Circuits et architecture des ordinateurs

Circuits et architecture des ordinateurs
Année 2015/2016
Université Paris Diderot
Olivier Carton
Version du 11 nov. 2015
Licence Creative Commons

1 Circuits et architecture des ordinateurs en M1
Licence Creative Commons.
Cours référencé sur le site de l’Université Numérique Ingénierie et Technologie (Unit)
Cours le mercredi en salle 2011 (Sophie Germain) de 8h30 à 10h30
Page Didel
Bibliographie
Travaux dirigés (logisim)
Lundi en salle 2031 de 13h30 à 15h30 (Matthieu Picantin)
Lundi en salle 2031 de 15h30 à 17h30 (Mihaela Sihireanu)
Ce support de cours en PDF
Processeur LC3
Références
Années 2006/2007, 2007/2008, 2008/2009, 2009/2010, 2010/2011, 2011/2012, 2012/2013,
2013/2014 et 2014/2015
Présentation du cours
Cours n° 1 : historique et représentation des données
galeries de photos
fabrication d’un processeur
entiers
entiers signés
Cours n° 2 : représentation des données (suite), transistors, portes
réels (norme IEEE 754)
caractères (ASCII et Unicode)
logique de Boole
table de vérité
tableaux de Karnaugh
transistors
portes logiques (inverseur, nand, nor)
Cours n° 3 : additionneurs
circuits élémentaires
additionneurs
semi-additionneur
additionneur complet
additionneur par propagation de retenue (ripple-carry adder)
calcul des indicateurs
soustraction
Cours n° 4 : additionneurs (suite)
additionneur par anticipation de retenue (carry-lookahead adder)
additionneur récursif
additionneur hybride
additionneur par sélection de retenue
Cours n° 5 : mémoire
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1 Circuits et architecture des ordinateurs en M1Circuits et architecture des ordinateurs

mémoire statique/mémoire dynamique
bascule RS
bascule D
mémoire 4 × 3 bits
Cours n° 6 : circuits séquentiels et architecture générale d’un micro-processeur
principe des circuits séquentiels
construction d’une guirlande
cas d’un automate fini
modèle de von Neumann
unité de contrôle
unité de traitement
mémoire
Cours n° 7 : description du LC-3
registres
organisation de la mémoire
jeu d’instructions du processeur LC-3
chemins de données du LC-3
Cours n° 8 : programmation en assembleur du LC-3
longueur d’une chaîne
mutiplication non signée, signée et logarithmique
addition 32 bits
Cours n° 9 : appels de sous-programmes, pile
appels de sous-programme
pile
sauvegarde des registres
tours de Hanoï
Cours n° 10 : appels systèmes et interruptions
entrées/sorties
appels systèmes
interruptions
Cours n° 11 : autres architectures
processeurs 80x86
comparaison CISC/RISC
architecture IA-64
Cours n° 12 : pipeline
principe
étages
réalisation
aléas
Cours n° 13 : gestion de la mémoire
mémoires associatives
mémoire virtuelle
mémoires cache
Examen : mercredi 13 janvier de 8h30 à 11h30 en Amphi ??. Le seul document autorisé est une
feuille de memento. (sujet de l’année passée)
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Olivier Carton1 Circuits et architecture des ordinateurs en M1

2 Historique
2.1 Historique général
Quelques dates clés
500 av JC
apparition des bouliers et abaques
1632
invention de la règle à calcul
1642
Pascal invente la Pascaline
1833
machine de Babbage
1854
publication par Boole d’un ouvrage sur la logique
1904
invention du tube à vide
1937
article d’Alan Turing sur la calculabilité : machines de Turing
1943
création du ASCC Mark 1 (Harvard - IBM) : Automatic Sequence-Controlled Calculator
1946
construction de l’ENIAC
1947
invention du transistor (Bell)
1955
premier ordinateur à Transistors : TRADIC (Bell)
1958
premier circuit intégré (Texas Instrument)
1964
langage de programmation BASIC
1965
G. Moore énonce la loi qui porte son nom : loi de Moore
1969
système d’exploitation MULTICS puis UNIX (Bell)
1971
premier microprocesseur : 4004 d’Intel (4 bits, 108 KHz, 2300 transistors)
1972
microprocesseur 8008 d’Intel (8 bits, 200 KHz, 3500 transistors)
1973
langage C pour le développement d’UNIX
1974
premier microprocesseur Motorola : 6800 (8 bits)
1974
microprocesseur 8080 d’Intel
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2 HistoriqueHistorique