Cours Architecture (ASR 1)

Gaetan Rey

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• informatique
• ordinateur

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• Publié par: Methong
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• Langue: English

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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 5
Décomposition matérielle
Ordinateur
d’un ordinateur
Définitions Unité centrale
– Machine capable d’effectuer automatiquement des opérations – Carte mère, carte graphique, disque dur, …
arithmétiques et logiques à partir de programmes définissant
la séquence de ces opérations.
Périphériques d’entrée
– Un ensemble de circuits électroniques permettant de
– Souris, clavier, …manip,puler des données sous forme binaire, ou bits.
Périphériques de sortiesBut d’un ordinateur
– Ecrans, Haut-parleur– exécuter des séquences de calculs
Périphériques de stockage
– Disquette, lecteur CD-ROM, DVD-ROM, …
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La carte mère d’un PC La carte mère d’un PC
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Terminologie (1)Terminologie (1) Terminologie (2)
Bit = Unité de mesure en informatique désignant la CPU = Processeur (Central Processing Unit)
quantité élémentaire d'information représentée par un
chiffre du système binaire (Binary digit) GPU = Processeur Graphique (Graphics Processing
Unit)
Octet = Unité de mesure en informatique mesurant la
quantité de données (Byte) PPU = Processeur Physique (Physics Processing Unit)
– 1 octet = 8 bits
– Symbole de l’octet est la lettre « o » minuscule (« B » majuscule TPU = Processeur de Temps (Time Processor Unit)
en anglais pour le Byte).
GPGPU = Calcul générique sur processeur graphique Un bit est différent d’un octet
(General-purpose computing on graphics processing
A bit is different to a byte
units)
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Terminologie (3)Terminologie (3) Terminologie (4)
CISC = Famille de processeur qui a des instructions ALU = Unité Arithmétique et Logique ou UAL
aussi proches que possible d'un langage de haut (Arithmetic and Logical Unit )
niveau (Complex Instruction Set Computer) FPU = Unité de calcul en virgule flottante (Floating
Point Unit)
RISC = Famille de pqprocesseur qui a des instructions plus
simples et une structure permettant une exécution très MIPS = Millions d’instructions par seconde
rapide (Reduced Instructions Set Computer) CPI = Cycles par instruction
DSP = Processeur spécialisé pour les calculs liés au MSB = Bit de poids fort (Most Significant Bit)
traitement de signaux (Digital Signal Processor)
LSB = Bit de poids faible (Least Bit)
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Terminologie (5) Historique
Préfixes de la commission
Préfixes système http://www.histoire-informatique.org/électrotechnique
international d'unités internationale IEC 60027-2 http://histoire.info.online.fr/
Génération Dates Technologie Opérations/s
1 1946-57 Tubes à vide 40k
2 1958-64 Transistors 200K
3 1965-71 SSI-MSI 1M
4 1972-77 LSI 10M
5 1978- VLSI 100M
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Le processeur Fabrication des processeurs
Le processeur a été inventé par Intel (avec le modèle Les processeurs sont gravés sur des plaques appelées
4004) en 1971. Wafers.
– Il est chargé de traiter les informations et d'exécuter les
instructions.
La finesse de gravure est différentes selon les séries de – Il communique avec le reste de l'ordinateur via un langage
binaire. processeurs (mesurée en μm ou nm).
– Les processeurs actuels sont gravés en 45 nm.
Le processeur est rythmé par une horloge (quartz)
cadencée plus ou moins rapidement
Diminuer la finesse de gravure permet de
– On exprime la fréquence en Hz (actuellement GHz).
– Produire plus de processeurs à la fois sur un Wafer
– Diminution du coût de fabrication A chaque impulsion d'horloge, le processeur lit
– Diminution de la consommation d'énergie du processeur et l'instruction stockée généralement dans un registre
donc de la quantité de chaleur produite d'instruction et exécute l'instruction.
– Monter plus haut en fréquence.
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MicroprocesseursUn WaferUn Wafer
Galette de silicium sur lequel est « gravé » un ensemble
de processeur
– http://www.x86-secret.com/popups/articleswindow.php?id=64
– http://www.onversity.com/cgi-
bin/progactu/actu_aff.cgi?Eudo=TUYhjkW&P=356#10
– http://www.matbe.com/articles/lire/375/cpu-avancees-des-technologies-de- 4004 8086 386 Pentium
10 µm -1972 3 µm - 1978 151.5 µm- 1985 080.8µm - 1993fabrication/
Pentium 4 (Northwood) Core 2 (Penryn) Opteron (hexaCore)
0.045 µm - 2007 0.045 µm - 20090.13 µm - 2001
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Références bibliographiques (1) Références bibliographiques (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
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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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