Cours d'Architecture (ASR1)

Gaetan Rey

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• informatique
• ordinateur

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• Langue: Français

Extrait

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Généralités
Cours Architecture
Modèle dePériphériques,
Rôle et programmationConnectique,
construction d ’un OS(ASR 1) Normes, standards
Algorithmique
Gaëtan Rey Technologie Système
Architecture
IUT de Nice - Côte d’Azur
Département Informatique
Electronique Mathé[e-mail]
Traintements eléctroniques Fonctions logiques
Communication Codage
Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 2
Objectif du Objectif du Cours PlanPlan
Introduction De quoi est composé un ordinateur ?
Représentation de l’information
Quels sont les modèles sous-jacents au
fonctionnement d’une machine ? Arithmétique binaire
Algèbre de Boole
Comment s’exécutent les programmes ?
Circuits séquentiels/Automates
Quel est le lien entre le logiciel et le matériel ?
Architecture type Von Neumann
Comment fonctionnent les divers périphériques ? Couche d’assemblage / Assembleur 8086
Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 3 Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 20
Représentation
Représentation des donnéesdonnées
d’un nombre en base b
Différents types d’informations Représentation utilisée par les humains
– Textes, nombres, … – Base 10 ou décimale
– 10 symboles utilisés : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
L’ordinateur ne connaît que le binaire
Représentation utilisée par les ordinateurs – Toutes informations est une suite de 0 et de 1
– Base 2 ou binaire, base hexadécimale
Nécessité d’établir un codage de l’information en
Pour un représentation un nombre en base b, on utilise binaire c.-à-d. d’établir une correspondance entre la
b symboles : représentation externe de l’information et la
– Base 2 : 0,1représentions interne dans la machine
– Base 8 : 0,1,2,3,4,5,6,7
– Base 16 : 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
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Représentation Représentation
d’un nombre en base 10 d'un nombre en base b
n n-1 1 0N = a b + a b + ..... + a b + a bComment représentons nous un nombre en base 10 ? n n-1 1 0
– Exemple 2568
Poids fort Poids faibleunité
i avec a b où i est le rang de a , b est la base et a est un symbole de la dizaine i i i
base (ou sa valeur en base 10).millier centaine
On appelle a le poids. i2558 = 2000 + 500 + 60 + 8
– a est le chiffre de poids faible, 0 = 2 x 1000 + 5 x 100 + 6 x 10 + 8 x 1
– a est le chiffre de poids fortn3 2 1 0= 2 x 10 + 5 x 10 + 6 x 10 + 8 x 10
Par convention, on note les poids fort à gauche.
poids base 10 rang 2 1 0– Exemple : (125) = 1 x 10 + 2 x 10 + 5 x 1010
indique que le nombre est en base 10
Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 23 Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 24
ExemplesExemples Passage de la base 10 à la base n
2 1 0 (354) = 3 x 10 + 5 x 10 + 4 x 10 Divisions successives du nombre par n pour la partie 10
entière7 6 5 4 3 20 2(01100110) = 0 x 2 + 1 x 2 + 1 x 2 + 0 x 2 + 0 x 2 + 2 – Exemple 20 = 10100(10) (2)2 1 0 0 10 21 x 2 + 1 x 2 + 0 x 2
Bit poids faible 0 5 26 5 2 1 = 1 x 2 + 1 x 2 + 1 x 2 + 1 x 22 1 2 2
(01100110) = 6644 ++ 3232+ + 44+ + 22 = 102102 00 121 222
1 0
Bit poids fort3 2 1 0(1045) = 1 x 8 + 0 x 8 + 4 x 8 + 5 x 88 – Exemple 589 = 24D(10) (16) = 512 + 0 + 32 + 5 = 549 589 168
13 36 16
poids faible 4 2 162 1 0(7BE) = 7 x 16 + 11 x 16 + 14 x 1616 il faut convertir 13 en D 2 0
(7BE) = 1792 + 176 + 14 = 198216
poids fort
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Base 16 et Base 2 Base 16 et Base 2
4 4Puisque 16 est une puissance de 2 (16 = 2 ), il existe un Puisque 16 est une puissance de 2 (16 = 2 ), il existe un
lien privilégié entre ces bases. lien privilégié entre ces bases.
Il existe donc une astuce permettant de passer d’une Il existe donc une astuce permettant de passer d’une
base à l’autre très facilement base à l’autre très facilement
– Base 16 vers base 2 : chaque symbole en base 16 se représente – Base 16 vers base 2 : chaque symbole en base 16 se représente
sur 4 bits sur 4 bits
123 = 0001 0010 0011 = 1 0010 0011 – Base 2 vers base 16 : on associe 4 bits consécutifs pour obtenir (16) (2) (2)
un symbole en base 16
1 2 3
100 1100 1001 = 0100 1100 1001 = 4C9(2) (2) (16)A8F = 1010 1000 1111(16) (2)
4 C 9A 8 F
110 0111 1101 = 0110 0111 1101 = 67D(2) (2) (16)E5B = 1110 0101 1011(16) (2)
6 7 DE 5 B
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Base 8 et Base 2 Base 8 et Base 2
3 3Puisque 8 est une puissance de 2 (8 = 2 ), il existe un Puisque 8 est une puissance de 2 (8 = 2 ), il existe un
lien privilégié entre ces bases. lien privilégié entre ces bases.
Il existe donc une astuce permettant de passer d’une Il existe donc une astuce permettant de passer d’une
base à l’autre très facilement base à l’autre très facilement
– Base 8 vers base 2 : chaque symbole en base 8 se représente – Base 8 vers base 2 : chaque symbole en base 8 se représente
sur 3 bits sur 3 bits
123 = 001 010 011 = 101 0011 – Base 2 vers base 8 : on associe 3 bits consécutifs pour obtenir (8) (2) (2)
un symbole en base 8
1 2 3
1011 0011 = 010 110 011 = 263(2) (2) (8)765 = 111 110 101 = 1 1111 0101(8) (2) (2)
2 6 37 6 5 1 0001 1101 0001 = 001 000 111 010 001 = 10721(2) (2) (8)402 = 100 000 010 = 1 0000 0010(8) (2) (2)
1 0 7 2 14 0 2
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Représentation
Tableau récapitulatif
des nombres fractionnaires
Base 10 (décimal) Base 2 (binaire) Base 8 (octale) Base 16 (Hexadécimale)
0000 C’est-à-dire ceux comportant des chiffres après la
1111
virgule
21022
– En base 1031133
1 0 -1 -2 -3 98,765 = 9 x 10 + 8 x 10 + 7 x 10 + 6 x 10 + 5 x 104 100 4 4
5 101 5 5
– EnEn basbasee nn ((cascas ggénéral)énéral)66 111100 66 66
n 0 -p7 111 7 7 a …a ,…a = a b + ..... + a b + …. + a bn 0 -p n 0 -p
8 1000 10 8
9 1001 11 9 – Exemples
10 1010 12 A 1 0 -1 -2 -3 10,101 = 1 x 2 + 0 x 2 + 1 x 2 + 0 x 2 + 1 x 2(2)
11 1011 13 B = 2 + 0.5 + 0.125 = 2.625(2) (10)
12 1100 14 C 0 -2 2,07 = 2 x 8 + 7 x 8 = 2 + 0,109375 = 2,109375(8) (10)
13 1101 15 D 0 -1 F,5 = 15 x 16 + 5 x 16 = 15 + 0.3125 = 15.3125(16) (10)
14 1110 16 E
15 1111 17 F
Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 31 Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 32
Représentation Représentation
des nombres fractionnaires des nombres fractionnaires
Comment passer de la base 10 à la base n ? Comment passer de la base 10 à la base n ?
– On multiplie la partie fractionnaire par n en répétant – On multiplie la partie fractionnaire par n en répétant
l’opération sur la partie fractionnaire du produit jusqu’à ce l’opération sur la partie fractionnaire du produit jusqu’à ce
qu’elle soit nulle (ou que la précision souhaitée soit atteinte) qu’elle soit nulle (ou que la précision souhaitée soit atteinte)
Exemple de la base 10 à la base 2 Exemple de la base 10 à la base 8
– 54.25 = 54 +02+ 0.25 5 = 110110.01 – 20.35 = 20 +03+ 0.35 5 = 24.2631(10) (10) (10) (10) (10) (10)
54 = 110110 20 = 24(10) (10) (8)
0.25 x 2 = 0.50 0 0.35 x 8 = 2.80 2
0.50 x 2 = 1.00 1 0.80 x 8 = 6.40 6
0.00 x 2 = 0.00 0 0.40 x 8 = 3.20 3
0.20 x 8 = 1.60 1
Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 33 Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 34
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Représentation Représentation
des nombres des nombres négatifs
Ordinateurs travaillent sur un nombre fixe de bits En décimal on utilise le signe ‘‘ – ’’
– Positif : 248 / Négatif : - 248
La notion d'octet
– un octet = 8 bits 7 6 5 4 3 2 1 0 Comment représenter un nombre négatif dans un
ordinateur ?
La notion de mot
Contraintes– Un mot est l’unité d’information de base. Un mot est un
nensemble de n bits qui représente une parmi 2 valeurs. – En binaire :