Poly de cours

Circuits et architecture des ordinateurs
Année 2009/2010
Université Paris Diderot
Olivier Carton
Version du 20 Sep 2009

1 Circuits et architecture des ordinateurs en M1
Cours le lundi en salle 473F (halle aux farines) de 8h30 à 10h30
Bibliographie
Travaux dirigés (tkgate version 1.8.7)
vendredi en salle 470E ou T de 16h30 à 18h30 (I. Fagnot)
mardi en salle 248E ou S de 10h30 à 12h30 (A. Micheli)
Ce support de cours en PDF
Processeur LC3
Références
Années 2006/2007, 2007/2008 et 2008/2009
Présentation du cours
Cours n° 1 : historique et représentation des données
galeries de photos
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
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
- 1 -

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
- 2 -

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
- 3 -