Exercices corrigés en architecture des ordinateurs pour étudiants en informatique
Explorez l'architecture des ordinateurs avec ces exercices corrigés, couvrant les unités centrales, la mémoire et les bus de communication.
Informatique- Aperçu des composants de l'architecture des ordinateurs
- Comprendre la fonction du CPU, de la mémoire et des périphériques d'E/S
Exercice 1 (2 points) convertissez les nombres suivants de la forme de départ vers la forme d’arrivée. écrire le résultat sous forme décimale : pas de fraction ni de puissance (p. ex. écrire 0,25 et non pas 1⁄4 ou 2–2). le résultat seul est attendu (pas de détail). nombre à convertir.
- Apprendre les jeux d'instructions et le langage machine
- Explorer la représentation et le stockage des données
- Analyser le rôle des systèmes d'exploitation
- Exercices pratiques en organisation informatique
- Discuter des métriques de performance et des benchmarks
- Comprendre les bases des réseaux informatiques
- Évaluer les technologies émergentes en architecture
- Étudier l'impact de l'architecture sur la performance des systèmes.
Exercice 3 (3 points) donnez quelques instructions qui modifient la valeur de d1 afin de lui donner les valeurs présentent sur le document réponse. pour chaque cas, la valeur initiale de d1 est $76543210. utilisez uniquement les ins-tructions ror, rol ou swap. répondez sur le document réponse.
Architecture des ordinateurs corrigé du td 3 : algèbre de boole. arnaud giersch, benoît meister et frédéric vivien. 1. montrer comment l’opérateur et peut être obtenu à partir des opérateurs ou et non.
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.
Comment télécharger le cours complet d' architecture des ordinateurs ?
Nous serons très heureux si vous nous laissez un « commentaire » dans la section des commentaires. pour télécharger le cours complet d’architecture des ordinateurs, cliquez sur le liens ci-dessous. tourner à la page principale d’informatique pour voir la totalité des modules (cours, résumés, formation, exercices, td, examens, qcm, livres).
1. repr´esenter chacune des fonctions de l’unit´e de contrˆole par une table de karnaugh; 2. simplifier ces fonctions; 3. dessiner les sch´emas des circuits correspondant a chacune des fonctions simplifi´ees, en utilisant le plus petit nombre possible de portes. correction.
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
Quels sont les deux composants d’un ordinateur ?
Les deux principaux constituants d’un ordinateur sont la mémoire principale et le processeur. la mémoire principale (mp en abrégé) permet de stocker de l’information (programmes et données), tandis que le processeur exécute pas à pas les instructions composant les programmes.
Quels sont les cours d’architecture des ordinateurs?
Architecture des ordinateurs cours : architecture des ordinateurs support destiné aux étudiants de l1, l2 en informatique. dr. soraya tighidet enseignante au département d’informatique faculté des sciences exactes université abderrahmane mira de bejaia avant-propos
Quels sont les objectifs de l'architecture des ordinateurs ?
A la base de cette architecture, on de nit les autres composantes logicielles a savoir les systemes d'exploitation, les langages de programmation, les compilateurs, et ainsi de suite. les objectifs de l'architecture des ordinateurs sont multiples.
Quels sont les éléments de l'ordinateur ?
Un élément permettant d’exécuter les instructions d’un programme : c’est le processeur (cpu). des éléments permettant de stocker les données : ce sont les mémoires de l’ordinateur. le processeur (cpu, pour central processing unit) est le cerveau de l'ordinateur. il permet de manipuler, des données et des instructions codées sous forme 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.
Ce polycopie de cours d’architecture des ordinateurs est destinée aux étudiants d’informatique en lience1 et licence2. dans ce manuscrit, il est abordé :
Les périphériques de l’ordinateur. un périphérique est un matériel électronique pouvant être raccordé à un ordinateur par l'intermédiaire de l'une de ses interfaces d'entrée-sortie (hdmi, usb, ...), le plus souvent par l'intermédiaire d'un connecteur.
Pourquoi un ordinateur ne peut pas traiter l’information non numérique?
Un ordinateur ne serait pas d’une bien grande utilité s’il était incapable de traiter l’information non numérique. on veut dire par-là qu’un ordinateur doit reconnaitre des codes qui correspondent à des nombre, des lettres, des signes de ponctuation et des caractères spéciaux.
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)).
Quels sont les éléments de l’ordinateur ?
Des éléments permettant la communication entre l’ordinateur et l’être humain : ce sont les périphériques. un élément permettant d’exécuter les instructions d’un programme : c’est le processeur (cpu). des éléments permettant de stocker les données : ce sont les mémoires de l’ordinateur.
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).
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.
Ce polycopie de cours d’architecture des ordinateurs est destinée aux étudiants d’informatique en lience1 et licence2. dans ce manuscrit, il est abordé :
Les périphériques de l’ordinateur. un périphérique est un matériel électronique pouvant être raccordé à un ordinateur par l'intermédiaire de l'une de ses interfaces d'entrée-sortie (hdmi, usb, ...), le plus souvent par l'intermédiaire d'un connecteur.
Architecture générale, histoire et évolution de l’informatique. codage des infos (nombres et caractères), opér. arithmétiques. structure d’un ordinateur (composants...) installation et configuration d’un poste de travail. installation de linux sur un pc ; d’une machine virtuelle.
La puissance d'un ordinateur ne dépend clairement pas que de sa fréquence ! . intérêt d'étudier l'architecture des ordinateurs pour comprendre : . où les gains se sont opérés. . ce qu'on peut attendre dans le futur proche. plus on a de transistors par unité de surface, plus on a d'énergie à évacuer.
Département informatique cours architecture des ordinateurs 1/2 année 2006/2007 5 introduction les différentes «vues» d’un ordinateur –vue services –vue matérielle –vue fonctionnelle m.-a. peraldi-frati- iut de nice dép. informatique 6 services rendus par un ordinateur rangement des données traitement des données echange des ...
Il existe deux architectures informatiques qui diffèrent dans la manière d'accéder aux mémoires : l'architecture de von neumann et l'architecture de harvard
L'objectif est de faire comprendre les mécanismes internes de l'ordinateur et leurs implications sur l'environnement informatique aux étudiants de licence et
(→ supports de cours tds exemples de qcm corrigés ) l'objectif de ce cours est de faire connaître à ses étudiants - les composants et principes majeurs
Quel PC pour un étudiant en architecture ?
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.
C'est quoi l'architecture des ordinateurs ?
L'architecture dite architecture de von neumann est un modèle pour un ordinateur qui utilise une structure de stockage unique pour conserver à la fois les instructions et les données demandées ou produites par le calcul.
de telles machines sont aussi connues sous le nom d'ordinateur à programme enregistré.
Quel type d'architecture utilisent de nos jours les ordinateurs ?
Architecture a deux définitions : dans un contexte informatique, logiciel ou réseau, l'architecture désigne la conception d'un système informatique et la manière dont il établit des relations avec ses composants.
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.
A + b = ab
Ces proprietes sont deduites directement des axiomes (sans utiliser le modele particulier, i.e., la de nition des operateurs, que nous venons de voir).
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
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"
3.2 circuits combinatoire
Un circuit combinatoire : est de ni par un ensemble de portes reliees les unes aux autres
Abc + abc + abc + abc
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
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
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
R = ab
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
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
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
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
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.
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
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
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
6.2.2 modes de synchronisation
Il y a deux facons de synchroniser une bascule sur une horloge.
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).
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.
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)
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 :
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)
6.5 les registres
Puisque les bascules permettent la memorisation de bits, elles sont le composant principal des registres.
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
N est le nombre de bits transferes par cycle
Le temps de cycle est le temps minimum separant la realisation de deux operations successives.
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"
7.1.4 methodes d acces
L'ensemble des composants requis pour l'execution d'une instruction : PC, UAL, banc de registres, memoire, ... le signal RegWrite contr^ole l'ecriture dans le banc de registres ALUoperation decrit le type de calcul realise le signal Zero est emis si le calcul vau