COURS D`ARCHITECTURE DES ORDINATEURS

COURS D’ARCHITECTURE DES ORDINATEURS
Chapitre 2 : Des 0 et des 1 …
-Intro :
Tout tourne autour du binaire , c’est le système le plus simple en informatique. Le
codage retenu est le codage binaire mais il existe des système de codage avec 3,4,5 ou même
plus d’états.
Objectif du chapitre :-Les opérateurs logiques de base permettent de réaliser un
ordinateur.
-Technologie actuelle avec les semi-conducteurs TTL,MOS(pour
les portables) VLS ( Very Large Stage )
-Historique :
Utilisation des 0 et des 1 vers 3000 avant J-C ; comptage binaire avec triagrammes et
hexagrammes . Mais aucune preuve qu’ils soient utilisés pour l’informatique.
George Boole est le premier à manipuler des variables à 2 choix 0 et 1 ou FAUX et
VRAI. On parle alors d’une variable et de sa complémentaire.
Variable+Complémentaire= 1
A+Ā=1 autres notations de a barre A* .
Point important : Théorème de De Morgan.
-I) Traiter avec les fonctions logiques :
Opérateurs de base , table de vérité (pour définir les opérations) . Une table est posée
et ne peux être discutée.
-Inverseurs : pour passer au complémentaire
1 donne 0 et 0 donne 1.
Symbole pour un circuit électrique. Le rond signifie que le signal est inversé et
le triangle signifie que le signal est amplifié.
-Circuit ET :
Fonction à 2 entrées et une sortie opérations sur des variables à 2 choix (
variable Booléenne). Il faut envisager tous les cas dans la première colonne.
2 variables impliquent 4 valeurs possibles.
Convention : -colonne de droite : 0 1 0 1 0 1 0 1
-colonne suivante : 0 0 1 1 0 0 1 1
-colonne suivante : 0 0 0 0 1 1 1 1
2 avantages : plus facile à remplir et représente le nombre correspondant à 0,1,2,3,4.
Le résultat est un 1 que si les deux entrées sont un 1, sinon le résultat est un 0.

-Circuit OU (ou opération OU) :
Le résultat est égale à 1 si l’une ou l’autre des entrées est à 1 .
Toutes les opérations d’un ordinateur se font grâce a ces 3 opérations.
-Transistor :
Robinet qui laisse passer le courant électrique ( ce robinet est appelé base).
Le courant entre dans le collecteur et sort par l’émetteur . Le transistor amplifie le courant.
En informatique on ne veut pas amplifier le courant mais on s’intéresse aux valeurs limites :
la saturation . On utilise alors 0 pour 0V et 1 pour Tension maximale.
C’est la valeur de la résistance qui détermine le courant qui sortira du transistor. Il faut alors
calculer la valeur de cette résistance .

L’inverseur se réalise grâce à 1 transistor.
-Montage avec 2 transistors :
-Le NON-ET ou NAND :
Monté en série.
Il y a un courant en sortie si le courant d’alimentation circule dans la résistance.
Pour un gain de place on utilise le NON-ET à la place du ET.
-Le NON-OU ou NOR :
Monté en dérivation ou en parallèle.

-Le OU EXCLUSIF ou XOR :
Le résultat est VRAI si l’un ou l’autre des entrées est VRAI . Mais si les 2 sont VRAI,
alors le résultat est FAUX.
Base de l’addition binaire.
Un opérateur peut avoir plusieurs entrées.
-On veut réaliser une fonction avec une table de vérité énorme donc pour simplifier
cette fonction on réalise un circuit.
-Addition :
On doit la définir sur une table de vérité et commencer par réaliser cette table de
vérité.

Pour des additions de 4bits (soit des nombres entre 0 et 15) il faut 4 additionneurs .
Le résultat est composé de 4bits. La retenu finale est juste pour savoir s’il y a un
débordement.
-Décaleur : (ou shift)
8 entrées D0 à D7 (Données) donc on code pour 8bits. Plus 1 entrée C (commande).
Sorties S0 à S7 on a un résultat codant 8bits.
Le résultat en sortie va être celui de l’entrée décalé d’un bit vers la droite ou vers la gauche.
On a alors un problème : les valeurs aux extrémités, qu’est ce qu’elles deviennent ?
Si on décale, deux possibilités : -soit il faut faire une boucle au circuit le D7 passe en D0 et
vis versa. On parle alors de rotation.
-soit on perd la valeur de l’extrémité .
Un autre problème : il y a un vide aux extrémités. Le remplacement de ce vide est interpréter
comme une opération mathématique . Si on le remplace par un 0 c’est comme si on multipliait
le nombre initial par 2. Mais si il y a un 1 au début la ce bit est perdu et sera stocker ailleurs et
le programme annoncera qu’il y a un défaut.
Mais si on remplace le vide par un 1 cette fois ci on divise le nombre initial par 2. Cette
méthode est plus rapide que d’utiliser un additionneur .
-Unité Arithmétique et Logique : (ou UAL)
C’est comme le moteur du processeur. C’est la seule partie qui effectue des calculs.
EX : UAL de 1BIT
2 entrées A et B pour les données.
Exemple d’opérations possibles : A et B = A.B A ou B=A+B ou B barre.
Ce circuit fait l’addition de A et B avec retenu.
- Décodeur : (en bas à droite)
Il sert à sélectionner l’un des 4résultats possibles fournis par la partie en haut à gauche.
On place A et B et on choisit les instructions F0 et F1 .