Architecture de machines

Architecture de machines
Historique
Cours 2000-2001
Préhistoire : mécanisation des calculs
– -3000 : Octogramme de Fou-Hi
– -500 : Boulier et abaques
– -300 : Aristote definit la logique

Machines mécaniques
– 1642 : Pascal : pascaline
• additions et soustractions
– 1679 : Leibnitz arithmétique binaire
– 1792 : Télégraphe optique de chappe: première
méthode de communication
Machine à différences de Babbage
(1833)
Invention du codage

1844 : Code Morse
– Codage des lettres avec 2 symboles : . , -
A
—
I

Q
———
Y
———
7
——
B
— 
J
———
R
—
Z
——
8
———
C
——
K
——
S

1
————
9
————
D
— 
L
—
T
—
2
———
0
—————
E

M
——
U
—
3
——
.
———
F
—
N
—
V
—
4
—
?
——
G
——
O
———
W
——
5

,
————
H

P
——
X
——
6
—
/
——
1844 : Algèbre de boole
 Utilisation du binaire
– 2 symboles {0,1} , {Vrai, Faux}
– Opérations sur ces symboles
• ET, OU, NON, …

1937 : Calculabilité
– Machine de Turing

1938 : Shannon réalise un parallèle
entre le binaire et l’électronique
– Invention du Bit
Machines électroniques 1940-1970
Machines pour le décryptage

1941 : Konrad Zuse invente le Z3
– Premier calculateur à programme enregistré

1946 Eniac
– 330 multiplications/seconde horloge à 100 Khz
– Programme entré par recablage
– En 1948, upgrade avec des instructions
prédéfinies (premier langage machine),
1945 : Principe de Von Neumann

Rapport EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)
– Ordinateur de Von Neumann
• Machine universelle contrôlée par programme
• Instructions codées enregistrées en mémoire
• Exécution séquentielle des opérations
– 5 composants pour un ordinateur
•
•
•
•
•
Unité arithmétique et logique
Unité de commande
Mémoire centrale
Unité d’entrée
Unité de sortie
Architecture toujours utilisée de nos jours
1948 : Invention du transistor

Remplace les relais
et tubes à vide
Entrée
Contrôle
Sortie
Evolution du stockage



1951 : Première mémoire de
masse, le tambour ERA 1101
capacité 1Mo
1953 : Mémoires à tores
1956 : Premier disque dur
– 5Mo sur 50 disques de 61 cm de
diamètre.

1970 : Première puce mémoire
crée par Intel qui contient 1024
tores de ferrite soit 128 octets.
Machines électroniques 1946-1970
Les machines à microprocesseur


Microprocesseur : Intégration de transistors
1971 : Premier microprocesseur
– Intel 4004 : 2300 transistors, 4 bits, 108 Khz,
640 octets de mémoire adressable.
– Disponibilité d’un «chipset» : ensemble de
contrôleurs nécessaires à la liaison
microprocesseur/ environnement.
Naissance de la micro informatique

Machines accessibles au grand public
– Au départ programmables en BASIC ou
Assembleur
Premier portable
Les stations de travail


1981 : Création de SUN
Machines haut de gamme avec architecture
propriétaire
– Machines pour le calcul individuel avec des spécialisations
(SGI, HP, SUN, Digital)
– Système d ’exploitation UNIX
– Architecture propriétaire
– Interface X-Windows

Maintenant rejointes par les micro ordinateurs
– Mêmes microprocesseurs (PIV = HP PA9000)
– Baisse des coûts de développement
Les supercalculateurs

Calcul performant
– Applications scientifiques
(météo, simulations)

Intégration de plusieurs
microprocesseurs
toujours plus rapides

Toujours dépassés !
Loi de moore

La puissance double tous les ans
– Réalisé pour les capacités de calcul
– Non valable pour le stockage et la
mémoire
Evolution globale



->1970 : une machine pour plusieurs
personnes
1970-1995 : une machine par personne
Maintenant 1 personne, plusieurs machines