Cours ISN Architecture matérielle

Informatique & Sciences du Numérique
Machines numériques
Architecture des machines - Matériel
Olivier SEBASTIEN
ESIROI-STIM
oliviers[@]co.univ-reunion.fr

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Table des matières
1 Introduction : vue générale ................................................................................................ 6
2 Rappels : le binaire ............................................................................................................. 7
2.1 Concept ................................................................................................................................................. 7
2.1.1 Origine ................................................................................................................................................. 7
2.1.2 Unités de base .................................................................................................................................... 7
2.1.3 Unités usuelles .................................................................................................................................... 7
2.1.4 Unités du système international ...................................................................................................... 8
2.2 Exercices ............................................................................................................................................... 9
2.2.1 Exercice 1 ............................................................................................................................................ 9
2.2.1.1. Objectif de l'exercice ................................................................................................................................ 9
2.2.1.2. Logiciel utilisé .......................................................................................................................................... 9
2.2.1.3. Stratégie .................................................................................................................................................... 9
2.2.1.4. Consignes ................................................................................................................................................. 9
2.2.2 Exercice 2 .......................................................................................................................................... 10
2.2.2.1. Objectif de l'exercice .............................................................................................................................. 10
2.2.2.2. Logiciel utilisé ........................................................................................................................................ 10
2.2.2.3. Stratégie .................................................................................................................................................. 10
2.2.2.4. Consignes ............................................................................................................................................... 10
3 Architecture matérielle ..................................................................................................... 11
3.1 Concepts théoriques .......................................................................................................................... 11
3.1.1 Principe fondamental ..................................................................................................................... 11
3.1.2 Fonctions élémentaires d'une architecture ................................................................................... 11
3.1.3 Modèle de l'architecture matérielle ............................................................................................... 12
3.1.3.1. Chipset .................................................................................................................................................... 12
3.1.3.2. Modèle .................................................................................................................................................... 12
3.1.4 Horloge .............................................................................................................................................. 12
3.1.5 Bus ..................................................................................................................................................... 13
3.1.5.1. Définition ............................................................................................................................................... 13
3.1.5.2. Caractéristiques ..................................................................................................................................... 13
3.1.5.3. Bande passante ...................................................................................................................................... 14
3.2 Exercices ............................................................................................................................................. 15
3.2.1 Exercice 1 .......................................................................................................................................... 15
3.2.1.1. Objectif de l'exercice .............................................................................................................................. 15
3.2.1.2. Logiciels utilisés ..................................................................................................................................... 15
3.2.1.3. Stratégie .................................................................................................................................................. 15
3.2.1.4. Consignes ............................................................................................................................................... 15
3.2.2 Exercice 2 .......................................................................................................................................... 16
3.2.2.1. Objectif de l'exercice .............................................................................................................................. 16
3.2.2.2. Logiciels utilisés ..................................................................................................................................... 16
3.2.2.3. Stratégie .................................................................................................................................................. 16
3.2.2.4. Consignes ............................................................................................................................................... 16
3.2.3 Exercice 3 .......................................................................................................................................... 16
3.2.3.1. Objectif de l'exercice .............................................................................................................................. 16
3.2.3.2. Logiciels utilisés ..................................................................................................................................... 16
3.2.3.3. Stratégie .................................................................................................................................................. 16
3.2.3.4. Consignes ............................................................................................................................................... 16
4 Microprocesseur ................................................................................................................ 19
4.1 Concepts théoriques .......................................................................................................................... 19
4.1.1 Architecture interne ......................................................................................................................... 19
4.2 Exercices ............................................................................................................................................. 21
4.2.1 Exercice 1 .......................................................................................................................................... 21
4.2.1.1. Objectif de l'exercice .............................................................................................................................. 21
4.2.1.2. Logiciel utilisé ........................................................................................................................................ 21
4.2.1.3. Stratégie .................................................................................................................................................. 21
4.2.1.4. Consignes ............................................................................................................................................... 21
4.2.2 Exercice 2 .......................................................................................................................................... 24
4.2.2.1. Objectif de l'exercice .............................................................................................................................. 24
4.2.2.2. Logiciel utilisé ........................................................................................................................................ 24
4.2.2.3. Stratégie .................................................................................................................................................. 24
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4.2.2.4. Consignes ............................................................................................................................................... 24
5 Communication dans l'architecture ................................................................................. 25
5.1 Concepts théoriques .......................................................................................................................... 25
5.1.1 Introduction ..................................................................................................................................... 25
5.1.2 Mécanisme d'interruption ............................................................................................................... 25
5.1.3 Projection mémoire des Entrées/Sorties (E/S) ............................................................................. 25
5.1.4 Assembleur ....................................................................................................................................... 26
5.2 Exercices ............................................................................................................................................. 27
5.2.1 Exercice 1 .......................................................................................................................................... 27
5.2.1.1. Objectif de l'exercice .............................................................................................................................. 27
5.2.1.2. Logiciel utilisé ........................................................................................................................................ 27
5.2.1.3. Stratégie .................................................................................................................................................. 27
5.2.1.4. Consignes ............................................................................................................................................... 27
5.2.2 Exercice 2 .......................................................................................................................................... 28
5.2.2.1. Objectif de l'exercice .............................................................................................................................. 28
5.2.2.2. Logiciel utilisé ........................................................................................................................................ 28
5.2.2.3. Stratégie .................................................................................................................................................. 28
5.2.2.4. Consignes ............................................................................................................................................... 29
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