ARCHITECTURE DES SYSTEMES

-1
R. Grisel
ARCHITECTURE DES
SYSTEMES
(A MICROPROCESSEURS)
-2
R. Grisel
Références bibliographiques
Architecture des ordinateurs
G.BLANCHET B.DUPOUY
Masson
Structure des ordinateurs
ERNEST HIRSH SERGE WENDLIN
Armand Colin
Architecture de l'ordinateur
ANDREW TANENBAUM
Inter editions
Distributed operating systems
ANDREW TANENBAUM
Printice Hall.
Architecture des ordinateurs
J.L.HENNESSY D.A.PATTERSON
Mc Graw-Hill
Pentium et compagnie
HAN.P. MESSMER
Additson-Wesley
Processeur et Coprocesseur
ROBERT HUMMEL
Dunod
Le microprocesseur et son
environnement,
ROBERT DUBOIS
Dunod
-3
R. Grisel
Historique
Années 1940 : apparition du transistor
Années 1950 : sortie du premier circuit intégré (Texas Instrument)
Année 1968 : Création de INTEL (INTegrated Electronics)
Année 1971 : Création du 4004 (processeur 4 bits)
Année 1972 : Création du 8008 (processeur 8 bits)
Année 1974 : Création du 8080 (processeur 8 bits)
Année 1976 : Création du 8085 (processeur 8 bits)
Année 1978 : Création du 8086 (processeur 16 bits)
Année 1978 : Création du 8088 (processeur 8 bits)
Année 1979 : Création du 80186 (processeur 16 bits)
Année 1981 : Association Intel/IBM (micro-ordinateur PC)
Année 1983 : Création du 80286 (processeur 16 bits)
Année 1985 : Création du 80386 (processeur 32 bits)
Année 1989 : Création du 80486 (processeur 32 bits)
Année 1991 : Création du pentium (processeur 64 bits)
Année 1994 : Création du pentium pro (processeur 64 bits)
Actuel (Core 2 Duo 2,4 GHz)
A suivre :s a venir : Architecture mixte, processeur asynchrone,
VLIW, ..
2250
29000
100 M

-4
R. Grisel
Machine VON NEUMAN
- Jeu d'instructions propre (défini lors de la construction de la machine).
- Programme = suite de traitement, disponibles sur la machine considérée.
- Programme et données peuvent être stockés dans la mémoire du système.
- Certaines instructions autorisent des ruptures de séquence conditionnelles.
Processeur Mémoire
Canal
d'échange
PRINCIPE
CARACTERISTIQUES
-5
R. Grisel
Architecture générale d ’un ordinateur
Unité
d'entrée
Unité de
sortie
Mémoire
Processeur
(UCT)
BUS BUS
BUS
-6
R. Grisel
Architecture de l'ordinateur : vue externe
Définition
- Interface entre la machine physique et les logiciels
- Structure et fonctionnalité vues par le programmeur en assembleur
Informaticiens des systèmes
- Compilateurs
- Assembleurs
- Interpréteurs
Principaux éléments
- Organisation de la mémoire
- Type et structure des données (représentation et codage)
- Format d'instructions
- Modes d'adressage
- Conditions d'exceptions et d'interruptions

-7
R. Grisel
Architecture de l'ordinateur : vue interne
Définition
- Structure et fonctionnalité des principaux composants
- Manière dont sont organisés les différents composants
Concepteurs et certains utilisateurs
Architecture
externe
Architecture 1
Niveau registres
Niveau portes logiques
Niveau transistors
Architecture n
-8
R. Grisel
Architecture de l'ordinateur : vue 'micro'
Définition
- Partie de l'architecture interne
- Structure et fonctionnalité vues par le microprogrammeur
- Interface entre le 'hardware' et le 'firmware'
Microprogrammeurs : systèmes et applications
Architecture
externe
Architecture n
Architecture 1
Micro
Architecture 1
-9
R. Grisel
Eléments fonctionnels de base
Eléments combinatoires
- Multiplexeurs
- Codeurs et décodeurs
- Comparateurs
Eléments séquentiels
-Registres
- bascules
- registres à décalage
- registres universels
- Compteurs
- synchrone ou asynchrones
- binaires ou BCD
Eléments arithmétiques et logiques
- Additionneurs et soustracteurs
- Multiplieurs et diviseurs
- Opérateurs arithmétiques et logiques, …etc.
Plus l'horloge

-10
R. Grisel
ARCHITECTURE
GENERALE D’UN
MICROPROCESSEUR
-11
R. Grisel
C
V
N
H
Z
R-décalage
Accumulateur
Commande
UAL
Registre 0 Registre N
SP PC
Bus d'adresses
Bus de données
Indicateurs
Bus de
commandes
Architecture d ’un microprocesseur
-12
R. Grisel
L ’unité arithmétique et logique ( UAL )
Effectue les opérations arithmétiques et logiques portant sur deux
nombres au maximum ainsi que les opérations de décalage.
ET, OU, XOR
Additionneur
Soustracteur
Inverseurs
Temporaire 1
Temporaire 2
Accumulateur

-13
R. Grisel
L ’unité de commande
- Assure le bon ordre du déroulement des séquences du programme,
- Elabore les signaux de synchronisation,
- Gère les ordres échangés par l’UAL, les entrées, les sorties, et la mémoire,
- Assure la recherche en mémoire, le décodage et l’exécution des instructions.
UAL
E / S Unité de Mémoire
Bus de
commande Bus de
commande
commande
Câblée
ou
micro-programmée
-14
R. Grisel
L’accumulateur
C’est un registre particulier placé à l’une des entrées de l’UAL.
La plupart des instructions arithmétiques et logiques utilisent le contenu de
l’accumulateur comme premier opérande. Il peut être référencé en entrée
et en sortie.
R-décalage
UAL
Accumulateur
Opérande 2
Opérande 2
-15
R. Grisel
Les indicateurs d ’états
Caractérisent les états de fonctionnement du microprocesseur. Ils
interviennent en particulier pour les branchement conditionnels.
P IH Z - -C N
C : retenue arithmétique
N ou S : signe
H ou AC : retenue intermédiaire
Z : zéro
P : Parité
I : interruption
Remarque : La plupart des instructions
exécutées par le processeur
modifieront l’ensemble ou une partie
des indicateurs d’état. Aussi, il est
toujours important de se reporter au
tableau fourni par le fabricant sur lequel
figurent les bits d’état qui seront
modifiés par les instructions.