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ARCHITECTURE DES ORDINATEURS
Concepteur de l'ordinateur IBM
En association avec
INTEL pour le micro processeur
Et
Microsoft pour le MS DOS (Operating System)
Les machines actuelles démarrent toujours comme les PC/AT de 1981 c est à dire en mode
réel : 16 bits
Même si une machine a des BUS plus importants (16,32 ou 64 bits) les machines actuelles ne
démarreront qu'en mode 16 bits, c est à dire que les machines ou le processeur et la mémoire
ROM ne liront que les bits les plus à droite, et qui seront nommés AX, BX, CX etc..
(je crois qu'on appelle cela l'espace adressable)
C'est le chargement de l'OS (Operating System) qui fait que la machine passe en 32 ou 64
bits (mode PROTEGE)
LE PROCESSEUR
Caractéristiques essentielles
1. taille de ses registres
2. jeux d'instructions (opérations mathématiques et logiques)
3. fréquence (rythme les opérations du micro processeur)
Le processeur est fixé sur une carte mère (sur laquelle il y a des CHIPSETS intégrés (ou jeu
de composants) pour un micro ordinateur et sur une CPU (Central Processing Unit) pour un
mini ordinateur (ou gros système)
Le Rôle du Processeur
1. exécuter un programme qui se trouve en mémoire centrale (qui est une suite
d'instructions en langage machine) selon le concept de VON NEUMANN
2. traiter les données informatiques (en exécutant les instructions)
Le processeur ne connaît pas les périphériques mais seulement les interfaces et les registres de
ces interfaces.
LA MÉMOIRE CENTRALE
Tout d'abord, il faut préciser que les barrettes de mémoire sont TRES sensibles à l'électricité
statique
La mémoire centrale sert à stocker les informations à TRES court terme
La mémoire se calcule sur le mode de 2 puissance 10 soit 1024 = 1 kilo octet, donc, 512K de
mémoire = 512*1024 et non 512*1000
Pour le reste on reste en système décimal normal ou
1K = 10
3
,
1M = 10
6
etc…

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La mémoire centrale est composée de
ROM : (Read Only Memory) qui est une mémoire non volatile et qui contient tous les
programmes POST (Power On Self Test) et IPL (Initial Porgram Loading équivalent de Boot
et qui sert au démarrage de l'OS) nécessaires au démarrage de l'ordinateur
La ROM donne les premières instructions nécessaires au démarrage de la machine et à la
lecture du disque dur.
RAM : Dynamic Random Access Memory : contient le système d'exploitation (du moins ce
qui est nécessaire) et dans la place qui reste, les applications vont être chargées (depuis le
stockage de masse (disques dur, lecteurs optiques, etc..)
Plus on a de mémoire mieux c est parce que les systèmes actuels ont tendance à mettre le plus
d'informations possibles dans la RAM
La RAM contient les programmes en cours d'exécution et les données en cours de traitement.
LES INTERFACES D ENTREE ET SORTIE VERS LES PERIPHERIQUES
Ce sont les moyens électroniques (composants) de communication entre l'ordinateur et les
périphériques.
Ces interfaces sont en général intégrées dans la carte mère.
Chaque interface possède plusieurs registres programmables qui permettent de gérer et
commander les périphériques raccordés.
Le programme en charge de ces registres est le Device driver ou pilote de l'interface qui est
directement rattaché à l'Operating System
Ces registres sont tous au format 16 bits et sont volatiles, c est à dire qu ils se vident lors
de l'arrêt de la machine, et se rechargent lors de la mise en marche de l ordinateur
Les registres des interfaces sont d un accès plus rapide que les registres de la RAM
Dans une interface, il existe des registres classiques et des registres à décalage (Shift Register)
Schéma :
LE BUS
Ensemble de fils sur lesquels on effectue la transmission de signaux en parallèle;
Le BUS permet les échanges entre le processeur, la mémoire et les interfaces.
Il y a des BUS unidirectionnel et bi directionnels (relation maître(processeur) esclave
(mémoire centrale))
Types de communications :
Adresses
Données
Commandes
Propriétés des BUS
Le principe est de transmettre des données (plusieurs bits) sur une ligne de communication
Chaque BUS a ses caractéristiques propres :
1. sa taille
2. sa fréquence

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NOTION DE PROGRAMME
C est une suite d instructions qui s'exécutent dans l'ordre où elles ont été prévues (exécution
séquentielle)
Il existe des instructions de saut (sorte de séquence pour aller plus loin)
Il existe des instructions de branchements (pour revenir en arrière)
Pour être exécutés, les programmes doivent être dans la RAM
FONCTIONNEMENT DU PROCESSEUR
Pour fonctionner, le processeur possède plusieurs organes :
1. un séquenceur, qui exécute les instructions
2. L'UAL (Unité Arithmétique et Logique ou ALU) chargé d'exécuter les opérations
élémentaires permettant les traitements effectués par l'ordinateur. L'UAL reçoit des
instructions de l'unité de commande et peut lire et écrire en mémoire
3. Des registres généraux qui stockent les opérandes (données) (qui sont appelés : AEX,
EBA, ECX, EFX quand on est en 32 bit et AX, BX, CX et DX quand on est en 16 bits,
le E signifie : Extended)
4. le compteur ordinal (ou PC : program Counter ou EIP chez Intel et AMD, c'est sous
cette appellation que nous l'utiliserons). Le EIP stocke l'adresse mémoire de la
prochaine instruction à exécuter (sous le contrôle de l'OS)
5. Le registre d'instruction (IR : Instruction register) qui contient l'instruction en cours
d'exécution par le séquenceur
6. Le registre d'état du processeur (FR : Flag Register) dans lequel viennent : le signe , si
la donnée est nulle, la retenue, l'overflow, l'incohérence. Les flags servent à modifier
l'ordre d'exécution d'un programme.

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LA CARTE MERE
CF PAGE 10 DU SUPPORT DE COURS
C'est bien expliqué et le dessin avec les annotations page 11 (format ATX)
La pile sert à alimenter en permanence la SRAM-CMOS, pour conserver en permanence les
paramètres spécifiques de la configuration de la machine
Quelques annotations
En mode réel, la première instruction vient de la ROM BIOS
En mode protégé, la première instruction vient de l'OS
Prise en compte d'une instruction :
1. La chercher dans la Ram (avec son adresse) et la ramener dans IR
2. Décodage de l'instruction pour trouver l'opération à effectuer (dans la ROM)
3. Exécution de l'instruction.
Sur un BUS, il ne peut se faire qu'un seul transfert à la fois, ce qui implique la gestion d'une
file d'attente.
A un instant T, il n'y a qu'un seul maître du BUS : c'est le processeur

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LE MICRO-PORCESSEUR
Le micro processeur est un circuit intégré qui rassemble sur une même puce ou composant
toutes les fonctions de contrôle et de calcul.
Un processeur est un automate capable d'exécuter séquentiellement une suite d'instruction
(c'est à dire un programme) qui réside en mémoire centrale (Von Neumann)
Caractéristique d'un processeur :
1. le nombre et la taille de ses registres
2. Son jeu d'instruction (séquenceur)
3. Sa fréquence d'horloge
4. Son brochage (socket)
5. Sa tension d'alimentation
Il existe au moins 2 ALU dans un processeur
 Floating point Unit : c est ce qui sert à calculer les nombres avec virgule. Il agit
comme un coprocesseur
 Registres : Registres généraux, le PC le MMU (Memory Manager Unit)
 Excecution Unit : c'est la conjonction de l'ALU et du Séquenceur
 Core : cœur du processeur
 Primary Cache : c est le cache L1 (code (instructions) cache) et cache L2 (données ou
datas). Le cache est une série de registres qui sert de tampon entre le processeur et la
RAM. Les instructions sont décodées dans le cache, ce qui fait que les instructions
vont s'exécuter plus vite par la suite.
 Branch Predictor : Détermine quelles seront les instructions suivantes qu'on va aller
chercher dans le cache L1
 Bus interface :
o 64 bits pour les données
o 32 bits pour les adresses