Architecture des ordinateurs

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Informatique Industrielle

Année 2004 - 2005

Architecture des ordinateurs
Note de cours
T.Dumartin

1 GENERALITES
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 INTRODUCTION QU’ENTEND-T-ON PAR ARCHITECTURE ? QU’EST CE QU’UN MICROPROCESSEUR ? RAPPELS OU TROUVE-T-ON DES SYSTEMES A MICROPROCESSEUR ?

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2 ARCHITECTURE DE BASE
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 MODELE DE VON NEUMANN L’UNITE CENTRALE LA MEMOIREPRINCIPALE LES INTERFACES D’ENTREES/SORTIES LES BUS DECODAGE D’ADRESSES

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3 LES MEMOIRES
3.1 ORGANISATION D’UNE MEMOIRE 3.2 CARACTERISTIQUES D’UNE MEMOIRE 3.3 DIFFERENTS TYPES DE MEMOIRE 3.3.1 LES MEMOIRES VIVES (RAM) 3.3.1.1 Les RAM statiques 3.3.1.2 Les RAM dynamiques 3.3.1.3 Conclusions 3.3.2 LES MEMOIRES MORTES (ROM) 3.3.2.1 LA ROM 3.3.2.2 La PROM 3.3.2.3 L’EPROM ouUV-EPROM 3.3.2.4 L’EEPROM 3.3.2.5 La FLASH EPROM 3.4 CRITERES DE CHOIX D’UNE MEMOIRE 3.5 NOTION DE HIERARCHIE MEMOIRE

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4 LE MICROPROCESSEUR
4.1 ARCHITECTURE DE BASE D’UN MICROPROCESSEUR 4.1.1 L’UNITE DE COMMANDE 4.1.2 L’UNITE DE TRAITEMENT 4.1.3 SCHEMA FONCTIONNEL 4.2 CYCLE D’EXECUTION D’UNE INSTRUCTION 4.3 JEU D’INSTRUCTIONS 4.3.1 DEFINITION 4.3.2TYPE D’INSTRUCTIONS 4.3.3 CODAGE 4.3.4 MODE D’ADRESSAGE 4.3.5 TEMPS D’EXECUTION 4.4 LANGAGE DE PROGRAMMATION 4.5 PERFORMANCES D’UN MICROPROCESSEUR 4.6 NOTION D’ARCHITECTURE RISC ET CISC 4.6.1 L’ARCHITECTURE CISC

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4.6.1.1 Pourquoi 4.6.1.2 Comment 4.6.2 L’ARCHITECTURE RISC 4.6.2.1 Pourquoi 4.6.2.2 Comment 4.6.3 COMPARAISON 4.7 AMELIORATIONS DEL’ARCHITECTURE DE BASE 4.7.1 ARCHITECTURE PIPELINE 4.7.1.1 Principe 4.7.1.2 Gain de performance 4.7.1.3 Problèmes 4.7.2 NOTION DE CACHE MEMOIRE 4.7.2.1 Problème posé 4.7.2.2 Principe 4.7.3 ARCHITECTURE SUPERSCALAIRE 4.7.4 ARCHITECTURE PIPELINE ET SUPERSCALAIRE 4.8 PROCESSEURS SPECIAUX 4.8.1 LE MICROCONTROLEUR 4.8.2 LE PROCESSEUR DE SIGNAL 4.9 EXEMPLES 4.9.1 AMD ATHLON : 4.9.2 INTEL PENTIUM III24 24 24 24 24 25 25 25 25 26 27 27 27 28 29 29 30 30 30 30 30 31

5 LES ECHANGES DE DONNEES
5.1 L’INTERFACE D’ENTREE/SORTIE 5.1.1 ROLE 5.1.2 CONSTITUTION 5.2 TECHNIQUES D’ECHANGE DE DONNEES 5.2.1 ECHANGE PROGRAMME 5.2.1.1 Scrutation 5.2.1.2 Interruption 5.2.2 ECHANGE DIRECT AVEC LA MEMOIRE 5.3 TYPES DE LIAISONS 5.3.1 LIAISON PARALLELE 5.3.2 LIAISON SERIE 5.4 NOTION DE RESEAU 5.4.1INTRODUCTION 5.4.2 LE MODELE OSI 5.4.3 CLASSIFICATION DES RESEAUX 5.4.4 TOPOLOGIE DES RESEAUX

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6 UN EXEMPLE - LE PC
6.1 L’UNITE CENTRALE 6.1.1 LA CARTE MERE 6.1.2 LE MICROPROCESSEUR 6.1.3 LA MEMOIRE 6.1.4 LA CARTE VIDEO 6.1.4.1 Le GPU 6.1.4.2 La mémoire vidéo 6.1.4.3 Le RAMDAC 6.1.4.4 Les entrées/sorties vidéo 6.1.5 LES PERIPHERIQUES INTERNES DESTOCKAGE 6.1.5.1 Le disque dur 6.1.5.2 Les disques optiques

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1 Généralités
1.1 Introduction

Chapitre

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L'informatique, contraction d'information et automatique, est la science du traitement de l'information. Apparue au milieu du 20ème siècle, elle a connu une évolution extrêmement rapide. A sa motivation initiale qui était de faciliteret d'accélérer le calcul, se sont ajoutées de nombreuses fonctionnalités, comme l'automatisation, le contrôle et la commande de processus, la communication ou le partage de l'information. Le cours d’architecture des systèmes à microprocesseurs expose les principes de base du traitement programmé de l’information. La mise en œuvre de ces systèmes s’appuie sur deux modes de réalisation distincts, lematériel et le logiciel. Le matériel (hardware) correspond à l’aspect concret du système : unité centrale, mémoire, organes d’entrées-sorties, etc… Le logiciel (software) correspond à un ensemble d’instructions , appelé programme, qui sont contenues dans les différentes mémoires du système et qui définissent les actions effectuées par le matériel.

1.2 Qu’entend-t-on par architecture ?...
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