinateurs de bureau, les réfrigérateurs connectés.
- Se connecte directement au réseau électrique pour une alimentation continue.

Software
Pour tirer profit de tous ces composants informatiques, il va falloir divers logiciels. La plupart d'entre nous connaissons au moins deux types de logiciels : le système d'exploitation et les logiciels utilisés au quotidien. Néanmoins, les machines numériques requièrent d'autres catégories de logiciels méconnus de la plupart des usagères et des usagers. Voici une brève liste :
Systèmes d'exploitation (Operating Systems)
Les systèmes d'exploitation (OS) sont des logiciels essentiels qui gèrent les ressources matérielles et logicielles de l'ordinateur. Ils fournissent une interface utilisateur pour interagir avec la machine et exécutent des applications. Voici quelques exemples de systèmes d'exploitation :
- Windows : Utilisé principalement sur les PC (Microsoft)
- macOS : Utilisé sur les ordinateurs Apple
- Linux : Utilisé sur divers types de machines, souvent pour des serveurs ou des ordinateurs personnels
- Android : Utilisé sur la majorité des smartphones et tablettes (Google)
- iOS : Utilisé sur les appareils mobiles d'Apple (iPhone et iPad)
Logiciels orientés usager (User Applications)
Les logiciels orientés usager, ou applications, sont des programmes conçus pour permettre aux utilisateurs de réaliser des tâches spécifiques. Ils sont installés sur le système d'exploitation et peuvent inclure :
- Suites bureautiques (comme Microsoft Office ou LibreOffice)
- Navigateurs web (comme Chrome, Firefox ou Safari)
- Clients de messagerie (comme Outlook ou Thunderbird)
- Applications de retouche photo (comme Adobe Photoshop ou GIMP)
- Jeux vidéo
- Applications mobiles (comme WhatsApp, Instagram ou TikTok)
Ces logiciels offrent des fonctionnalités spécifiques pour répondre aux besoins et aux intérêts des utilisateurs, allant du travail de productivité aux loisirs.
Pour aller plus loin
Il existe d'autres logiciels ou software moins connus du grand public, mais néanmoins indispensables dans le fonctionnement d'une machine numérique.
BIOS (Basic Input/Output System)
Le BIOS est un programme de firmware essentiel qui est intégré à la carte mère d'un ordinateur. Il initialise et teste le matériel au démarrage de l'ordinateur et fournit les services de base pour le système d'exploitation et les autres logiciels. Le BIOS est responsable du boot (démarrage) de l'ordinateur en lançant le chargeur d'amorçage qui initialise le système d'exploitation. Néanmoins, même si cet acronyme reste très utilisé, le BIOS a été progrssivement remplacé par l'UEFI (Unified Extensible Firmware Interface ).
UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)
L'UEFI est une interface de firmware moderne qui remplace le BIOS traditionnel. Elle offre des fonctionnalités améliorées comme des temps de démarrage plus rapides, une interface utilisateur graphique, une meilleure sécurité (notamment Secure Boot), et la prise en charge de disques durs de grande capacité. L'UEFI permet également aux développeurs d'ajouter des extensions et des modules supplémentaires.
Firmware
Le firmware est un logiciel spécifique, souvent de bas niveau, intégré dans le matériel informatique. Contrairement aux logiciels ordinaires qui sont installés sur un système d'exploitation, le firmware est gravé directement sur des composants matériels comme des cartes mères, des routeurs ou des périphériques. Il contrôle les opérations de base de ces appareils et permet de les configurer et de les mettre à jour.
En résumé
Une machine numérique est un outil physique, matériel, qui permet de traiter des informations.
Une machine numérique a toujours besoin de logiciels (software en anglais) et de composants matériels (hardware en anglais) pour fonctionner. Exemples : un ordinateur, un routeur réseau, un smartphone, une tablette, un robot, etc.
(source: https://www.glossaire-pan.ciip.ch)