Architecture des ordinateurs - FR
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01/02/2013 1ere année cycle ingénieurs Architecture & Programmation des ordinateurs : Architecture des ordinateurs A.U. 2012/2013 (Support de cours) R. MAHMOUDI ([email protected]) A.U 2012/2013 1 Architecture et programmation des ordinateurs : Architecture des ordinateurs Objectifs : Acquérir les notions de base sur la structure et le fonctionnement d’un ordinateur et ces principaux composants (microprocesseurs, mémoire et dispositifs E/S) Savoir concevoir des programmes simples, les exécuter sur un microprocesseur, afin de comprendre le processus : conception d’un programme, génération de l’exécutable, lancement et exécution des instructions par le microprocesseur. A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 2 1 01/02/2013 Architecture et programmation des ordinateurs : Architecture des ordinateurs Plan : 1. 2. 3. 4. 5. 6. Histoire de l’informatique Système informatique Les composants d’un ordinateur Représentation de l’information Les machines théoriques Microprocesseurs & Jeu d’instruction M68000 A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 3 Architecture et programmation des ordinateurs : 1- HISTOIRE A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 4 2 01/02/2013 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque mécanique (1) 500 av. J.C : Premiers outils mécanique de calcul : l’abaque et le boulier. 1580 : John NAPIER (Neper) invente les logarithmes 1642 : Pascal met au point la Pascaline (additions et soustractions). L’Abaque (chine) la Pascaline. Ramzi Mahmoudi A.U 2012/2013 5 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque mécanique (2) 1673 : Gottfried Wilhelm Von Leibniz améliore la Pascaline (multiplier et diviser). 1679 : Francis Bacon invente la base du langage binaire 1725 : La première machine programmable fût inventée : métier à tisser (à un ruban troué puis à cartes perforées). Leibniz métier à tisser A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 6 3 01/02/2013 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque mécanique (3) 1820: Arith-méto-mètre de Thomas de Colmar : première machine à calculer. 1833 : Babbage introduit le concept d’un ordinateur : unité de calcul, mémoire, registre et entrée des données par carte perforée. Colmar A.U 2012/2013 Babbage Ramzi Mahmoudi 7 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électromécanique (1) 1890: Hollerith construisit une machine électromécanique pour faciliter les opérations de recensement (essentiellement des tris et des comptages). 1904 : Invention du premier tube à vide, la diode par John Fleming. Hollerith A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi Tube à vide 8 4 01/02/2013 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électromécanique (2) 1937 : George Stibitz crée le premier circuit binaire, un additionneur (Model K) 1937 : Alan M. Turing publie un document sur les nombres calculables. 1938 : Claude Shannon fait le lien entre les circuits électriques et l’algèbre Booléenne. Il définit le chiffre binaire : bit (BInary digiT). George Stibitz A.U 2012/2013 Alan M. Turing Claude Shannon Ramzi Mahmoudi 9 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électromécanique (3) 1941 : Konrad Zuse, met au point le Z3, le premier calculateur avec programme enregistré , il pouvait stocker 64 nombres de 22 bits et réaliser 4 additions par seconde et une multiplication en 4 secondes. Konrad Zuse présente le Z1 A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 10 5 01/02/2013 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (1) 1945 : John Von Neumann: premier rapport décrivant ce que devrait être un ordinateur à programme enregistré qu’il appelle l’EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). EDVAC A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 11 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (2) 1946 : Creation de l’ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). Composé de 19000 tubes, pèse 30 tonnes, occupe une surface de 72 m2 et consomme 140 kilowatts. Horloge : 100 KHz. Vitesse : environ 330 multiplications par seconde. ENIAC A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 12 6 01/02/2013 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (3) 1947 : Invention du transistor dans les laboratoires de Bell Telephone. 1950 : Assembleur (microprogrammation) par Maurice V. Wilkes 1951 : Compilateur A0 par Grace Murray Hopper . 1953 : Mémoire à tores de ferrite. Transistor A.U 2012/2013 Hopper V. Wilkes Mémoire à tores Ramzi Mahmoudi 13 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (4) 1957 : Création du TX0 au laboratoire de Lincoln, Processeur 18 bits – 3500 transistors, 83000 instructions par seconde, Mémoire : 65536 mots, Entrées : clavier - stylo optique, Sorties : écran graphique - imprimante, Consommation : 1000 Watts TX0 A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 14 7 01/02/2013 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (5) 1957 : Création du premier langage de programmation universel, le FORTRAN (FORmula TRANslator) par John Backus. Buckus A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 15 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (6) 1965 : Gordon Moore écrit que la complexité des circuits intégrés doublera tous les ans. ”Loi de Moore”. 1968 : Création du langage PASCAL par Niklaus Wirth. 1969 : Début de UNIX ( Ken Thompson et Dennis Ritchie) Moor A.U 2012/2013 Wirth Ramzi Mahmoudi Thompson et Ritchie 16 8 01/02/2013 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (7) 1970 : Première puce mémoire crée par Intel 1971 : Intel 4004, processeur 4 bits tournant à 108 KHz, 640 octets de mémoire, 60000 instructions par seconde, 2300 transistors. Intel 4OO4 A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 17 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (8) 1971- 1973 : Dennis Ritchie : le langage C et le noyau UNIX en C 1972 - 1973 : Bob Kahn introduit le protocole TCP/IP 1984 : Apple Macintosh 1984 : Mise en place du DNS (Domain Name Server) sur Internet. 1986: le nombre de machines connectées sur Internet atteint 2308 connectés. 1987: Sortie de Word 4.0 pour DOS chez Microsoft. Macintosh 1984 A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 18 9 01/02/2013 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (9) 1989 : Le WWW (World Wide Web) a été créé par Tim Berners-Lee. 1990 : Windows 3.0 fait son apparition (de Microsoft). 1991 : Linus Torvalds, qu'il nommera ensuite Linux (Linus's Unix). 1995 : Naissance du navigateur Internet Explorer pour Windows. 2000 : Le processeur Intel Pentium 4 . A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 19 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (10) 2007 : Mac Pro Intel Xeon 8-Core (8 cœurs) à 3,0 GHz reconditionné avec Deux processeurs Intel Xeon quadri-coeur à 3,0 GHz 1 Go (2 x 512 Mo) de mémoire (DIMM ECC DDR2 667 MHz à tampon complet) Disque dur Serial ATA 250 Go (3 Gb/s) à 7 200 tr/min SuperDrive 16x (DVD+R DL/DVD±RW/CD-RW) Carte graphique NVIDIA GeForce 7300 GT avec 256 Mo de mémoire A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 20 10 01/02/2013 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (11) Sandy Bridge 2010 : ? La gamme de processeurs Core i3, i5 et i7 de deuxième génération A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 21 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (12) 2010 : HP Pavilion Elite HPE-330fr (WX145EA) Processeur Intel® Core™ i5 650 à 3,2 GHz - 6 Go de mémoire DDR3 Disque dur SATA 2 To (2 x 1 To), 3 Gb/s (7 200 tr/min) ATI Radeon™ HD 5570 avec technologie Avivo jusqu'à 4863 Mo de mémoire graphique totale disponible dont 2 Go dédiés A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 22 11 01/02/2013 Architecture des ordinateurs : Histoire – Epoque électronique (13) Ivy Bridge 2013 : Pentium G2130 : 2 cœurs à 3.2 GHz, 3 Mo de cache, 55W, DDR3-1600 A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 23 Architecture des ordinateurs : Futur : Microsoft Research : le PC du futur se manipulera peut-être en 3D derrière un écran transparent A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 24 12 01/02/2013 Architecture des ordinateurs : Microsoft Research … A.U 2012/2013 Ramzi Mahmoudi 25 13
