Quel est le but de l'architecture des ordinateurs ?
Objectif principal : Démystifier l'ordinateur et ses composants.
Analyser les principaux composants d'un ordinateur et leur rôle. – Processeur, mémoire, périphériques….
Décrire l'organisation et le fonctionnement de ces entités.C'est quoi architecture de ordinateur ?
En informatique, architecture désigne la structure générale inhérente à un système informatique, l'organisation des différents éléments du système (logiciels et/ou matériels et/ou humains et/ou informations) et des relations entre les éléments.
Qui a créé l'architecture des ordinateur ?
Cette architecture est appelée ainsi en référence au mathématicien John von Neumann, qui a élaboré en juin 1945 dans le cadre du projet EDVAC la première description d'un ordinateur dont le programme est stocké dans sa mémoire.
- Il existe deux architectures informatiques, qui diffèrent dans la manière d'accéder aux mémoires : L'Architecture de Von Neumann et l'Architecture de Harvard.
La recherche en Archéologie
L'ARCHÉOLOGIE ET SES MÉTIERS
Une archéologie pour quoi faire ?
Manuel pratique d'archéologie
À LA DÉCOUVERTE DE L'ARCHÉOLOGIE
Cours d'archeologie
L'ARCHEOLOGIE EN QUESTIONS
Nature statut et traitements informatisés des données en archéologie
Initiation à l'archéologie
IntroductionArchitecture des ordinateursEx´ecution des programmes en langage machineFabienne Carrier St´ephane DevismesUniversit´e Grenoble Alpes15 janvier 2020Carrier, Devismes (UGA)Architecture des ordinateurs15 janvier 20201IntroductionOrganisationCours (stephane.devismes@univ-grenoble-alpes.fr)http://www-verimag.imag.fr/˜devismes/WWW/enseignements.htmlMercredi 9h30-11h00 (12 s´eances, 1h30)TD et TDE (emeric.malevergne@univ-grenoble-alpes.fr)TD : Lundi 10h15-12h15 (11 s´eances, 21h)TDE : Mardi 10h15-12h15 (11 s´eances, 21h)Note : 0.
2) CC1+0.6 examen+0. 2) CC2CC1=0. 5) Partiel+0.5) Colles (moyenne des 2 Colles)CC2=note de TPVacances hiver :du 24 f´evrier au 28 f´evrierPartiels :9-12 mars Vacances printemps :du 20 avril au 24 avrilExamen :11-26 mai (J ury: 5 juin) Deuxi`eme session :16-24 juin (J ury: 3 juillet) Supports : Slides`a trous+sujets TD/TDECarrier, Devismes (UGA)Architecture des ordinateurs15 janvier 20202IntroductionBut du coursComment les programmes sont ex´ecut´es par un processeur?Physique (ALM, L3)ProcesseurCircuits(s´equentiels et/oucombinatoires)TransistorsLogique (INF451)ProcesseurMachine (circuitint´egr´e) qui traite desinformations num´eriquesRappel :num´erique (digitale) :repr´esentation d"unetension par une valeurenti`ereanalogique : aiguille duvoltm`etreCarrier, Devismes (UGA)Architecture des ordinateurs15 janvier 20203IntroductionBibliographieArchitectures logicielles et mat´erielles, Amblard, Fernandez,Lagnier, Maraninchi, Sicard, Waille, Dunod 2000Architecture des ordinateurs, Cazes, Delacroix, Dunod 2003Computer Organization and Design : The Hardware/SoftwareInterface, Patterson and Hennessy, Dunod 2003.Processeurs ARM, Jorda.
DUNOD 2010.https://im2ag-moodle.e.ujf-grenoble.fr/course/view.php?id=336Carrier, Devismes (UGA)Architecture des ordinateurs15 janvier 20204IntroductionPlan du cours1Codage des informations2Mod`ele de Von Neumann3Langage d"assemblage (ARM) et language machine4Instruction de rupture de s´equence et programmation desstructures de contrˆole5Programmation`a partir des automates reconnaisseurs6Programmation des appels de proc´edure et fonction (3 s´eances)7Introduction`a la structure interne des processeurs8Vie des programmes9Organisation d"un ordinateur10Optimisations11Introduction aux circuitsCarrier, Devismes (UGA)Architecture des ordinateurs15 janvier 20205CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsCodage des informations et repr´esentation desentiers par des vecteurs binairesEx´ecution des programmes en langage machineFabienne Carrier St´ephane DevismesUniversit´e Grenoble Alpes15 janvier 2020Carrier, Devismes (UGA)Codage et repr´esentation des entiers par des vecteurs binaires15 janvier 20201CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsPlan1Codage2Repr´esentation des naturels3Exercices4Repr´esentation des relatifs5Repr´esentation des rationnels6Op´erationsCarrier, Devismes (UGA)Codage et repr´esentation des entiers par des vecteurs binaires15 janvier 20202CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsD´efinitionUn codage est unebijection entre un ensemb led"inf ormationset un ensemb lede naturels.012354abfedcCodageDécodageFIGURE-Exemple de bijectionPourNinformations, on choisit en g´en´eral l"intervalle [0,N1].
Fonctions decodage dans un sens, ded ´ecodagedans l"autre .Carrier, Devismes (UGA)Codage et repr´esentation des entiers par des vecteurs binaires15 janvier 20204CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsExemples (1/3) : Codage des 16 couleurs duCommodore 64 Bb3b2b1b0Bb3b2b1b0Bb3b2b1b000 0 0 0noir50 1 0 1vert101 0 1 0rose10 0 0 1blanc60 1 1 0bleu111 0 1 1gris fonc´e20 0 1 0rouge70 1 1 1jaune121 1 0 0gris moyen30 0 1 1cyan81 0 0 0orange131 1 0 1vert pˆale40 1 0 0violet91 0 0 1brun141 1 1 0bleu pˆale151 1 1 1gris pˆaleCodeC64 (violet) = 4; DecodeC64 (12) = gris moyen.RemarquePas de propri´et´es particuli`eres : ordre, relation avec les couleurs, notion declair/fonc´e, Carrier, Devismes (UGA)Codage et repr´esentation des entiers par des vecteurs binaires15 janvier 20205CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsExemples (2/3) : Codage des 16 couleurs sur lespremiers PC couleursBb3b2b1b0Bb3b2b1b0Bb3b2b1b000 0 0 0noir50 1 0 1violet101 0 1 0vert pˆale10 0 0 1bleu60 1 1 0brun111 0 1 1cobalt20 0 1 0vert70 1 1 1gris121 1 0 0rose30 0 1 1cyan81 0 0 0noir pˆale131 1 0 1mauve40 1 0 0rouge91 0 0 1bleu pˆale141 1 1 0jaune151 1 1 1blancPropri´et´esChaque bit a unsens: En regardant le code en base 2, on voit un bit de rouge(b2), un bit de vert (b1), un bit de bleu (b0) et un bit de clair (b3).
Le codage du violetest fait de bleu et de rouge RemarqueAujourd"hui, codage en niveaux d"intensit´e de rouge, vert et bleu (RVB) sur 8 bits.Carrier, Devismes (UGA)Codage et repr´esentation des entiers par des vecteurs binaires15 janvier 20206CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsExemples (3/3) : Code ASCII (Ensemble des caract`eresaffichables)ASCII=American Standard Code for Information InterchangeOn obtient le tableau ci-dessous par la commande Unixman ascii3233 !34 "35 #36 $37 %38 &39 "40 (41 )42 *43+44 ,45 -46 .47 /48 049 150 251 352 453 554 655 756 857 958 :59 ;60<61=62>63 ?64 @65 A66 B67 C68 D69 E70 F71 G72 H73 I74 J75 K76 L77 M78 N79 O80 P81 Q82 R83 S84 T85 U86 V87 W88 X89 Y90 Z91 [92n93 ]94 ˆ9596 '97 a98 b99 c100 d101 e102 f103 g104 h105 i106 j107 k108 l109 m110 n111 o112 p113 q114 r115 s116 t117 u118 v119 w120 x121 y122 z123f124j125g126 ˜127 delCodeascii (q) = 113; Decodeascii (51) = 3.Carrier, Devismes (UGA)Codage et repr´esentation des entiers par des vecteurs binaires15 janvier 20207CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsEnsemble muni de relations et d"op´erationsCodage quirespectelesrelations et op´erations.Par exemple, dans le code ASCII :respect de l"ordre alphab´etiquepassage de majuscules`a minuscule (code majuscule + 32 =code minuscule)respect de l"ordre des chiffres d´ecimauxCarrier, Devismes (UGA)Codage et repr´esentation des entiers par des vecteurs binaires15 janvier 20208CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsApplication en langage Cprintf("%c","A"+"b"-"a");printf("%c","A"+3);char c;scanf("%c",&c);if(c>="a" && c<="z")printf("%c est une lettre minuscule",c);Carrier, Devismes (UGA)Codage et repr´esentation des entiers par des vecteurs binaires15 janvier 20209CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsUTF-8Codage extensible, compatible avec ASCIIPermet de repr´esenter plus d"un million de caract`eresSource wikip´edia.Orange : #octets suppl´ementaires (unaire); blanc : s´eparateur; vert : bits pour le codage ducaract`ereCarrier, Devismes (UGA)Codage et repr´esentation des entiers par des vecteurs binaires15 janvier 202010CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsCodage d"ensemble structur´e : ex villes olympiques (1/2)E=fAlbertville, Ath`enes, Atlanta, Chamonix, Grenoble, Los Angeles,Melbourne, Mexico, Montr´eal, Paris, P´ekin, Rome, Sydney, TokyogCodage en utilisant une hi´erarchie :niveau 1 : continents!Am´erique, Asie, Europe, Oc´eanie.niveau 2 : pays!en Am´erique, Canada, E.U., Mexique.niveau 3 : r´egions!en France, Ile de France, Rhˆone-Alpes.niveau 4 : villes!en Rhˆone-Alpes, Alberville, Chamonix, Les villes sont alors les feuilles d"un arbre.Codage de chaque continent, pays, r´egion, ville par un entier.
Pour les objetsde mˆeme niveau, on utilise l"ordre alphab´etique.Carrier, Devismes (UGA)Codage et repr´esentation des entiers par des vecteurs binaires15 janvier 202011CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsCode des villes olympiques (2/2)Le code d"une ville est alors un quadruplet.continent pays r´egion villecode quadrupletAm´erique Canada Montr´eal(0, 0, 0, 0)Etats-Unis Californie Los Angeles(0, 1, 0, 0)G´eorgie Atlanta(0, 1, 1, 0)Mexique Mexico(0, 2, 0, 0)Asie Chine P´ekin(1, 0, 0, 0)Japon Tokyo(1, 1, 0, 0)Europe France Ile de France Paris(2, 0, 0, 0)Rhˆone-Alpes Albertville(2, 0, 1, 0)Chamonix(2, 0, 1, 1)Grenoble(2, 0, 1, 2)Grece Athenes(2, 1, 0, 0)Italie Rome(2, 2, 0, 0)Oc´eanie Australie New South Wales Sydney(3, 0, 0, 0)Victoria Melbourne(3, 0, 1, 0)Si ce code vous paraitinvent´e, essayez donc de comprendre le code des unit´esd"enseignement, il y a quelques ressemblances Carrier, Devismes (UGA)Codage et repr´esentation des entiers par des vecteurs binaires15 janvier 202012CodageRepr´esentation des naturelsExercicesRepr´esentation des relatifsRepr´esentation des rationnelsOp´erationsCodage d"ensemble structur´e : autres exemplesCodage d"instructions, de commandes, d"ordres, On peut imaginer de coder par des Nuplets :des ordres, des commandes`a un robot,des instructions d"ordi