architecture de l'ordinateur cours et exercices pdf
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Cours d’Architecture des ordinateurs
Dans les ordinateurs tous le nombres sont representes par des nombres binaires d'une taille xee Les entiers positifs sont representes par le codage \\\\binaire pur non-signe\" decoulant directement de la numeration en binaire vue precedement |
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Cours “Architecture et Système”
Laurent Poinsot UMR 7030 - Université Paris 13 - Institut Galilée Cours “Architecture et Système” Dans cette partie nous décrivons rapidement l’architecture de base d’un ordinateur et les principes de son fonctionnement Un ordinateur est une machine de traitement de l’information |
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Module 1: Introduction a l’architecture des ordinateurs
Module 1: Introduction a l’architecture des ordinateurs 1 Introduction Le cours d’architecture des ordinateurs expose les principes de fonctionnement des ordinateurs Il s’agit donc de comprendre a bas niveau l’organisation des ordinateurs Nous nous appuierons sur l’ etude d etaill ee de l’architecture du PC dont nous |
Quelle est l'architecture des ordinateurs ?
(Source Wikipedia). En Janvier 2018, les architectures des ordinateurs ont beaucoup evolue. A titre d'exemple, le processeur Qualcomm 2400 concu par la compagnie Qualcomm Datacenter Technologies Inc possede 48 cores, 128 Gb de memoire, et 2.6 GHz (Voir gure 8(a)).
Qu'est-ce que l'architecture de base d'un ordinateur ?
Cours “Architecture et Système” Dans cette partie, nous décrivons rapidement l’architecture de base d’un ordinateur et les principes de son fonctionnement. Un ordinateur est une machine de traitement de l’information.
Quelle est l'histoire des ordinateurs ?
Dans cette section, nous allons presenter l'histoire des ordinateurs et leurs etapes de conceptions dans le temps1. En 1840: Ada Augusta invente et ecrit les premieres iterations successives (algorithme; premiers programmes informatiques non executes). En 1854: Georges Boole publie l'algebre booleenne (calcul sur les valeurs booleennes: vrai/faux).
Quels sont les constituants d’un ordinateur ?
Comme on l’a vu dans la première partie, toute information est manipulée sous forme binaire (ou numérique) par l’ordinateur. Liaisons Processeur-Mémoire : les bus. Les deux principaux constituants d’un ordinateur sont la mémoire principale et le processeur ou CPU (Central Processing Unit).
1.2.2 Representation des nombres entiers en binaires
Dans les ordinateurs, tous le nombres sont representes par des nombres binaires d'une taille xee. Les entiers positifs sont representes par le codage \\binaire pur non-signe" decoulant directement de la numeration en binaire vue precedement. pageperso.lis-lab.fr
a + b = a:b
Ces proprietes sont deduites directement des axiomes (sans utiliser le modele particulier, i.e., la de nition des operateurs, que nous venons de voir). pageperso.lis-lab.fr
2.2.3 Simpli cations de fonctions booleennes : tables de Karnaugh
Nous allons voir que les fonctions booleennes sont en fait implantees a l'aide de portes logiques constituees de transistors. A n d'economiser de l'espace, de l'energie et de l'argent, on souhaite utiliser le moins de transistors possibles. On va donc essayer de trouver pour les fonctions booleennes une representation la plus petite possible (en te
Circuits combinatoires
Un circuit combinatoire est un circuit physique elabore a partir de composants electroniques. Il comporte des entrees et des sorties. Les entrees et sorties sont des valeurs booleennes et chaque sortie est valeur d'une fonction booleenne fonction des entrees. Les circuits combinatoires sont construits a partir de \\portes logiques" pageperso.lis-lab.fr
3.2 Circuits combinatoire
Un circuit combinatoire : est de ni par un ensemble de portes reliees les unes aux autres. les sorties des portes sont reliees aux entrees d'autres portes (de nissant une orientation des connexions) en suivant l'orientation des connections, il est impossible que partant de la sortie d'une porte, on revienne a l'une des ses entrees (graphe acyclique
A:B:C + A:B:C + A:B:C + A:B:C
Les sorties des portes sont connectees aux entrees d'autres portes par des ls. Les ls se croisent sans contact sauf s'ils sont explicitement connectes par un . Ce circuit implemente precisement la fonction booleenne donnee au dessous. On note cependant qu'on utilise des portes OU et ET a plus de deux entrees. Cela est possible car ces operations ET
A B + B C + C A
Le circuit correspondant est le suivant : A B C M Chronogramme du circuit \\Majorite" : Un chronogramme est une representation visuelle des valeurs des entrees et sorties au cours du temps. On modi e les entrees, ce qui modi e egalement les sorties. On a le plus a gauche, les valeurs des entrees a t = 0 et les t croissent le long de l'axe des abscis
3.2.2.1 Le demi-additionneur
Un demi-additioneur est un circuit qui prend en entree deux bits (a et b) et qui produit la somme (addition) de ces deux nombres s et la retenue eventuelle r. entrees : a et b sorties : s la somme et r la retenue s r s = a b pageperso.lis-lab.fr
r = a:b
est l'operateur de ou-exclusif (XOR) On parle de demi-additioneur (additioneur 1 bit) : ce circuit ne peut pas ^etre etendu en un additioneur n bits. Voici le circuit correspondant au demi-additionneur : s r Il est realise avec une porte XOR. Vous pouvez, comme exercice, essayer de realiser un circuit pour le demi-additioneur en n'utilisant que des
3.2.2.2 L'additionneur
Un additioneur est un circuit qui prend en entree trois bits a,b (les chi res a additionner) et rin une retenue d'entree (qui peut provenir par exemple de l'addition d'autres chi res) et qui produit la somme (addition) de ces trois nombres s et la retenue eventuelle rout. entrees : a, b sorties : et rin la retenue d'entree la somme et rout la reten
3.3 Unite arithmetique et logique
L'unite arithmetique est logique (UAL ou ALU) est le composant d'un ordinateur charge d'ef-fectuer les calcul. Les ALU les plus simples travaillent sur des nombres entiers, et peuvent e ectuer les operations communes : Les operations arithmetiques : addition, soustraction, changement de signe etc., les operations logiques : complements a un, a deux
4.3 Inconvenients des tables de Karnaugh
L'inconvenient majeur des tables de Karnaugh est que l'on rate certaines simpli cations lorsque le circuit aurait pu se construire plus facilement avec des portes non-et ou des portes ou-X, cela ne se voit pas directement avec les tables. Il est donc important de bien conna^tre les regles de simpli cation comme les lois de Morgan par exemple, et le
Logique electronique, CMOS
Cette section a un double but : expliquer les circuits au niveau des transistors, elements de base de la realisation electronique contemporaine des circuits ; puis, introduire un element essentiel de circuits complexes, les bu ers Tri-State , qui s'exprime avec des reseaux de transistors, mais pas avec des portes logiques. pageperso.lis-lab.fr
Circuits sequentiels
Les circuits sequentiels sont des circuits dont les sorties dependent des entrees mais egalement des valeurs anterieures des sorties. Le temps est donc un parametre des circuits sequentiels. Ils permettent de stocker une information au cours du temps et sont donc l'element principal des memoires. La majorite des circuits sequentiels sont realises a
6.1.4 Bascule D
Une bonne facon de resoudre l'ambiguite propre a la bascule RS consiste a faire en sorte que l'etat inde ni ne soit jamais presente a l'entree de la bascule. C'est l'idee de la bascule D qui ne dispose que d'une seule entree : Voici une realisation d'une bascule D : On a S = D et R = D, ainsi les valeurs de S et R sont toujours complementaires. Son
6.2 Bascules synchrones
Le circuit precedent est dit asynchrone : les sorties evoluent des que les entrees changent. Il n'y a pas de contr^ole sur les instants ou entrees et sorties changent. Ceci est bien s^ur problematique si les di erentes valeurs d'entree ne sont pas toutes disponibles en m^eme temps. On opere alors a une synchronisation qui s'e ectue a l'aide d'un si
6.2.2 Modes de synchronisation
Il y a deux facons de synchroniser une bascule sur une horloge. pageperso.lis-lab.fr
6.2.2.2 Bascules declenchees sur front d'horloge :
Pour certaines bascules, ce n'est pas la position haute (ou basse) de l'horloge (niveau d'hor-loge) qui les active mais le passage du niveau bas au niveau haut du signal d'horloge (ou inversement). pageperso.lis-lab.fr
6.3.1 Bascule RS synchrone
Voici la representation symbolique des bascule RS declenchees sur niveau d'horloge R Q R Q CK CK S RS Q S Q RS La bascule de gauche se declenche sur le niveau haut de l'horloge tandis que celle de droite se declenche sur le niveau bas. pageperso.lis-lab.fr
CK
D Q D Q Voici les representation des Bascules D a declenchement sur front d'horloge. La bascule de gauche se declenche sur front montant (FM) et celle de droite sur front descendant. (FD). D Q D Q CK D CK D Pour la bascule a declenchement sur front montant : En fait, pour les bascules a declenchement sur front d'horloge, on ne met jamais l'horloge
6.3.3 Bascule JK
Voici la representation symbolique de la bascule JK a declenchement sur niveau d'horloge : J J CK CK K JK K JK La bascule de gauche se declenche sur front montant et celle de droite sur front descendant. L'equation de la bascule est la suivante : Q0 = JQ + KQ. Voici la table de verite : pageperso.lis-lab.fr
6.4 Forcage des bascules
Sur les bascules (synchrones), il existe generalement une ou deux entrees supplementaires PRESET, CLEAR qui independamment de l'horloge PRESET : force la sortie a 1 CLEAR : force la sortie a 0. Ceci est utilise notamment pour l'initialisation de la bascule lors de sa mise sous tension (ga-rantie d'un etat initialement stable). Elles agissent sur l'
6.5 Les registres
Puisque les bascules permettent la memorisation de bits, elles sont le composant principal des registres. pageperso.lis-lab.fr
7.1.1 Performances d'une memoire
Voici quelques unes des grandeurs caracterisant les memoires. Le temps d'acces est ce qui mesure la latence entre l'ordre donne a la memoire (ecriture/lecture) et l'execution e ective de cette ordre. temps d'acces : temps qui separe une demande de lecture/ecriture et sa realisation ta temps de cycle : temps minimum entre deux acces a la memoire tc
n est le nombre de bits transferes par cycle
Le temps de cycle est le temps minimum separant la realisation de deux operations successives. pageperso.lis-lab.fr
7.1.2 Types de memoires
Pour des raisons technologiques (l'augmentation de la taille d'une memoire s'accompagne tou-jours de l'augmentation du temps d'acces) et des raisons economiques (plus vite = plus cher), on utilise di erents types de memoires. La vitesse d'une memoire (temps d'acces et debit) est inversement proportionnel a sa taille \\usuelle". On a le schema suivan
7.1.3 Localisations
l'ensemble des composants requis pour l'execution d'une instruction : PC, UAL, banc de registres, memoire,
03-Cours Architecture des ordinateurs-Partie 1
03-Cours Architecture des ordinateurs-Partie 2
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Recueil d'exercices corrigés en INFORMATIQUE I. (Architecture de l'ordinateur logiciels de bureautique et Internet et technologie web). L. Ghalouci |
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3. Circuits logiques séquentiels. 34. Problèmes et exercices. 40. 3. Ordinateur et processeur. 51. 1. Architecture de von Neumann. 52. 2. Les instructions. |
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Architecture et technologie des ordinateurs. Cours et exercices corrigés. Paolo Zanella. Yves Ligier. Emmanuel Lazard. 5e édition |
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Sommaire du cours 1 : Architecture de Von Neumannn (UCT/CPU bus |
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Dessin darchitecture en mode assisté
Lieu du cours. Tournai. Préalables : Connaissance du fonctionnement d'un ordinateur et gestion des fichiers. Acquis d'apprentissage. |
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Le Dessin Assisté par Ordinateur (DAO) dans la formation des
en profondeur l'ensemble du cours de DAO. Dorénavant moins d'heures de cours magistraux lui seront attribuées et les séances d'exercices n'existeront plus |
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Histoire de lordinateur
Au cours de la Préhistoire il ne savait calculer qu'à l'aide de cailloux (latin : calculi) ou de ses mains |
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Dans les ordinateurs tous le nombres sont représentés par des nombres binaires d'une taille Vous pouvez |
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Extrait de cours NSI Première
Cours rédigé par M. Benjamin MIRAGLIO Architecture matérielle : Transistors et circuits intégrés ... Les corrigés des exercices non à soumettre. |
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1 Contenu Sommaire du cours 1 : Architecture de Von Neumannn (UCT/CPU bus mémoires ) 4 1 Composants d'un ordinateur (architecture de Von |
Quel est l'architecture de l'ordinateur ?
Il est structuré autour de trois circuits principaux : les entrées/sorties, qui permettent à l'ordinateur de communiquer avec l'extérieur ; une mémoire qui mémorise les données à manipuler ; un processeur, qui manipule l'information et donne un résultat.Quelles sont les trois couches qui constituent l'architecture de l'ordinateur ?
L'architecture logique du système est divisée en trois niveaux ou couches :
couche de présentation ;couche de traitement ;couche d'accès aux données.Quels sont les trois éléments constituant l'architecture de base d'un ordinateur de type von Neumann ?
Il en existe 3 : le bus d'adresse, le bus de données et le bus de commande. Ils permettent la communication entre les autres composants de l'architecture de Von Neumann.- A- Première Génération (De 1945 à 1956) : B- Seconde Génération (De 1956 à 1963) : D- Quatrième Génération (De 1971 à nos jours) : C- Troisième Génération (De 1964 à 1971) : E- Cinquième Génération : 1- La naissance de l'ordinateur : L'origine était le boulier.
| Recueil d'exercices corrigés en INFORMATIQUE I |
| Cours “Architecture et Système” |
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| Chapitre 8 : L’architecture de base des ordinateurs |
| Cours 3 : L'ordinateur |
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Qu'est-ce que l'architecture de base d'un ordinateur?
- Dans cette partie, nous décrivons rapidement l’architecture de base d’un ordinateur et les principes de son fonctionnement.
. Un ordinateur est une machine de traitement de l’information.
. Il est capable d’acquérir de l’information, de la stocker, de la transformer en effectuant des traitements quelconques, puis de la restituer sous une autre forme.
Qu'est-ce que l'unité arithmétique et logique d'un microprocesseur?
- L’unité arithmétique et logique (UAL) Cette unité est l'élément de base d'un microprocesseur, elle effectue les opérations de base suivantes : Arithmétiques : + , - , * , / , etc. ; Logiques : ET, OU, NON etc.; De comparaison : = , ?, ?, etc.
. L’unité de contrôle (commande)
Quels sont les deux principaux constituants d’un ordinateur?
- Les deux principaux constituants d’un ordinateur sont lamémoire principaleet leprocesseurouCPU(Central Processing Unit).
. La mémoire principale permet de stocker de l’information (programmes et données), tandis que le processeur exécute pas à pas les instructions composant les programmes.
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Fiche 1 Nombres de l'informatique Exercice 1 Une entreprise désire réaliser la sauvegarde de ses données sur un site distant Le volume de données à |
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comprendre l'aspect physique d'un ordinateur selon l'architecture de 1 Contenu Sommaire du cours 1 : Architecture de Von Neumannn (UCT/CPU, bus, mémoires, ) 4 E Lazard, 'Architecture de l'ordinateur - Synthèse de cours et exercices corrigés' http://dept-info labri fr/ENSEIGNEMENT/archi/cours/archi pdf |
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