Architecture des ordinateurs

Plan du cours
1Histoire de l’ordinateur
2Pr´esentation g´en´erale
3Repr´esentation interne des informations
4Circuits logiques
5M´emoires
6Unit´e centrale de traitement
7Assembleur
8Entr´ees / sorties
Clement Jonquet (Polytech’ Montpellier) Architecture des ordinateurs IG3 2010-2011 23 / 203

D´efinitions
Ordinateur
Une machine de traitement de l’information (acqu´erir, conserver, traiter et
restituer).
Type d’information & repr´esentation
Valeurs num´eriques, textes, images, son, vid´eos repr´esent´es sous forme de
donn´ees num´eriques.
Informatique
Science du traitement de l’information.
Syst`eme informatique
Ensemble des moyens logiciels & mat´eriels n´ecessaires pour satisfaire les
besoins informatiques des utilisateurs.
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Station de travail & type de r´eseaux
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Utilisation des ordinateurs
Programme
Suite d’instructions dans un langage donn´ee, d´efinissant un traitement
ex´ecutable par un ordinateur
programmes syst`emes
programmes d’application
Syst`eme d’exploitation
Programme syst`eme qui g`ere les diff´erentes ressources de la machine
Programmation
A partir d’un probl`eme donn´e, r´ealiser un programme dont l’ex´ecution
apporte une solution satisfaisante au probl`eme pos´e
langages de programmation (machine, assembleur, ´evolu´es)
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Ex´ecution d’un programme
1Chargement du programme et
des donn´ees depuis un
p´eriph´erique dans la m´emoire
centrale
2Chargement s´equentiel des
instructions du programme de la
m´emoire centrale dans l’unit´e de
contrˆole
3Analyse par l’unit´e de contrˆole
de l’instruction et passage `a
l’UAL pour traitement
4Traitement de l’instruction par
l’UAL avec ´eventuellement
appel `a la m´emoire ou aux
unit´es d’entr´ee-sortie.
Principe de fonctionnement
Exécution d’un programme
chargement du programme et des données depuis un périphérique dans la
mémoire centrale ;
chargement séquentiel des instructions du programme de la mémoire
centrale dans l’unité de contrôle ;
analyse par l’unité de contrôle de l’instruction et passage à l’UAL pour
traitement ;
traitement de l’instruction par l’UAL avec éventuellement appel à la
mémoire ou aux unités d’entrée/sortie.
Christophe Fiorio, EPU Montpellier 2008-2009 9/112
Principe de fonctionnement
Schéma général de l’ordinateur
ou unité de commande
ou principale
périphériques
registres
unité de contrôle
ou
mémoire centrale
. . .
ou
unité de traitement
ou
unité de calcul
unité arithmétique
et logique
de traitement
unité centrale
d’entrée/sortie
unités
Christophe Fiorio, EPU Montpellier 2008-2009 10/112
Principe de fonctionnement>Mémoire centrale
Mémoire centrale
1K(Kilo) = 210 =1 0241=1 024 octets
1M(M´ega) = 220 =1 0242=1 048 576 octets
1G(Giga) = 230 =1 0243=1 073 741 824 octets
1T(Tera) = 240 =1 0244=1 099 511 627 776 octets
Christophe Fiorio, EPU Montpellier 2008-2009 11/112
Principe de fonctionnement>Unité centrale de traitement
Unité centrale de traitement
le compteur ordinal (CO) qui contient l’adresse de la prochaine instruction
à exécuter ;
le registre d’instruction (RI) qui contient l’instruction en cours d’exécution ;
le pointeur de pile (SP) indiquant la position courante dans la pile ;
le registre d’état (PSW) qui permet comme son nom l’indique d’indiquer
l’état du système, retenue lors d’une opération, dépassement de capacité,
...
Christophe Fiorio, EPU Montpellier 2008-2009 12/112
Clement Jonquet (Polytech’ Montpellier) Architecture des ordinateurs IG3 2010-2011 27 / 203