Cours d'Architecture (ASR1), Gaetan Rey

Gaetan Rey

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• ordinateur
• informatique

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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 68
Portes logiques (1)(1) Portes logiques (2)(2)
Élément de base de la logique numérique Matérialisent les opérateurs de bases
Les fonctions logiques sont implémentées par 2, 3, 4 ou même d’avantage d’entrées
l’interconnexion de portes
A A
AA . B A + B A
B BFonctionnent sur des signaux électriques
NOTET/ AND OU/ OR– Lorsque la valeur d’entrée change, le signal de sortie correct
apparaît presque instantanément.
Retardé par le délai de propagation des signaux au travers de la A
A Aporte (délai de porte) A ⊕ B
A + BA . B B
B B
XOR
Non ET/ NAND Non OU/ NOR
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Circuits combinatoires (1) Circuits combinatoires (2)
C’est un ensemble de portes interconnectées dont les On peut le définir de 3 manières
valeurs de sortie ne dépendent que des valeurs – Table de vérité
d’entrée à cet instant – Symboles graphiques (logigrammes)
– Equations booléennes
Il se comppose de n entrée binaires et de m sorties
binaires Exemple : Circuit à 2 entrées E1 et E2 :
fEntrée Sortie E1 /E2 0 1
E1
S 0 10=
E2Sortie = f(Entrée)
1 01
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Exemple Exemple de circuit logique (1) Exemples Exemples de circuits logiques (2)
A AA
B BB
CC
D S2SSDD 11
EE
FF
1C 1
S =A.B +C.D.E +F S = (A.B).(C.D.E).F1 2
(A +B).(A +C )
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Additionneur (1) DemiDemi- -additionneur binaireadditionneur binaire
Comment faire un additionneur 8 bits ? Circuit logique à deux entrées (A et B) et deux sorties
(S et R).
1
0001010 10
+ 0001100 + 12
ABRS0010110 22
0 0 0 0
R R0101
1001
Etapes 1110
– 1) faire un demi-additionneur 1bit
– 2) faire un additionneur 1 bit R = A B S = ¬A B + A ¬Bn n n n n n n n
– 3) faire un addir 8 bits
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Additionneur complet Additionneur complet
An An
Sn SnA B R R S A B R R Sn n n-1 n n n n n-1 n n
Bn Bn
0000 0 Rn 000 0 0 Rn
R(n-1) R(n-1)
0100 1 010 0 1
A 0 0 1 1 A 0 0 1 11000 1 100 0 1
B B0 1 1 0 0 1 1 0
RR RRn-1 n-11101 0 110 1 0
0 1 0 1 1
0010 1 1 1 1 001 0 1 1 1 11
0111 0 011 1 0
S = ¬R (¬A B + A ¬B ) + R (¬A ¬B + A B )n n-1 n n n n n-1 n n n nR = A B + B R + A Rn n n n n-1 n n-11011 0 101 1 0
1111 1 111 1 1
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Additionneur complet Additionneur (2)
An
SnA B R R Sn n n-1 n n un additionneur 8 bitsBn
00000 Rn A Bn nR(n-1)
01001
10001
11010
R00101 n-1
01110
Rn
10110
11111
Sn
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Circuits logiques Circuits logiques Circuits combinatoires (1)
Sorties 3 états : Multiplexeur (ici 4 voies)
– 0 ou 1 (Si E =1) ou ouvert (Si E =0) – circuit permettant de concentrer sur une même voie de
transmission différents types de liaisons en sélectionnant une – Le signal E est le signal de validation de la sortie S
entrée parmi N
– L'entrée e est propagée sur la sortie S suivant la valeur de A et A S iS = A.E
de B.
E
BASe3Les sorties des circuits logiques nommés mémoires sont
e2 00e0toutes de type 3 états S
e1 01e1
Multiplexeur
e0
4 voies 10e2Par l’intermédiaire de circuits nommés BUS le
11e3Microprocesseur peut accéder aux contenus de chaque
B A
circuit mémoire.
S=e0.B.A+e1.B.A+e2.B.A+e3.B.A
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Circuits combinatoires (2) Circuits combinatoires (3)
nCodeurs décodeurs n vers 2 : Codeurs décodeurs 3 vers 8 avec contrôle
n– Commander un organe différent parmi 2 au moyen de n bits. – Les lignes Csi permettent de valider le circuit. Ici pour que le
circuit fonctionne ces lignes doivent être à vrai c’est à dire à – Il allume une et une seule sortie à la fois, celle correspondant à
100.la valeur binaire donnée en entrée
– Ces lignes permettent des montage plus complexes à plusieurs
décodeurs.
ElExemple avec un dédécoddeur 33 vers 88
C– 3 entrées (A,B,C) Y0
3 B Y– 8 sorties (2 ) de Y à Y 10 7
Y = C.B.A Y = C.B.A .CS0.CS1.CS2A 0 0Décodeur
3/8 Y = C.B.A Y = C.B.A S21– Si A=0, B=1 et C=1 110 =6 Y est activé CS0 1(2) (10) 6
… …CS1
Y7 Y = C.B.A 7 Y = C.B.A .CS0.CS1.CS2CS2 7
Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 83 Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 84
Références bibliographiques (1)(1) Références bibliographiques (2)(2)
« Architecture de l’ordinateur », Andrew Tanenbaum « Architecture des Ordinateurs », Cecile Germain et
chez Pearson Education (5eme édition) Daniel Etiemble
« Organisation et architecture de l’ordinateur », William « Une introduction au langage assembleur », Djamal
Stalling(gs chez Pearson Education (6eme édition) Rebaïne
« Programmer en Assembleur sur PC », Holger Schakel « Architecture des ordinateurs », Emmanuel Viennet
chez Micro application
« Architecture », Michel Meynard
Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 229 Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 230
Références bibliographiques (3)(3)
« Introduction à la programmation en Assembleur »,
Pierre Jourlin
« ASR 1 » et « ASR 2 », Joanna Moulierac
Janvier 2009 Gaëtan Rey - DUT Informatique de Nice 231
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