plan de cours

PLAN DE COURS
Automne 2016
Architecture des ordinateurs
(6GEI186)
Département des Sciences Appliquées
Module d’ingénierie
Professeur Daniel Audet, ing. Ph.D.
Bureau : P4-5030
Tél. : [phone] poste 5639
Courriel : [e-mail]
Web : www.uqac.ca/daudet

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1. Formule pédagogique
• Cours magistraux
o Lundi de 08h00 à 09h15
o Jeudi de 11h00 à 12h15
• Travaux pratiques en laboratoire
o Mercredi de 13h00 à 15h45 (groupe 1 – à déterminer)
o Vendredi de 08h00 à 10h45 (groupe 2 – à déterminer)
• Projet
2. Insertion du cours dans le programme
Ce cours fait partie de la liste de cours obligatoires des programmes des baccalauréats en génie
informatique et en informatique. Il fait également partie des cours au choix du programme
d’informatique de gestion. Pour pouvoir réaliser certains travaux demandés, l’étudiant devra être
en mesure de développer des programmes.
3. Objectifs
Amener l’étudiant à :
• Maîtriser suffisamment la programmation en langage machine (assembleur) d’un
processeur pour qu’il puisse transposer ses connaissances sur n’importe quel autre
processeur et développer des applications relativement complexes.
• Comprendre et pouvoir expliquer le fonctionnement des différents éléments présents
dans les processeurs et ordinateurs actuels.
Justification
o Curiosity...
o Microcontrôleurs et automates industriels
o Programmation de microprocesseurs
o Développement de circuits (FPGA contenant un processeur)
o Développement de pilotes ("drivers")
o « Internet of things » (IoT)

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4. Qualités visées par le cours
Selon les normes du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG), le cours
couvre deux qualités attendues d’un ingénieur, à savoir :
1. Connaissance en génie (80%) : connaissance, à un niveau universitaire, des
mathématiques, des sciences naturelles et des notions fondamentales de l’ingénierie, ainsi
qu’une spécialisation en génie propre au programme.
Dans le cadre du présent cours, les connaissances suivantes seront évaluées :
o Unités de traitement
o Mémoires internes et externes
o Jeux d’instruction
o Modes d’adressage
o Gestion des interruptions
o Gestion des périphériques
o Méthodes d’accélération de l’exécution
5. Utilisation d’outils d’ingénierie (20%) : capacité de créer et de sélectionner des
techniques, des ressources et des outils modernes d’ingénierie et de les appliquer, de les
adapter et de les étendre à un éventail d’activités simples ou complexes, tout en
comprenant les contraintes connexes.
Dans le cadre du présent cours, les étudiants devront pouvoir concevoir, à l’aide d’outils
de développement évolués, des programmes en langage d’assemblage permettant
d’utiliser un microprocesseur pour effectuer un traitement sur des données ou signaux,
tant internes qu’externes.

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Ces qualités seront évaluées selon les objectifs et indicateurs suivants :
Objectifs Indicateurs Pondération
évaluée
1.3
Faire preuve de
compétence en ce qui a
trait aux connaissances
propres à la spécialité du
programme.
1.3.1
Identifier les principes scientifiques et d’ingénierie
qui influencent la performance d’un processus ou
d’un système. 46%
1.3.2
Appliquer de manière appropriée des
connaissances propres à la discipline de l’étudiant. 39%
5.2
Démontrer sa capacité à
utiliser des outils,
ressources et techniques
spécialisés propres à la
discipline.
5.2.1
Démontrer sa capacité à utiliser des outils
d’ingénierie, des techniques et des ressources
spécifiques à la discipline de l’étudiant. 15%
Chaque indicateur sera évalué en utilisant le système de notation de l’UQAC. Ainsi la réussite du cours est
directement liée à l’atteinte des qualités et objectifs précités au travers de l’évaluation de leurs
identificateurs dans des travaux et examens.
5. Contenu du cours
5.1 Sujets abordés
1. Introduction
1.1 Organisation et architecture
1.2 Structure et fonction
2. Évolution des ordinateurs et de leur performance
2.1 Historique
2.2 Conception axée sur la performance
2.3 Évolution du Pentium et du ARM
3. Rappel d'arithmétique binaire
3.1 Unité arithmétique et logique
3.2 Entiers: représentation et arithmétique
3.3 Nombres en virgule flottante : représentation et arithmétique
4. Jeu d'instructions d'un microprocesseur
4.1 Opérandes
4.2 Types de données
4.3 Types d'opération
4.4 Langages d'assemblage

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5. Modes d'adressage d'un microprocesseur
5.1 Description et utilisation
6. Vue à haut niveau de l'opération d'un ordinateur
6.1 Composantes et fonctions
6.2 Interconnexions
6.3 Les bus
6.4 PCIe
7. Antémémoires ("cache")
7.1 Principes de fonctionnement
7.2 Éléments de conception
7.3 Exemples de mise en oeuvre
8. Mémoire interne
8.1 Mémoire à semi-conducteur
8.2 Correction d'erreurs
9. Mémoire externe
9.1 Disque rigide
9.2 RAID
9.3 Mémoire optique
9.4 Ruban magnétique
10. Entrées/sorties
10.1 Périphériques
10.2 Types d'entrées/sorties
10.3 DMA
11. Support au système d'exploitation
12. Structure et fonction d'un CPU
12.1 Organisation des registres
12.2 Cycle de traitement des instructions
12.3 Pipeline de traitement
13. Ordinateurs à jeu d'instructions réduit
12.1 RISC
12.2 MIPS
12.3 SPARC
14. Parallélisme au niveau des instructions et processeurs superscalaires