Architecture de machines

Architecture de machines
Principes généraux
Cours 2003-2004
L ’informatique ?

Système automatique de traitement de
l ’information
– INFORmation autoMATIQUE

Principales utilisations
–
–
–
–
Calcul scientifique haute performance
Stockage d ’informations
Analyse de données
Simplification des tâches quotidiennes
• Bureautique
• Gestion d’automatismes
– Utilisation domestique
...
Les traitements
Programme
Données
Traitement
Résultat
L ’architecture de Von Neumann

5 composants pour un ordinateur
Unité arithmétique et logique
Mémoire centrale
Unité de sortie
Unité de commande
Unité d’entrée
Mémoire
UAL
Données
&
Programmes
Unité de
commande
Principaux composants réels

Microprocesseur
– Réalise les traitements : UAL + Unité de contrôle

La mémoire centrale
– Stocke le programme et les données

Les périphériques d ’entrée/sortie
– Clavier, souris, écran
– Mémoires de stockage
• Disques Durs, CD-ROM, DVD, Disquette
– Périphériques divers
• Carte son, réseau, décodage vidéo, …
Le Chipset qui relie tous ces éléments (ou leurs
contrôleurs) sur la carte mère
– Création des BUS : liens partagés entre composants
– Fonctions variables suivant les modèles
Circulation de l ’information

L ’information circule entre les éléments sur
des BUS
1
4
Mémoire
UAL
3
Données
5
3
&
Programmes
2
Unité de
commande
Les horloges

Cadencent les échanges
– Fréquence d’horloge: Changements possibles
d’état par seconde
• 1 changement = 1 Hertz
• 1 Milliard de changements = 1 GigaHertz

Cadence les échanges d ’information et les
traitements
– Vitesse du microprocesseur :
• opérations/seconde (en théorie)
– Vitesse des bus de l ’ordinateur
• Transferts par seconde
• Information parfois non binaire
(regroupement de 2n bits/Transfert)
Les technologies de codage

Adaptation de l’information
– Création de codes pour les
traitements (internes)
– Création de codes pour les
échanges
• Rich Text Format
• DXF, EML, …

Codage de données
– Cryptographie (RSA,
DES,…)
– Compression
• Sans perte (zip, gif,…)
• Avec perte (mp3,
jpeg,mpeg,…)
01001100011100
Les systèmes d’exploitation

Permettent de relier le matériel, les logiciels et
l’utilisateur
– Pilotes permettant de piloter les fonctions du matériel
(drivers)
– Interface graphique permettant la gestion du dialogue


Evolution de l’interface texte vers l’interface
graphique
Exemples de SE:
– Windows
– Mac OS
– Dérivés d’Unix: Linux, FreeBSD, Solaris, HP/UX
Les langages de programmation

Code source:
– Programme écrit dans un langage par le programmeur
– Non exécutable tel quel par le processeur

2 stratégies de conversion vers un code exécutable
– Langages compilés
• Algorithme codé -> Code exécutable AVANT exécution
– Code placé de manière statique ou dynamique
– Liaison avec des bibliothèques dynamiques (.so, .dll, … )
• Pascal, C, C++
– Langages interprétés
• Algorithme codé transformé LIGNE A LIGNE en langage machine par un
interpréteur
• Visual Basic, Php, Shell Unix

Cas particulier :
– Langage machine
• Instructions du microprocesseur
• Langages « Assembleur » dépendant du microprocesseur : Familles de processeurs
– JAVA
• Compilé puis interprété (Java Virtual Machine)
Un ordinateur ?

Machine programmable
– Utilisation d’algorithmes transcrits dans des
langages de programmation

Machine à mémoire
– Permet de stocker/retrouver de l’information

Machine intelligente ?
– Evolution des systèmes vers des modes de
raisonnement de plus en plus complexes
Les différents types d’ordinateurs
Facilité
d’utilisation
Postes
de
travail
Stations
de
travail
Serveurs
Puissance (Calcul/Stockage)