Cour d'architecture informatique

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  • Publié le : 18 octobre 2011
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I) La carte « unité centrale » construite autour du processeur :

a) Le processeur ou l’unité centrale (UC)
C’est un composant électronique construit à partir de transistors (actuellement de l’ordre du milliard de transistors). Les transistors forment des circuits logiques, types portes ou bascules et qui permettent, entre autres d’assurer des opérations élémentaires comme :
Les opérationsarithmétiques (ALU)
Les opérations d’adressage vers la mémoire centrale (RAM et ROM)
Les opérations de lectures et écritures dans les registres internes du proc et vers la mémoire, et/ ou vers les circuits périphériques ( VIA le controleur E/S)et gérants les E/S vers les périphériques (claviers, écran, disque externe..)

b) La mémoire principale ou mémoire centrale (MC)
Deux types :RAM :Random access mémory, indispensable pour stocker les programme en cours d’exécution et les données.
ROM : Read Only mémory, indispensable pour le démarrage ( BOOT)
Indispensable au fonctionnement d’un ordinateur, elles contribuent aussi à la qualité, à la vitesse d’exécution des programmes.
Les RAM peuvent être de deux types : SRAM (statique), et DRAM( dynamique).
Les DRAM sont organisés enbits. Chaque bit est accessible par sa colonne et sa ligne de référence. La mémorisation d’un bit est basée sur la charge d’une capacité. La capacité se décharge au cours du temps, ce qui oblige à un rafraichissement complique électroniquement, lentes, mais économiquement intéressant !
Les SRAM qui historiquement constitués la première famille de mémoires, sont utilisées actuellement en mémoirecache, c'est-à-dire pour augmenter la rapidité des échanges entre mémoire et proc.

C) LES BUS :
Eléments de communication entre les unités du proc. Communication en parallèle d’un ensemble de bits.
8 bits , 16 bits, 32 bits, 64 bits, 128 bits…
Les bits circulent en // sur les “fils” du bus.
Plus le bus est large plus la communication est performante.
Les bus de données transportent desdonnées ( entiers, réels, booléens, caractères), ces données sont soit du code hexadécimal représentant le langage du processeur et décrivant un programme, ou une fonction, soit des valeurs des variables nécessaires au programme pour fonctionner.
Les bus d’adresse transportent des adresses, ces adresses « ouvrent la voie » aux données et indiquent au proc. Où stocker les données.
Ex1  : cas d’unbus de données de 8 bits, si on veut faire circuler une données du type réelle codée actuellement sur 4 octets soit 32 bits il faudra faire 4 passage sur notre petit bus. Si au contraire on a un bus de données de 32 bits , un seul passage suffira, soit 4 fois moins de temps.
Ex2 : cas d’un bus de données de 2 bits : sur 2 bits on peut exprimer 2 puissance 2 combinaisons, soit 4 valeurs différents,autrement dit on peut coder 4 adresses différentes :
Ad1
0
0
Ad2
0
1
Ad3
1
0
Ad4
1
1
On pourra donc adresser (directement) 4 mots mémoire !

Soit un bus mémoire de largeur 16 bits, combien peut-on adresser de mots mémoire directement ?
Bus mémoire 128 bits, dans mémoire actuelle :

Caractéristiques d'un bus
Un bus est caractérisé par le volume d'informations transmisessimultanément. Ce volume, exprimé en bits, correspond au nombre de lignes physiques sur lesquelles les données sont envoyées de manière simultanée. Une nappe de 32 fils permet ainsi de transmettre 32 bits en parallèle. On parle ainsi de « largeur » pour désigner le nombre de bits qu'un bus peut transmettre simultanément.
D'autre part, la vitesse du bus est également définie par sa fréquence (expriméeen Hertz), c'est-à-dire le nombre de paquets de données envoyés ou reçus par seconde. On parle de cycle pour désigner chaque envoi ou réception de données.
De cette façon, il est possible de connaître le débit maximal du bus (ou taux de transfert maximal), c'est-à-dire la quantité de données qu'il peut transporter par unité de temps, en multipliant sa largeur par sa fréquence. Un bus d'une...
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