La table de vérité d'une fonction de n variables a 2n lignes - états d'entrée • Algèbre de Boole et les fonctions logiques sont le support théorique des circuits
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9 nov 2009 · Les fonctions logiques L'algèbre de BOOLE Les fonctions OUI, NON, ET, OU Les fonctions NOR, NAND, OU exclusif La logique binaire
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IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Introduction aux circuits
logiques de base 2IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Architecture en couches
Couche des langages d'application
Couche du langage d'assemblage
Couche du système d'exploitation
Couche architecture du jeu d'instructions
(couche ISA)Couche microarchitecture
Couche logique numérique
Niveau 5
Niveau 4
Niveau 3
Niveau 2
Niveau 1
Niveau 0
Traduction (compilateur)
Traduction (assembleur)
Interprétation partielle (système
d'exploitation)Interprétation (microprogramme)
ou exécution directeMatériel
3IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Introduction
•Tout ordinateur est conçu à partir de circuits intégrés qui ont tous une fonction spécialisée (ALU, mémoire, circuit décodant les instructions etc.) •Ces circuits sont fait à partir de circuits logiques dont le but est d'exécuter des opérations sur des variables logiques (binaires) 4IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Introduction
•Les circuits logiques sont élaborés à partir de composants électroniques - transistors •Types de circuits logiques: -Combinatoires -Séquentiels 5IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Circuits combinatoires
•Support théorique - algèbre de Boole •Les fonctions de sortie s'expriment selon des expressions logiques des seules variables d'entrée -Un circuit combinatoire est défini par une ou plusieurs fonctions logiquesEntrées
Circuit Combinatoire
Sorties
6IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Circuits séquentiels ou à mémoire
•Support théorique - FSM (Finite State Machine) •Les fonctions de sortie dépendent non seulement de l'état des variables d'entrée mais également de l'état antérieur de certaines variables de sortie (propriétés de mémorisation)Partie Combinatoire
Mémoires
EntréesSorties
7IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Variables booléennes
•Un système binaire est un système qui ne peut exister que dans deux états autorisés. •Diverses notations peuvent être utilisées pour représenter ces deux états : -numérique : 1 et 0 -logique : vrai et faux -électronique : ON et OFF, haut et bas •Une variable logique est une variable qui peut prendre deux états ou valeurs: vrai (V) ou faux (F) •En faisant correspondre V avec le chiffre binaire 1 et F - 0, ce type de variable devient une variable booléenne ou binaire 8IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Circuits combinatoires
•Le circuit combinatoire est défini lorsque son nombre d'entrées, sont nombre de sorties ainsi que l'état de chaque sortie en fonction des entrées ont été précisés •Ces informations sont fournies grâce à une table de vérité •La table de vérité d'une fonction de n variables a 2 n lignes - états d'entrée •Algèbre de Boole et les fonctions logiques sont le support théorique des circuits combinatoires 9IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Table de vérité
1 0
0 1
0 0
1 1
F 0 (i 0 , i 1 )i 0 i 10 1 1
0 1 0
0 0 1
0 0 0
1 1 1
F 1 (i 1 , i 3 , i 4 )i 1 i 3 i 4 F m (i 9 , i n ). . .F 1 (i 1 , i 3 , i 40 0 0 ... 1
0 0 0 ... 0
1 1 1... 1
F 0 (i 0 , i 1 )i 0 i 1 i 2 . . . i n 10IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Portes logiques
•En électronique les deux états d'une variable booléenne sont associés à deux niveaux de tension : V(0) et V(1) pour les états 0 et 1 respectivement. •On distingue les logiques positive et négative selon que V(1) > V(0) ou V(1) < V(0) •Toute fonction logique peut être réalisée à l'aide d'un nombre de fonctions logiques de base appelées portes •Un circuit se représente par un logigramme 10Bas01Haut
Logique négativeLogique positiveNiveau
11IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Porte OU
•Au moins deux entrées •La sortie d'une fonction OU est dans l'état1 si au moins une de ses entrées est dans
l'état 1 111101
110
000
Y = A + BBA
12IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Porte ET
•Au moins deux entrées •La sortie d'une fonction AND est dans l'état 1 si et seulement si toutes ses entrées sont dans l'état 1 111001 010 000
Y = A • BBA
13IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Inverseur : porte NON
•Une seule entrée et une seule sortie •La sortie d'une fonction NON prend l'état 1 si et seulement si son entrée est dans l'état 0 01 10Y = AA
14IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Porte NON ET
•Est constituée par un inverseur à la sortie d'une porte ET 011 101110
100
Y = A • BBA
15IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Portes NON OU
•Une négation à la sortie d'une porte OU constitue une fonction NON OU (NOR :NOT OR)
011 001 010 100Y = A + BBA
16IFT1215
Introduction aux systèmes informatiques
Porte OU-EXCLUSIF (XOR)
•Au moins deux entrées •La sortie d'une fonction XOR est dans l'état 1 si le nombre de ses entrées à 1 est un nombre impair 011 101110
000