Le processeur - Jean

Le processeur
Jean-Philippe PERNIN
Université Stendhal
Département Informatique Pédagogique
Mél. : [email protected]
Jean-Philippe Pernin - DIP - Université Stendhal - Grenoble 3
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Le processeur :
comment çà fonctionne ?
• Le processeur comprend un langage composé de mots uniquement
formés de 0 et de 1
(remarque 0 et 1 ne sont qu'une convention d'écriture
pour distinguer 2 valeurs distinctes)
• Les mots sont toujours composés de multiples de 8 symboles. Ex :
00100001 ou 11011011.
Définitions
– BIT (BInary Digit) :
Information élémentaire pouvant avoir deux valeurs : 0 ou 1
– OCTET (Attention Byte en anglais) :
Ensemble de 8 symboles binaires (0 ou 1) ou 8 bits.
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Calcul binaire
• Toutes les informations que le processeur manipule ne
peuvent être composées que de deux uniques symboles
• Nécessité d'utiliser le calcul binaire
–
–
–
–
–
1 bit : 2 valeurs possibles (0 1)
2 bits : 4 valeurs possibles (00 01 10 11)
3 bits : 8 valeurs possibles (000 001 010 011 100 101 110 111)
…
n bits : 2 puissance n (2n) valeurs possibles
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Des ordres de grandeur à connaître
•
•
•
•
•
Avec 1 bit, on code : 2 valeurs différentes
Avec 2 bits, on code : 4 valeurs différentes
Avec 4 bits, on code : 32 valeurs différentes
Avec 7 bits, on code : 128 valeurs différentes
Avec 8 bits ou 1 octet, on code : 256 valeurs différentes
•
•
•
•
Avec 1 octet (8 bits), on code : 256 valeurs différentes
Avec 2 octets (16 bits), on code : 65535 valeurs différentes
Avec 3 octets (24 bits), on code env. 16 millions de valeurs différentes
Avec 4 octets (32 bits), on code env. 4 milliards de valeurs différentes
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Comment exprimer des unités en calcul décimal ?
•
•
•
•
•
Kilo…
Méga…
Giga…
Téra…
Peta…
•
•
•
•
Milli…
Micro…
Nano…
Pico…
(103 )
(106 )
(109 )
(1012)
(1015)
(10-3 )
(10-6 )
(10-9 )
(10-12)
:
:
:
:
:
un millier de …
un million de …
un milliard de …
mille milliards de …
un million de milliards de …
:
:
:
:
un
un
un
un
millième de …
millionième de …
milliardième de …
millième de milliardième de
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Les instructions : L’assemblage des mots du langage
• Les mots du langage peuvent être :
– soit des opérations
– soit des données (ou opérandes)
• Les phrases du langage (ou instructions) sont composés de
plusieurs mots comprenant :
– toujours une opération
– zéro un ou plusieurs opérandes
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Une exemple d’instruction
exemple d’instruction (sur 3 octets = 24 bits):
10100010 00000001 00000001
RANGER
La valeur 1
Dans la case
mémoire 1
exemple de programme
Charger la valeur 1 dans la case mémoire N°1
Ajouter 3 dans la case mémoire N°3
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Traitement d’un programme
par le processeur
Mémoire centrale
00100101 00000001 00000010
00101111 00000001
10110010 10111110 00000001
00100101 00000001 00000001
Programme
Processeur
Le processeur exécute séquentiellement les instructions du programme
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La vitesse des processeurs
• La performance d’un processeur (ou
microprocesseur) s'évalue principalement par sa
vitesse d’exécution.
• La vitesse est caractérisée par la fréquence
d’horloge, c’est à dire en nombre de fois par
seconde où le processeur peut réaliser une
opération élémentaire.
Exemple : 2,4 GHz = 2,4 Gigahertz = 2,4 milliard de fois par seconde
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Evolution de performance des microprocesseurs
Loi de Gordon Moore :
Le nb de transistors double
en moyenne tous les 18 mois
Fréquence :
En 2001 : environ 700 Mhz
Prévision faite en 2001 pour
2011 : 10000 MHz NON !
Mais on met plusieurs "cœurs"
dans un même processeur
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Pourquoi un MAC et un PC ne se comprennent-t-ils pas ?
• Famille de processeur différent :
– Apple : microprocesseurs spécifiques développés en
collaboration avec la société Motorola ou par Apple (ex: Apple
A4)
– PC et compatibles Windows : microprocesseurs développés par
la société Intel
– Chaque famille de processeur comprend un langage différent =>
les programmes ne sont pas compatibles
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Principaux modèles de processeurs (sept. 2014)
•INTEL
–Quad Core i7 : de 300 à 1000€
–Pentium : 40 €
•AMD
–Opteron: de 662 €
–Athlon : 50 €
– Sempron 30€
http://www.clubic.com/comparer-prix/processeur/
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Le monde Apple : Les processeurs pour smartphones