MIG Informatique A lire absolument
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Architecture et Technologie des Ordinateurs Ecole des Mines de Paris MIG Informatique novembre 2002 Bertrand Blanc ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 1 po ly Références Introduction références plan fausses idées vue générale Hardware Software OS A lir bso a e Paolo Zanella, Yves Ligier t nArchitecture e et technologie des ordinateurs m u l ISBN : 2-10003-801-X Abraham Silberschatz, Peter Galvin, Greg Gagne Principes des systèmes d’exploitation ISBN 4ème édition: 2-87908-078-9 Operating System Concepts ISBN 6ème édition : 0-47141-743-2 2 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Plan Introduction références plan fausses idées vue générale Hardware Software OS utilisateurs Interface (système d’exploitation) Machine (matériel) ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 3 A bas les fausses idées! po A bas les idées simplistes sur l’informatique! ly Introduction références niveaux fausses idées vue générale Hardware Software OS • Un ordinateur n’est pas une marque! • Un ordinateur ne fonctionne pas par magie! Personne n’est à l’intérieur pour faire le travail! On y trouve ce que l’on y met! • L’informatique n’est pas que l’utilisation d’un logiciel! • L’informaticien n’est pas qu’un ouvrier! 4 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Vue générale Introduction références plan fausses idées vue générale Interface utilisateur interpréteur de commandes Hardware Software OS allocation des ressources (planification du travail) gestion des fichiers organisation des I/O gestion de la mémoire noyau (kernel) gestion des processus gestion des allocation interruptions du CPU machine en kit ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 5 Couche Matérielle (hardware) Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement Utilisateur Software OS OS processeur Hardware écran mémoire vive clavier souris disque dur carte mère 6 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] L’ ordinateur: présentation générale Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement marque Intel unité centrale imprimante disque dur connecteur USB processeur carte mère carte réseau Software OS lecteurs de disquette laptop clavier disquette ZIP processeur connecteur nappe IDE ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 7 Que signifie « ordinateur »? Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement po ly [Larousse] Machine automatique de traitement de l’ information, obéissant à des programmes formés par des suites d’ opérations arithmétiques et logiques. Exemple: Si la somme des nombres entiers 3 et 4 fait 7 Alors écrit « oui » à l’ écran Sinon émet un « bip » sur le haut-parleur > oui Software OS 3+4 3+4=7? 8 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Que signifie « ordinateur »? Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement Machine automatique de traitement de l’ information Exemple: Application météorologique Calculer la moyenne des températures sur une collection de mesures réelles. • information (ou données) • calcul automatique • programme Software OS : la collection de mesures : la moyenne (appliquée aux données) : codage du calcul automatique et de la représentation des valeurs dans un langage compréhensible par la machine Comment entrer ces valeurs? • Au clavier ( long, fastidieux, répétitif ) • Avec un fichier sur disquette ( rapide ) 9 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Et « informatique »? Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement Software OS [Larousse] Terme issu de la contraction de information et automatique. L’ informatique est la science du traitement de l’ information. Dans un ordinateur, logiciel et matériel sont liés. Un ordinateur sans logiciel ne sert à rien!! Programme: suite d’ instructions qui vont être exécutées en séquence par l’ ordinateur Logiciel: généralisation de la notion de programme. Système informatique: l’ ensemble ordinateur (hardware) et logiciels (software) 10 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Principaux périphériques d’ un ordinateur Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement Périphériques de sortie Périphériques et supports de stockage Périphériques de communication I N T E R N E T Software OS Périphériques d’ entrée ou d’ acquisition ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 11 Et qu’ y a-t-il à l’ intérieur? La carte mère (motherboard) Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement port série COM port parallèle port USB prise PS2 slot ISA alimentation électrique slot CPU chipset Software OS slots mémoire SDRAM slot PCI pile slot AGP 12 connecteur nappe IDE HD connecteur nappe IDE FD BIOS ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] po ly Et qu’ y a-t-il à l’ intérieur? La carte mère (motherboard) Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement Software OS • la pile: électricité, gestion de l’ énergie • tenir l’ heure à jour • conserver la configuration du matériel connecté • le BIOS: composant électronique • type du matériel connecté • démarrage de l’ ordinateur lorsqu’ on appuie sur le bouton • le chipset: gère les différentes communications des slots de la carte mère • les prises: connecteurs, ports ou slots pour les cartes et les périphériques • différentes caractéristiques (taille, nombre de broches) • différents critères de communication (débit, protocole de communication) • • • • • slot AGP (dédié à la carte graphique), slot PCI, slot ISA slot CPU: le processeur, le cerveau de l’ ordinateur connecteur IDE port série, port parallèle, port USB prise PS2 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 13 Et qu’ y a-t-il à l’ intérieur? Les autres cartes Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement po ly • Carte graphique: sortie TV processeur sortie moniteur connecteur AGP mâle • Carte ethernet (réseau): LEDs Software OS câble coaxial connecteur BNC I/O réseau connecteur ISA mâle câble Unshielded Twisted Pair connecteur RJ 45 14 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Unités de mesure Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement Software OS • unité de représentation de l’ information et des calculs • le bit (binary digit) • l’ octet (byte): 8 bits • le kilo-octet (Ko): 1024 octets • le méga-octet (Mo): 1024 Ko • le giga-octet (Go): 1024 Mo • unité de fréquence • le Herz (Hz) • le giga-Herz (GHz): 1000 Hz • unité de débit • bits par seconde (bps) • octet par seconde (ops ou Bps) ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 15 Unités de mesure Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement Software OS po ly 1 Ku (kilo unité) 1 Mu (méga unité) 1 Gu (giga unité) 1 Tu (tera unité) 1 Pu (peta unité) 1 mu (milli unité) 1 µu (micro unité) 1 nu (nano unité) 1 pu (pico unité) = 210 unités = 220 unités = 230 unités = 240 unités = 250 unités = 10-3 unités = 10-3 unités = 10-9 unités = 10-12 unités bit (b) binary digit byte ou octet (B ou o) bits par seconde (bps) : plus petit élément physique. Il vaut soit 0, soit 1. : 8 bits. ≠ baud (nombre d’ états significatifs = 1.024 unités = 1.048.576 unités = 1.024 Mu = 1.024 Gu = 1.024 Tu = 0,001 unité = 0,000.001 unité = 0,000.000.001 unité d’ un signal transmis par seconde) 16 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Quelques chiffres Introduction Hardware Disque Dur: 20 Go, 40 Go, 80 Go Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement ZIP: 100/250/750Mo JAZZ: 1 Go CD: 600 Mo DVD: 4,7 Go Disquette 3’ ½: 1,4 Mo RAM: 32 Mo, 64 Mo, 256 Mo modem: 56 KBps ADSL: 512 KBps Software OS processeur: 800 MHz, 2 GHz Internet: 10/100 Mbps ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 17 Les médiums de communication: les bus Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement • Collection de fils servant à faire transiter l’ information entre les différentes parties • Différents bus (PCI, ISA, AGP, …) fonctionnant à des vitesses différentes (cadencement des informations) • Les slots, ports ou prises permettent de brancher des cartes ou périphériques sur le bus bus système: 66MHz, 100MHz, 133MHz Software OS bus IDE: 33MBps bus AGP (cartes graphiques) : 500MBps bus PCI: 33MHz sur 32b (soit 132MBps) bus ISA: 8MHz sur 16b (8MBps) 18 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Les bus: ports de communication Introduction Hardware po ly Millions de bits transmis par seconde (Mbps) Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement Ports faible débit (pas besoin de grande vitesse pour un clavier) Ports haut débit Software OS (internet) La vitesse de communication à l’ intérieur d’ un ordinateur devient comparable à la vitesse de communication entre les ordinateurs: on a une machine distribuée sur le réseau ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 19 La mémoire Introduction Hardware • Mémoire morte: ROM (Read-Only-Memory) Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement Software OS démarrage de l’ ordinateur • Mémoire de masse: disque dur, … contient des fichiers qui sont conservés quand la machine est éteinte • Mémoire centrale: RAM (Random-Acces-Memory) contient le programme en cours d’ exécution et ses données la RAM se décline en plusieurs types (SDRAM, EDO, SIMM) • Mémoire cache ou antémémoire: mémoire très rapide de quelques Ko • Mémoire volatile: les registres capacité 20 zone mémoire du CPU à accès très rapide (stockage des calculs intermédiaires) vitesse ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] La mémoire: caractéristiques Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement po ly • Organisation des informations: bit, octet, caractère, mot, enregistrement et fichier • Caractéristiques: adresse, capacité, temps d’ accès, type (RAM, ROM, volatile, …) • Types d’ accès: – séquentiel – direct – semi-séquentiel bande magnétique mémoire centrale, registres accès au cylindre puis accès au secteur Software OS 21 Introduction Hardware Ca Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement o rre f ur v ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] i o rd n Le processeur: CPU (Central Processing Unit) du v en s ou Software OS 22 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Le disque dur (Hard Drive) Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement Software OS tête de lecture/écriture plateaux Dispositif de contrôle boîtier pistes cylindres Secteur plateaux ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 23 Le disque dur: caractéristiques Introduction Hardware Ordinateur définition informatique périphériques les cartes mesures chiffres bus mémoire processeur disque dur Historique Puces et Boole Fonctionnement Software OS po ly • taux de transfert données (MBps) lues ou écrites sur le disque en un temps donné • temps de latence temps entre lequel le disque trouve la piste et où il trouve les données • temps d'accès temps que met la tête pour aller d' une piste à la piste suivante • temps d'accès moyen temps mis entre l’ émission de l’ ordre et la restitution de la donnée • densité radiale nombre de pistes par pouce (tpi: Track per Inch) • densité linéaire nombre de bits par pouce sur une piste donnée (bpi: Bit per Inch) • densité surfacique rapport de la densité linéaire sur la densité radiale 24 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] po ly Bref historique Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Software OS Bibliographie: Georges Ifrah Histoire universelle des chiffres L’ intelligence des hommes racontée par les nombres et les calculs ISBN tome 1: 2-22105-779-1 ISBN tome 2: 2-22107-837-3 25 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Les Hommes et les Chiffres po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Software OS 26 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Les Hommes et les Calculs: Les machines à calculer po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Software OS Babylone base 60 Sumeriens utilisation du 0 base 60 -3000 -300 JC Europe Apparition du 0 Al-Khawarezmi Ecosse Neper log Allemagne Schickard Paris Pascal machine à calculer machine à calculer 820 1614 1623 1642 Premiers travaux sur l’ aide au calcul ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 27 po Les Hommes et les Calculs: ly Les systèmes de commandes automatiques Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Software OS Paris Jacquard programme externe (cartes perforées) 1805 inn n tio ova 28 Londres Babbage machine à différences machine analytique 1830 Londres Boole USA Hollerith Algèbre de Boole calculateur de statistiques 1854 1890 USA Hollerith fondation d’ IBM 1924 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Les Hommes et les Calculs: Naissance de l’ Ordinateur po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Software OS Cryptogtaphie et cryptanalyse Turing casse les codes d’ Enigma MIT Cambridge Bush Turing machines analogiques représentation abstraite (signaux électriques) d’ une machine 1930 MIT Shannon Berlin Zuse Z3 / Z4 théorie de l’ information conception de missiles (Boole + Leibniz) 1936 1938 IBM&Harvard Aiken Mark 1 (système décimal) 1941 1944 Machines binaires: tubes à vide, pièces électromécaniques ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 29 po ly Les Hommes et les Calculs: Naissance de l’ Ordinateur Introduction Hardware lampe Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement transistor circuit intégré Software OS USA Von Neumann EDVAC USA Eckert&Mauchly ENIAC structure des ordinateurs modernes machine électronique ion vat o n in 30 1945 puce Cambridge Wilkes EDSAC premier calculateur électronique 1950 Evolution croissante des ordinateurs: miniaturisation des composants électroniques ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] po ly Systèmes et bases Introduction Hardware base Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Exemple systeme 1 doigts, cailloux, entailles 2 binaire logique symbolique, ordinateurs 5 quinaire aztèques 7 Software OS notes de musique, jours 8 octal ordinateurs 10 décimal adopté par l'Homme 12 notes, monnaie, mesures, mois 16 hexadécimal ordinateurs 20 mayas 24 heures 60 sexagésimal degrés, minutes ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 31 po ly Racines de l’ ordinateur Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Software OS Mécanisation de l’arithmétique Automates Schickard Falcon Pascal Technologie Jacquard Logique Mathématique Leibniz mécanique Leibniz Babbage Boole Shannon Zuse électromécanique Hollerith électronique Turing Von Neumann Wilkes Industrie Informatique 32 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Software OS o inn Architecture classique des ordinateurs: architecture de Von Neumann n o i va t • machine universelle contrôlée par programme • instructions du programme codées en binaire • instructions du programme enregistrées en mémoire • instructions exécutées en séquence • instructions permettant la rupture de séquence: les interruptions bouger la souris, appuyer sur une touche du clavier ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 33 Architecture de Von Neumann: schéma général Introduction Hardware Unité arithmétique et logique (ALU) Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Mémoires Unité de commande BUSses Software OS Entrées Sorties horloge du CPU • BUSses : liaison entre des différents modules • horloge du CPU : cadence du traitement des données • ALU : opérateurs câblés du +, *, … • mémoires : programme chargé en cours d’ exécution, stockage des résultats, … • unité de commande : contrôle l’ exécution du programme • entrées/sorties 34 : contrôleurs de périphériques, cartes, ... ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement po ly Ecrire à l’ écran la somme de deux nombre entrés au clavier Programme: 1. Attendre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Attendre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le résultat à l’ écran Software OS ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 35 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Charger le programme en mémoire centrale (RAM) Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Attendre l’ entrée au clavier d u premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Attendre l’ entrée au clavier d u deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionn er les deu x nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran Unité de commande BUSses Entrées 36 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Exécuter la première instruction: Attendre l’ entrée au clavier du premier nombre Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran Unité de commande BUSses Entrées Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 37 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Le chiffre 3 est entré au clavier Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran Unité de commande BUSses Entrées 3 38 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Le chiffre 3 est stocké en binaire à un emplacement mémoire précis Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 Unité de commande BUSses Entrées Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 39 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Une interruption « clavier » avertit l’ unité de commande qu’ un chiffre est disponible Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 Unité de commande BUSses Entrées 40 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement La seconde instruction est exécutée: Lire le premier nombre Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 Unité de commande BUSses Entrées Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 41 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Le nombre est stocké en mémoire Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 0011 Unité de commande BUSses Entrées 42 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Exécuter la troisième instruction: Attendre l’ entrée au clavier du deuxième nombre Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran Unité de commande BUSses Entrées Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 43 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Le chiffre 5 est entré au clavier Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran Unité de commande BUSses Entrées 5 44 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Le chiffre 5 est stocké en binaire à un emplacement mémoire précis Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0101 Unité de commande BUSses Entrées Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 45 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Une interruption « clavier » avertit l’ unité de commande qu’ un chiffre est disponible Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0101 Unité de commande BUSses Entrées 46 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement La quatrième instruction est exécutée: Lire le deuxième nombre Mémoires Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0101 Unité de commande BUSses Entrées Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 47 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Le nombre est stocké en mémoire Mémoires 0101 Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 0101 Unité de commande BUSses Entrées 48 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement La cinquième instruction est exécutée: Additionner les deux nombres Mémoires 0101 Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 0101 Unité de commande BUSses Entrées Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 49 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Sélectionner l’ addition câblée Mémoires 0101 + Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 0101 Unité de commande BUSses Entrées 50 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Donner la première opérande à l’ additionneur câblé Mémoires 0101 + Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 0101 Unité de commande BUSses Entrées Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 51 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Donner la seconde opérande à l’ additionneur câblé Mémoires 0101 + Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 0101 Unité de commande BUSses Entrées 52 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Stocker le résultat de l’ addition câblée Mémoires 0101 1000 + Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 0101 Unité de commande BUSses Entrées Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 53 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Exécuter la sixième instruction: Afficher le résultat à l’ écran Mémoires 0101 1000 Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 0101 Unité de commande BUSses Entrées 54 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Stocker le résultat dans le zone mémoire de l’ écran Mémoires 0101 1000 Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1000 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 0101 Unité de commande BUSses Entrées Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 55 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Provoquer une interruption disant au controlleur de l’ écran qu’ il doit afficher une donnée Mémoires 0101 1000 Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1000 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 0101 Unité de commande BUSses Entrées 56 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Affichage de chiffre binaire 1000 de manière compréhensible par l’ être humain: le chiffre 8 Mémoires 0101 1000 Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 1000 1. Atten dre l’ entrée au clavier du premier nombre 2. Lire le premier nombre 3. Atten dre l’ entrée au clavier du deuxième nombre 4. Lire le deuxième nombre 5. Additionner les deux nombres 6. Afficher le rés ultat à l’ écran 0011 0101 Unité de commande BUSses Entrées Sorties horloge du CPU 8 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 57 Architecture de Von Neumann: schéma général: exemple po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique chiffres machines systèmes racines von neumann Puces et Boole Fonctionnement Le programme est terminé: la mémoire utilisée par le programme est libérée Mémoires 1000 Unité arithmétique et logique (ALU) Software OS 0101 Unité de commande BUSses Entrées 58 Sorties horloge du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] po ly Puces et algèbre de Boole Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole portes exemple puce mémoire transistor algèbre Fonctionnement Software OS Jean Vuillemin Théorie des technologies de l’ information ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 59 Puces, portes logiques & transistors Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole portes exemple puce mémoire transistor algèbre Fonctionnement puce X Software OS Y S -V X circuit intégré -V Y S transistors 60 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Portes logiques: po ly exemple de l’ additionneur câblé de l’ ALU Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole portes exemple schéma table logique électronique puce mémoire transistor algèbre Fonctionnement Schéma de l’ additionneur câblé 4 bits 1 a0 1 b0 1 a1 0 b1 1 + 0 cout0 1 b2 1 + 0 a3 0 1 cout1 + cout2 + cout3 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 61 Portes logiques: exemple de l’ additionneur câblé de l’ ALU Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole portes exemple schéma table logique électronique puce mémoire transistor algèbre Fonctionnement 0 b3 S2 S3 S1 1 0 0 Additionnons 3 et 5: 3 = a3 a2 a1 a0 = 0011 et 5 = b3 b2 b1 b0 = 0101 La somme est S3S2 S1 S0 = 1000 = 8 S0 0 Software OS 0 a2 po ly Table de vérité ai couti-1 ai bi + couti Si Software OS 1 1 1 1 0 0 0 0 bi 1 1 0 0 1 1 0 0 couti-1 1 0 1 0 1 0 1 0 Si 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 or Equations logiques Si couti couti = ai * bi * couti-1 + ai ⊕ bi ⊕ couti-1 = ai * bi + ai * couti-1 + bi * couti-1 xor and 62 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Portes logiques: exemple de l’ additionneur câblé de l’ ALU Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole portes exemple schéma table logique électronique puce mémoire transistor algèbre Fonctionnement Circuit logique ai bi couti-1 po ly Si couti Software OS Si couti = ai * bi * couti-1 + ai ⊕ bi ⊕ couti-1 = ai * bi + ai * couti-1 + bi * couti-1 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 63 Portes logiques: exemple de l’ additionneur câblé de l’ ALU Introduction Hardware Gnd Vcc Ordinateur Historique Puces et Boole portes exemple schéma table logique électronique puce mémoire transistor algèbre Fonctionnement ai bi couti-1 Circuit électronique problèmes de placement-routage Si couti and xor Software OS or and 64 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Les puces: circuits intégrés Introduction Hardware technologie Ordinateur Historique Puces et Boole portes exemple puce mémoire transistor algèbre Fonctionnement Software OS • • • • • • cylindre de cristal de silicium (20-30 cm de diamètre) découpage en tranches (wafers) de 0,5mm d’ épaisseur implantation d’ une centaine de chips contenant des millions de transistors test des puces découpage en plaquettes insertion dans un boîtier et câblage (circuit intégré) ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 65 La mémoire: bascules (flip-flop) Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole portes exemple puce mémoire transistor algèbre Fonctionnement Information rémanente sur un coup d’ horloge entrée horloge sortie sortie inverse Software OS 66 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] po ly L’ électronique: transistors Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole portes exemple puce mémoire transistor algèbre Fonctionnement Software OS pin • élément de base de l’ électronique • interrupteur commandé En fonctionnement normal, le courant principal passe de l’émetteur au collecteur. Il est commandé par un courant beaucoup plus faible le courant de base. L' intérêt du dispositif est de commander le courant collecteur par un courant de base beaucoup plus faible . • représentation du bit – pas de courant électrique – passage du courant électrique → 0 logique → 1 logique En électronique logique, les transistor sont utilisés en commutant le transistor de l' état bloqué (courant collecteur nul) à l' état saturé (courant collecteur important). ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 67 po ly Algèbre de Boole Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole portes exemple puce mémoire transistor algèbre Fonctionnement Software OS Fonctions logiques de variables logiques (valeurs 0 ou 1) constantes idempotence complémentation commutativité a or 0 = a a or 1 = 1 a or a = a a or ( not a ) = 1 a or b = b or a a and 0 = 0 a and 1 = a a and a = a a and ( not a ) = 0 a and b = b and a distributivité a or ( b and c ) = ( a or b ) and ( a or c ) a and ( b or c ) = (a and b ) or ( a and c ) associativité a or ( b or c ) = ( a or b ) or c a and ( b and c ) = ( a and b ) and c De Morgan not ( a and b ) = ( not a ) or ( not b ) not ( a or b ) = ( not a ) and ( not b ) 68 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Fonctionnement d’ un micro-ordinateur Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA bus de données bus d’ adresses bus de commandes Software OS ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 69 Les bus Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA • Bus de données: il transporte les données • Bus d’ adresses: il dit où aller chercher les données ou où aller les stocker • Bus de commandes: il véhicule des signaux: signaux d’ interruption, signaux d’ horloge, signaux de lecture/écriture,, ... Software OS 70 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture d’ un micro-processeur (CPU) Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS erreurs, division par 0, ... Registre d’ adresse sur le bus d’ adresses horloge mémoire centrale RAM / mémoire cache Registre de données sur le bus de données dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO RI opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction séquenceur de commandes PSW ALU unité de calcul opérandes registres résultat ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 71 Architecture d’ un micro-processeur calcul de 2 + 3 + 4: chargement du programme en mémoire Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS 1. additionner 2 3 horloge mémoire centrale 2. additionner résultat 4 RAM / mémoire cache dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO RI opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction PSW séquenceur de commandes ALU unité de calcul opérandes registres résultat 72 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture d’ un micro-processeur calcul de 2 + 3 + 4: exécution de la première instruction Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS 1. additionner 2 3 mémoire centrale 2. additionner résultat 4 RAM / mémoire cache horloge dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO = 2 RI = 1 opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction séquenceur de commandes PSW ALU unité de calcul opérandes registres résultat ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 73 Architecture d’ un micro-processeur calcul de 2 + 3 + 4: sélection de l’ opération câblée à exécuter Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS 1. additionner 2 3 horloge mémoire centrale 2. additionner résultat 4 RAM / mémoire cache dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO = 2 RI = 1 opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction: + PSW séquenceur de commandes: contrôle + ALU unité de calcul opérandes registres résultat 74 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture d’ un micro-processeur calcul de 2 + 3 + 4: chargement des opérandes dans l’ ALU Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS 1. additionner 2 3 mémoire centrale 2. additionner résultat 4 RAM / mémoire cache horloge dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO = 2 RI = 1 opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction séquenceur de commandes PSW ALU 2 unité de calcul opérandes 3 registres résultat ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 75 Architecture d’ un micro-processeur calcul de 2 + 3 + 4: calcul Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS 1. additionner 2 3 mémoire centrale 2. additionner résultat 4 RAM / mémoire cache horloge dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO = 2 RI = 1 opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction séquenceur de commandes PSW 0 2 unité de calcul 3 5 76 ALU 2 opérandes résultat 3 5 registres ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture d’ un micro-processeur calcul de 2 + 3 + 4: exécution de la seconde instruction Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS 1. additionner 2 3 mémoire centrale 2. additionner résultat 4 RAM / mémoire cache horloge dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO=∅ RI = 2 opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction séquenceur de commandes PSW ALU 2 unité de calcul opérandes 3 5 résultat registres ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 77 Architecture d’ un micro-processeur calcul de 2 + 3 + 4: sélection de l’ opération câblée à exécuter Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS 1. additionner 2 3 horloge mémoire centrale 2. additionner résultat 4 RAM / mémoire cache dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO=∅ RI = 2 opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction: + PSW séquenceur de commandes: contrôle + ALU 2 unité de calcul opérandes résultat 78 3 5 registres ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture d’ un micro-processeur calcul de 2 + 3 + 4: les opérandes sont chargées dans l’ ALU Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS 1. additionner 2 3 mémoire centrale 2. additionner résultat 4 RAM / mémoire cache horloge dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO=∅ RI = 2 opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction séquenceur de commandes PSW ALU 4 unité de calcul opérandes 5 5 registres résultat ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 79 Architecture d’ un micro-processeur calcul de 2 + 3 + 4: calcul Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS 1. additionner 2 3 mémoire centrale 2. additionner résultat 4 RAM / mémoire cache horloge dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO=∅ RI = 2 opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction séquenceur de commandes PSW 0 4 unité de calcul 5 9 80 ALU 4 opérandes 5 9 registres résultat ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Architecture d’ un micro-processeur calcul de 2 + 3 + 4: stockage du résultat Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS 9 horloge 1. additionner 2 3 mémoire centrale 2. additionner résultat 4 RAM / mémoire cache dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO=∅ RI = 2 opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction PSW 9 séquenceur de commandes ALU 4 unité de calcul opérandes 5 9 registres résultat ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 81 Architecture d’ un micro-processeur calcul de 2 + 3 + 4: libération de la mémoire Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS horloge mémoire centrale RAM / mémoire cache dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO RI opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction PSW séquenceur de commandes ALU unité de calcul opérandes registres résultat 82 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] po ly Les registres Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS RI (Registre d’ Instruction): instruction en cours d’ exécution CO (Compteur Ordinal): adresse de la prochaine instruction à exécuter Registres de l’ ALU: • registres arithmétiques (Accumulateur): opérations arithmétiques • registres d’ indices (indeX Register): calcul des adresses par rapport à un indice • registres banalisés: registres généraux (stockage de résultats intermédiaires) • registres d’ état (Program Status Word): état du système (retenue, dépassement de capacité) • registre pointer de pile (Stack Pointer): simulation d’ une pile en mémoire centrale [webopedia] A, special, high-speed storage area within the CPU. All data must be represented in a register before it can be processed. The number of registers that a CPU has and the size of each (number of bits) help determine the power and speed of a CPU. ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 83 Les programmes vus par la machine: l’ assembleur Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS 1. load 2 2. add 3 3. add 4 4. store xxx Opérations élémentaires: briques de bases que l’ on ne peut interrompre • Transfert de données : load, move, store, ... • opérations arithmétiques : add, sub, mul, div, ... • opérations logiques : and, or, not, … • contrôle de séquence : branchements impératifs et conditionnels, … • entrées / sorties : read, write, … • manipulations diverses : conversions de format, incrémentation de registres, … Adressage des opérandes: données • argument(s) passé(s) à l’ opération élémentaire • emplacement mémoire où la donnée est disponible 84 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] po ly Instructions et données Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Adressage des opérandes: load a • direct : le champ contient l’ adresse effective • indirect : le champ contient l’ adresse où se trouve l’ adresse effective • immédiat : le champ contient l’ opérande • implicite : l’ opération indique où se trouve l’ opérande (ACCumulateur) • indexé : contenu du champ + contenu du registre d’ index • basé : contenu du champ + contenu du registre de base • relatif : contenu du champ + contenu du CO Software OS a a a ACC a a index 85 CO ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Exécution de l’ exemple: 2 + 3 + 4 Introduction Hardware a base po ly Instruction: < opération directe > < adresse > Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA 1. Load < adresse contenant 2 > 2. Add < adresse contenant 3 > 3. Add < adresse contenant 4 > 4. Store < adresse du résultat > RI = 1, CO = 2, RegAddr = < adresse contenant 2 >, RegWord = 2, ACC = 2 Software OS RI = 2, CO = 3, RegAddr = < adresse contenant 3 >, RegWord = 3, ACC = 5 RI = 3, CO = 4, RegAddr = < adresse contenant 4 >, RegWord = 4, ACC = 9 RI = 4, RegAddr = < adresse du résultat >, RegWord = 9 86 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Réalisation physique du séquenceur po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 87 Le séquenceur: micro-programme Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA po ly Le séquenceur génère les signaux de commande pour actionner et contrôler les unités participant à l’ exécution d’ une instruction. Le séquenceur est soit câblé, soit micro-programmé. load x Affectation (x = … , x := … ) mnémonique Software OS (assembleur machine) ALU 88 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Evolution: loi de Moore Introduction Hardware Tous les 18 mois, le nombre de transistors intégrés double et les prix sont divisés par deux Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Software OS Problème dû à la barrière technologique: les fils de plus en plus fins sont de plus en plus rapprochés → effet tunnel → les électrons sautent d’ un fil à l’ autre. Solution: changer le silicium contre des supraconducteurs, ou … changer de technologie ... ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 89 Les interruptions matérielles Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions IRQ gestion hiérarchie exemple DMA Software OS po ly Exemple: • signal de synchronisation de l’horloge • appuyer sur une touche du clavier • bouger la souris An interrupt is a hardware signal informing the microprocessor that an event has occurred. The complete list of interrupts and associated interrupt handlers is stored in a table called the interrupt vector table, which resides in the first 1KB of addressable memory. [webopedia] Interrupt ReQuest lines are hardware lines over which devices can send interrupt signals to the microprocessor. 90 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Interrupt ReQuest lines (IRQs) po ly Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions IRQ gestion hiérarchie exemple DMA Software OS Tableau de description de quelques interruptions matérielles ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 91 Système d’ interruptions (hiérarchisées) Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions IRQ gestion hiérarchie exemple DMA Exemple: • signal de synchronisation de l’horloge • appuyer sur une touche du clavier • bouger la souris Tout programme, même un programme de service d’ une interruption, peut être préempté au profit d’ une interruption plus prioritaire. But: • gérer l’ arrivée de plusieurs signaux d’ interruption • préempter un autre signal d’ interruption moins prioritaire Software OS 92 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Gestion d’ interruption matérielle Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions IRQ gestion hiérarchie exemple DMA Software OS Adresse de l’ instruction en cours d’ exécution (RI) Traitement d’ une interruption: • arrêter le programme en cours • sauvegarder l’ état de la machine • exécuter le programme de service de l’ interruption • rétablir l’ état de la machine • reprendre l’ exécution du programme interrompu ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 93 Système d’ interruptions hiérarchisées Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions IRQ gestion hiérarchie exemple DMA po ly Tout programme, même un programme de service d’ une interruption, peut être préempté au profit d’ une interruption plus prioritaire. But: • gérer l’ arrivée de plusieurs signaux d’ interruption • préempter un autre signal d’ interruption moins prioritaire Exemple de hiérarchie: (du plus prioritaire au moins prioritaire) Erreurs matérielles Horloge Requêtes disque Requêtes réseau Terminaux Interruptions logicielles Software OS 94 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Priorité des interruptions: instance d’ exécution Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions IRQ gestion hiérarchie exemple DMA Software OS po ly 0 1 2 3 4 service d’ interruption #4 5 programme interruption niveau 2 temps ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 95 Optimisation d’ accès mémoire: DMA (Direct Memory Acces) Introduction Hardware Ordinateur Historique Puces et Boole Fonctionnement architecture bus processeur registres instructions séquenceur évolution interruptions DMA Mémoire requête contrôleur requête prioritaire bus mémoire (très rapide) CPU contrôle interruptions DMA bus I/O (lent) Software OS I/O 96 I/O I/O contrôleur de périphérique Caractéristiques: • registre d’ adresse • registre de données • dispositif de commande ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Le logiciel (software) Introduction Hardware Software références conception langages compilateur Linus Torvalds inventeur de Linux Richard Stallmann énorme contribution dans le logiciel libre Bill Gates PDG Microsoft Windows OS Utilisateur (user): software Méthodes de conception OS Logiciel Hardware ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 97 po ly Références Introduction Hardware Software Alfred Aho, Jeffrey Ullman Concepts fondamentaux de l’informatique références conception langages compilateur ISBN : 2-10003-127-9 M-C. Gaudel, B. Marre, F. Schlienger, G. Bernot Précis de génie logiciel (140 pages) OS ISBN : 2-22585-189-1 T. Cormen, C. Leiserson, R. Rivest, C. Stein Introduction to algorithms ISBN : 0-26253-196-8 Alfred Aho, Ravi Sethi, Jeffrey Ullman Compilers Principles, Techniques & Tools ISBN : 0-20110-088-6 98 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Conception: génie logiciel Introduction Hardware Software Cycle de vie du logiciel: • analyser et comprendre le problème références conception langages compilateur • spécifier les fonctionnalités (UML) • concevoir les modules, les algorithmes, ... OS • programmer dans un ou des langages • tester et valider: Fiabilité • intégrer • maintenir • DOCUMENTER ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 99 po ly Le cycle en V Introduction Hardware Software références conception langages compilateur Analyse des besoins, faisabilité OS Installation et tests du système Spécifications: informelles, formelles Tests fonctionnels Conception de l’ architecture Intégration et tests d’ intégration Conception détaillée Tests unitaires Programmation 100 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Les langages (1/2) Introduction Hardware Software • langage machine 00011001 références conception langages compilateur • langage assembleur Load x Add y OS • langage de haut niveau if ( x == 5 ) then … else • notions d’ algorithmique ... • notions de variables • notions de fonctions et de procédures • notions de données et de structures de données ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 101 Les langages (2/2) Introduction Hardware Software références conception langages compilateur OS Un langage informatique comprend: • un lexique (collection de mots) • une grammaire (règles permettant de donner un sens aux suites de mots) • un compilateur (traduire le programme en code exécutable) • langages impératifs C, Pascal • langages fonctionnels CAML, scheme • langages objets C++, JAVA • langages de spécification esterel, SPIN • langages de modélisation VHDL, Verilog • programmation logique Prolog • programmation concurrente librairie pthreads • programmation distribuée PVM, MPI 102 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Compilateur & interpréteur Introduction Hardware Software références conception langages compilateur OS C++ interpréteur JAVA (Byte Code JVM) OS ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 103 po ly Exemple: JAVA Introduction Hardware Software code source JAVA références conception langages compilateur compilateur JAVA → Byte Code JVM (Java Virtual Machine) OS code source Byte Code JVM 104 JVM: interpréteur de BC JVM JVM: interpréteur de BC JVM OS OS matériel matériel ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] po ly Compilateur Introduction Hardware Software références conception langages compilateur OS ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 105 Principes des Systèmes d’ exploitation ( Operating System ) Introduction Hardware Software OS Utilisateur définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers OS (software) Hardware Abraham Silberschatz, Peter Galvin, Greg Gagne Operating System Concepts ISBN 4ème édition: 2-87908-078-9 ISBN 6ème édition : 0-47141-743-2 106 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] L’ OS: l’ interface homme/machine Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers po ly [webopedia] The most important program that runs on a computer. Every general-purpose computer must have an operating system to run other programs. Operating systems perform basic tasks, such as recognizing input from the keyboard, sending output to the display screen, keeping track of files and directories on the disk, and controlling peripheral devices such as disk drives and printers. Utilisateur (user): software OS: software Hardware 107 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] OS multi-utilisateurs (multi-user) Introduction Hardware Software OS plusieurs utilisateurs peuvent exécuter leur programme en même temps définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers 108 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] OS multi-processeurs (multiprocessing) Introduction Hardware Software OS peut exécuter un programme sur plusieurs processeurs définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers 109 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] OS multi-tâches (multitasking) Introduction Hardware Software OS plusieurs programmes s’ exécutent en concurrence définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers 110 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] OS multithreading Introduction Hardware Software OS plusieurs morceaux d’ un même programme peuvent s’ exécuter en parallèle définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers 111 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] OS temps-réel (real-time) Introduction Hardware Software OS répond aux entrées instantanément définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers 112 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] po ly Quelques OS Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers 113 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Système d’ exploitation Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers But: • planifier les activités de calcul pour assurer une bonne performance du système • proposer un environnement commode pour le développement et l’ exécution de programmes 114 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] po ly Système d’ exploitation Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers [webopedia] Operating systems provide a software platform on top of which other programs, called application programs, can run. The application programs must be written to run on top of a particular operating system. As a user, you normally interact with the OS through a set of commands. The commands are accepted and executed by a part of the OS called the command processor or command line interpreter. Graphical User Interfaces allow you to enter commands by pointing and clicking at objects that appear on the screen. ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 115 Structure d’ un système d’ exploitation Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers users Interface utilisateur interpréteur de commandes 0 allocation des ressources (planification du travail) 1 gestion des fichiers 3 organisation des I/O 2 4 5 gestion de la mémoire service d’ interruption #4 programme interruption niveau 2 temps noyau (kernel) gestion des gestion des allocation processus interruptions du CPU 116 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Gestion des Processus Introduction Hardware Software OS po ly Interface utilisateur interpréteur de commandes définition classification structure processus définition PCB scheduling thread interruption I/O mémoire fichiers allocation des ressources (planification du travail) gestion des fichiers organisation des I/O gestion de la mémoire noyau (kernel) gestion des gestion des allocation processus interruptions du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 117 Processus Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus définition PCB scheduling thread interruption I/O mémoire fichiers Programme (au sens de l’ OS) en exécution (au sens de l’ OS) Programme (au sens de l’ OS): • code: programme compilé en assembleur • activité courante: compteur et registre d’ instruction CO/RI • contenu des registres du processeur: état de son exécution • données du programme Etat d’ exécution (au sens de l’ OS): créé exit admis terminé interrompu en exécution prêt dispatch du scheduler terminaison d’ un événement ou d’ une E/S 118 en attente d’ un événement ou d’ une E/S en attente ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Processus Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus définition PCB scheduling thread interruption I/O mémoire fichiers 1. additionner 2 3 horloge mémoire centrale 2. additionner résultat 4 RAM / mémoire cache dispositif de sélection d’ adresse I/O RegAddr RegWord CO=∅ RI = 2 opérandes/résultat Unité de Commande décodeur d’ instruction PSW séquenceur de commandes ALU 2 unité de calcul opérandes 3 5 résultat registres ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 119 Bloc de contrôle de processus (PCB) Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus définition PCB scheduling thread interruption I/O mémoire fichiers Chaque processus est représenté dans l’ OS par un PCB contenant les champs: • état du processus (nouveau, en attente, … ) • compteur d’ instructions (CO/RI) • registres de l’ Unité Centrale (ACC, SP, … ) • informations de scheduling de l’ UC (priorité, pointeur sur file d’ attente, … ) • informations sur la gestion mémoire (valeurs des registres) • informations de statistiques sur le programme (numéros du processus, temps, … ) • informations sur l’ état des entrées/sorties (liste des périphériques, fichiers ouverts, … ) 120 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Ordonnancement de processus (scheduling) Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus définition PCB scheduling contexte méthodes thread interruption I/O mémoire fichiers Temps partagé → commutation de l’ UC entre processus But: commuter assez fréquemment pour que les utilisateurs puissent interagir avec chaque programme pendant qu’ il est en cours d’ exécution Critères d’ Optimisation: • utilisation de l’ UC (le plus possible) • capacité de traitement (le plus de processus terminés par unité de temps) • temps de restitution (plus petit temps entre le moment de soumission et la terminaison) • temps d’ attente dans la file des processus prêts (le plus petit possible) • temps de réponse (plus petit temps entre la soumission d’ une requête et l’ arrivé de la réponse) contexte: ensemble des informations (registres et informations sur la mémoire) qui représente l' état d' exécution d' un processus (où est-ce que le processus en est de son exécution) ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 121 Commutation de contexte (switching context) Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus définition PCB scheduling contexte méthodes thread interruption I/O mémoire fichiers • sauvegarde du contexte du processus 1 • restauration du contexte du processus devant s’ exécuter Tranche de temps registres de l’ UC état de la mémoire 122 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Méthodes de scheduling de processus First-In-First-Out: travaux courts pénalisés, non-préemptif Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus définition PCB scheduling contexte méthodes thread interruption I/O mémoire fichiers Round Robin: quantum de temps, Shortest Job First, ordonnancement de la file Round Robin avec gestion de niveaux de priorités HD Round Robin avec swap ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 123 Processus de poids léger (threads) Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus définition PCB scheduling thread interruption I/O mémoire fichiers But: réduire le coût de commutation de contexte entre processus. Les threads sont des processus à mémoire commune Structure: • compteur d’ instruction • ensemble de registres • espace pile Partage: • code • données • ressources • signaux 124 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Gestion des interruptions Introduction Hardware Software OS po ly Interface utilisateur interpréteur de commandes définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers allocation des ressources (planification du travail) gestion des fichiers organisation des I/O gestion de la mémoire noyau (kernel) gestion des gestion des allocation processus interruptions du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 125 Traitement des interruptions Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers Traitement d’ une interruption: • arrêter le programme en cours • sauvegarder l’ état du processus • exécuter le programme de service de l’ interruption • rétablir l’ état du processus • reprendre l’ exécution du programme interrompu 0 1 2 3 4 5 service d’ interruption #4 programme interruption niveau 2 126 temps ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Gestion des entrées/sorties: les pilotes (drivers) Introduction Hardware Software OS Logiciel qui commande le matériel Interface utilisateur interpréteur de commandes définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers allocation des ressources (planification du travail) algorithmes (software) gestion des fichiers driver (software) organisation des I/O device (hardware) gestion de la mémoire noyau (kernel) gestion des gestion des allocation processus interruptions du CPU ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 127 Gestion de la mémoire: la RAM Introduction Hardware Software OS Interface utilisateur interpréteur de commandes définition classification structure processus interruption I/O mémoire MMU pages gestion critères fichiers allocation (user) scheduling allocation des ressources (planification du travail) allocation (kernel) gestion des fichiers pages organisation des I/O gestion de la mémoire 128 driver noyau (kernel) MMU gestion des gestion des allocation processus interruptions du CPU hardware ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] MMU (Memory Management Unit) Introduction Hardware Software OS Les adresses figurant dans les programmes sont des adresses virtuelles non physiques. La correspondance entre adresse virtuelle/adresse physique est faite par le matériel (une MMU assez souvent) à chaque référence à la mémoire. définition classification structure processus interruption I/O mémoire MMU pages gestion critères fichiers ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 129 Pages Introduction Hardware Software OS Morceau de mémoire virtuelle définition classification structure processus interruption I/O mémoire MMU pages gestion critères fichiers 130 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Gestion de pages (swap) Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus interruption I/O mémoire MMU pages gestion critères fichiers But: La mémoire nécessaire au processus pour s’ exécuter est supérieure à la taille effective de la RAM → décharger les pages non-utiles sur le disque dur: swap Le voleur de pages est réveillé quand le nombre de pages libres tombe en dessous d' un seuil B et se suspend lorsque le nombre de cases libres atteint un seuil H. ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 131 Critères de stratégies pour le scheduling de gestion de pages po ly Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus interruption I/O mémoire MMU pages gestion critères fichiers • support matériel (registre ou table de correspondance) • performance (coût de translation) • fragmentation (gaspillage de mémoire) • translation (compression de la mémoire) • swapping (freezer les processus bloqués sur HD) • partage (les données appartiennent à plusieurs processus) • protection (sécurité) (la mémoire est-elle accessible au processus P?) 132 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] po ly Gestion des fichiers Introduction Hardware Software OS Interface utilisateur interpréteur de commandes définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers système partition allocation des ressources (planification du travail) gestion des fichiers organisation des I/O système de fichiers gestion de la mémoire noyau (kernel) driver gestion des gestion des allocation processus interruptions du CPU hardware ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 133 Système de fichiers Introduction Hardware Software OS définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers système partition Structure logique hiérarchique Le système de fichiers d' un système d' exploitation est un ensemble de principes et de règles selon lesquels les fichiers sont organisés, stockés et manipulés. [webopedia] Also referred to as a file system or filesystem. The system that an OS or program uses to organize and keep track of files. 134 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] Partition Introduction Hardware Software OS Où est le fichier /R/F sur la partition A? 1er secteur partition B définition classification structure processus interruption I/O mémoire fichiers système partition 1er secteur partition A ext2 FAT fichier F répertoire / répertoire R [webopedia] To divide memory or mass storage into isolated sections. ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected] 135 Synthèse Introduction références plan fausses idées vue générale Interface utilisateur interpréteur de commandes Hardware Software OS allocation des ressources (planification du travail) gestion des fichiers organisation des I/O gestion de la mémoire noyau (kernel) gestion des processus gestion des allocation interruptions du CPU machine en kit 136 ENSMP - CMA Sophia-Antipolis, France 2002 [email protected]
