L'ordinateur comtemporain comprend une mémoire qui est organisée de la façon suivante :
La plus petite quantité de donnée informatique est le bit. C'est une mémoire possédant seulement deux états possibles et exclusifs noté 0 ou 1. On la représente par une case contenant soit 0, soit 1 :
Puis on a créé un premier regroupement (ou quantification) appelé octet, qui représente une suite de 8 bits consécutifs. La valeur contenue dans un octet est un entier de 0 à 255 défini comme suit :
Dans l'octet, on numérote les bits de 0 à 7 en plaçant les bits de poid fort à gauche et les bits de poid faible à droite (le poid du bit étant son numéro). Un bit contenant 1 dans l'octet contribut d'une valeur égale à 2 puissance le numéro du bit en question. La valeur de l'octet s'obtient en sommant les contributions de chaque bits :
Dans cet exemple l'octet contient le nombre 11011 en base 2, qui est égale au nombre 27 en base 10.
La mémoire dans son ensemble se compose d'une suite d'octets numérotés successivement à partir de 0. Le numéro de l'octet constitue son adresse. L'octet constitue la plus petite cellule de mémoire adressable.
Ce pose alors la question, quel est la quantité de mémoire nécessaire pour contenire l'adresse d'un octet ?. Cela dépend du nombre maximum d'octets que l'on s'autorise d'adresser. Comme nous souhaitons respecter la première quantification qui est celle de l'octet, la question devient : Combien d'octets sont nécessaires pour contenir l'adresse d'un octet ?
Le plus souvent, on choisie d'écrire l'adresse d'un octet sur 4 octets consécutifs, soit sur un mot de 32 bits, cela constitue une deuxième quantification qu'est le mot d'adressage, et cela permet d'adresser 232 = 4.294.967.296 octets. Les octets sont ainsi numérotés de 0 à 4.294.967.295
Lorsque l'on regroupe des octects consécutifs pour former un mot de plusieurs octects, on les présentent le plus souvent dans l'ordre inverse, en mettant en premier l'octet d'adresse la plus élevé d'abord.
Dans un mot de 32 bits, c'est à dire un mot de 4 octets consécutifs, on dispose les octets de poid fort à gauche et les octets de poid faible à droite (Un octet est de poid plus élevé qu'un autre si son adresse est plus grande que celle de l'autre) et on numérote en partant du poid faible chaque octet, de 0 à 3, et chaque bits de 0 à 31. On définie l'adresse du mot de 4 octets comme étant l'adresse de l'octet de poid faible. Par exemple voici un mot d'adresse 155582 :
Par commodité théorique on définie l'adresse d'un bit comme égale à un nombre fractionnaire. La partie entière désigne l'adresse de l'octet contenant le bit, et la partie fractionnaire, qui est de la forme n/8, désigne l'adresse du bit dans l'octet, où n désigne le poid du bit dans l'octet. Si on exprime l'adresse en base deux, alors la partie fractionnaire tient sur 3 bits et correspond au poid du bit dans l'octet.
L'ordinateur comprend un processeur qui est l'endroit centralisé ou s'effectue physiquement les opérations les une après les autres. Pour effectuer physiquement des opérations en parallèle il faut plusieurs processeurs, parcontre on peut effectuer logiciellement des opérations en parallèle avec un seul processeur, et c'est ce que met en oeuvre le système d'exploitation UNIX.
Le processeur contient une mémoire supplémentaire appelé compteur d'instruction qui désigne l'instruction en cours d'execution. C'est un mot de 32 bits qui contient l'addresse de l'instruction machine en cours d'exécution. Lorsque l'instruction est exécutée le compteur d'instruction est automatiquement incrémenté et pointe sur l'instruction suivante. Cette règle se répète à une fréquence donnée de l'ordre de 3 Giga Hertz (noté 3 GHz) pour les ordinateurs actuels.
Le système d'exploitation va gérer l'exécution en parallèle en créant des entités appellées processus. Il attribut à chaque processus une place mémoire spécifique et un compteur d'instruction spécifique.
Le systeme d'exploitation partage dans le temps pour tous les processus, les ressources d'éxécution existantes (c'est à dire l'unique processeur lorsqu'il y en a qu'un). Il donne des petits intervals de temps de calcul à tours de rôle à chaque processus, implémentant ainsi le calcul parallèle.
Un programme est l'ensemble des instructions exécutées par un processus. Un processus est une entité gérée par le système d'exploitation, qui éxecute un programme.
Un même programme peut être éxecuté en même temps par plusieurs processus en parallèle, chacun d'eux occupant une place mémoire réservée propre contenant des variables propres et possédant un compteur d'instruction propre, tout en partageant le même programme. Il existe également des variables communes à tous les processus, appelées variables d'environnements.
