Architecture et programmation des ordinateurs

Architecture et
programmation des
ordinateurs
Jacques Lonchamp
IUT Nancy Charlemagne –DUT Informatique 1A

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Processeur ou unité de traitement
Entrée Sortie Mémoire
auxiliaire
Périphériques
Unité d’
échange Unité d’
échange
Unité d’
échange
données &
instructions
(d&i)
d&i d&i
Mémoire centrale
Bus
d&i
programme
instr. 1
instr. N
données
donnée 1
donnée N
Unité de
commande
Unité arithmétique
et logique
instructions
données
&
résultats
Signaux de commande
L’ architecture de
base (von Neumann,
1946)
Ordinateur = machine de
traitement automatique de
l’information à programme
enregistré en mémoire.

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Mémoire centrale
adresse 0
1
2
999
1000
1001
Registre
d’adresse (RA)
4369
4369
adresse
Registre Mot
(RM)
val
Valeur binaire (donnée
ou instruction)
val
Lecture ou écriture (signal de
commande)
Sélection
d’adresse mot

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Types de mémoire
‘Mémoires vives’ ou
RAM (Random Access Memory)
SRAM (RAM statiques) utilise le principe
des bascules (rapides, chères)
DRAM (RAM dynamiques) nécessitent un
rafraîchissement périodique de l’information
(moins rapides, moins chères)
‘Mémoires mortes’ ou
ROM (Read Only Memory)
Les données sont perdues en absence
d’alimentation électrique
Ne s’efface pas en absence
d’alimentation électrique
Les ROM véritables dont le contenu est défini lors de la fabrication.
Les PROM (Programmable ROM) sont programmables une seule fois par
l’utilisateur (fusibles).
Les EPROM (Erasable Programmable ROM) sont effaçables en plaçant la
mémoire dans une machine spéciale et programmables.
Les EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM) sont effaçables
électriquement et programmables

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Mémoire cache
Processeur Cache Mémoire
centrale
requête requête
mot bloc
Rapide, chère,
faible capacité (SRAM)
Principe : si le mot est dans le cache on y accède rapidement; sinon, on
accède a la mémoire centrale et on range dans le cache un bloc de K mots
autour du mot désiré, car il y a une bonne probabilité que ce mot ou un mot
proche soit utile rapidement après (localité spatiale et localité temporelle).
Un algorithme de remplacement décide quel bloc présent dans le cache est
remplacé par le nouveau bloc : le plus ancien (‘first in first out' ou FIFO), le
plus anciennement utilisé (‘last recently used' ou LRU), le moins
fréquemment utilisé (‘least frequently used ou LFU), un pris au hasard, etc.
(DRAM)