Architecture informatique

Pages: 14 (3360 mots) Publié le: 28 janvier 2013
ARCHITECTURE – TOUT LE COURS

Historique sur les ordinateurs


1 La préhistoire

- Mécanisation du calcul Schichard (1623), Pascal (1642), Leibniz (1673)
- Automatisation du travail Falcon (1728)
- Calcul automatique Baddage (milieu XIXème siècle)
- Logique mathématiques Leibniz, Boole (1854), Shannon (1940), Turing (1940)
- Calcul électronique Zuse, ENIAC (1945)- Apparition du transistor : fondamental dans l’histoire de l’informatique.

2 L’histoire

- Dans les années 60 : Mini-informatique
- Dans les années 70 : apparition de la micro-informatique
- Dans les années 80 : Réseaux et télécommunications

Généralités sur l’architecture d’un ordinateur


1 Architecture

Dans les années 60, Von Neumann publie ce qui doit êtrel’architecture d’un ordinateur. Cette architecture est toujours la même actuellement.







2 Unité centrale

C’est le cerveau de l’ordinateur, son rôle est d’exécuter les instructions qui sont dans les mémoires. L’unité centrale est composée d’une unité de commande, d’une unité arithmétique et logique et des registres.

3 Mémoire

C’est un lieu de stockage des données et des programmescodés par des suites de 0 et de 1. Chaque cellule mémoire est désignée par son adresse. Toutes les cellules ont la même taille (mot) ; exprimé en bits ou octets.
Opérations possibles sur les cellules :
- Lecture du contenu : Adresse => valeur
- écriture d’une valeur dans une adresse

4 Périphériques

Claviers, écrans, souris, lecteurs de codes barres, crayons optiques, modem,imprimantes, disques,…
On les classe en trois catégories :
- Les périphériques d’entrée
- Les périphériques de sortie
- Les périphérique de stockage

Tout ordinateur est conçu à partir de circuits de bases très simples dont le comportement fonctionnel est décrit par l’algèbre binaire (algèbre de Boole).

Codage de l’information

Nous nous plaçons dans le cas de l’architecture de VonNeumann (voir Introduction).

1 Les codages permettent :

- le stockage en mémoire
- la manipulation de données
- la communication avec les périphériques

2 Codage octet

Un octet = 8 bits donc 28=256 valeurs différentes.

1 Codage des nombres en binaire

Le codage des nombres non-signés sur un octet se fait de la valeur 0 à la valeur 255.
Exemple : le contenu suivant : 10 1 0 0 0 1 1
Correspond à 128+32+2+1=163

2 Codage en complément à deux (modulo 256)

Cela permet de coder sur un octet des nombres signés : de –128 à 127
Par exemple : 10100011=163-256=256

3 Codage ASCII

Ce codage s’effectue sur 7 bits. Il sert à coder les caractères. 0 chaque octet correspond un caractère.
Par exemple : 01000101 : caractère ‘E’
01100101 : caractère ‘e’Portes logiques et algèbre de Boole 

Les portes logiques sont des circuits élaborés à partir de composants électroniques primaires : les transistors. Une porte logique est un assemblage de transistors. Certains principes de bases de l’algèbre de Boole permettent l’analyse des circuits logiques.


1 Les portes logiques

Un circuit logique est caractérisé par un comportement binaire, soitdeux états logiques représentés par :

- un signal électrique compris entre 0 et 2 volts (état binaire ZERO)

- un signal électrique compris entre 2 et 5 volts (état binaire UN)

Une porte logique peut réaliser diverses fonctions logiques. C’est le circuit de base qui constitue le fondement matériel des ordinateurs actuels. Un transistor se cache à l’intérieur de tout circuitlogique : il y est utilisé comme interrupteur électronique très rapide. L’encadré ci-dessous explique brièvement ce qu’est un transistor.





2 Tables logiques des portes logiques de bases 


1 Porte logique NON

Son câblage s’effectue avec un transistor (voir encadré ci dessus)

|A |X |
|0 |1 |
|1 |0 |


2 Porte logique NON ET (NAND)

Son câblage s’effectue avec deux...
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