MPSI, PCSI et la PTSI

Cours d'architecture des ordinateurs

L'informatique, contraction d'information et automatique, est lascience du traitement de l'information. Apparue au milieu du 20ème siècle, ellea connu une évolution extrêmement rapide. A sa motivation initiale qui était defaciliter et 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, le matériel 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.

Qu’entend-t-onpar architecture ?

L'architecture d'un système à microprocesseur représente l’organisation de ses différentes unités et de leurs interconnexions. Le choix d'une architecture est toujours le résultat d'un compromis

  • Entre performances et couts
  • Entre efficacité et facilité de construction
  • Entre performances d'ensemble et facilité de programmation
  • etc. …

Qu’est ce qu’un microprocesseur ?

Un microprocesseur est un circuit intégré complexe. Il résulte de l’intégration sur une puce de fonctions logiques combinatoires (logiques et/ouarithmétique) et séquentielles (registres, compteur, etc.…). Il est capable d'interpréter et d'exécuter les instructions d'un programme. Le concept de microprocesseur a été créé par la Société Intel, qui donna naissance, en 1971,au premier microprocesseur, le 4004, qui était une unité de calcul 4 bits fonctionnant à 108 kHz. Il résultait de l’intégration d’environ 2300 transistors.

Où trouve-t-on des systèmes à microprocesseur ?

Les applications des systèmes à microprocesseurs sont multiples et variées :

  • Ordinateur, PDA
  • Télévision
  • Téléphone portable
  • Distributeur automatique d’argent
  • Robotique
  • Automobile
  • etc.…

Plan : 

I.      Introduction

1.     Définitions

2.     Historique

II.     Généralités

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

2.     Qu’est ce qu’un microprocesseur ?

3.     Où trouve-t-on des systèmes à microprocesseur ?

III.    Modèle de von Neumann

IV.        La mémoire

1.     Organisation des informations

2.     Caractéristiques des mémoires

3.     Hiérarchisation de la mémoire

V.     Les mémoires centrales

1.     La famille des mémoires centrales

2.     La mémoire vive

3.     La mémoire morte

4.     Structure physique d’une mémoire centrale

a.     Comment lire une information ?

b.     Comment écrire une information ?

VI.        Représentation des données dans la mémoire

1.     Données non numérique

a.     Le code ASCII

b.     L’Unicode

c.     UTF-8

2.     Numération et codage

a.     Changements de bases

b.     Opérations arithmétiques

3.     Représentation des nombres entiers

a.     Signe / valeur absolue (S/VA)

b.     Représentation en complément à un (complément restreint)

c.     Complément à 2 (complément à vrai)

d.     Opérations arithmétiques en CA2

e.     La retenue et le débordement

4.     La représentation des nombres réels

a.     Virgule fixe :

b.     Virgule Flottante :

c.     Représentation de l’exposant en complément à deux

d.     Format IEEE 754

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Rédigé par Mostafa Sedoki
Professeur d'Informatique dans les CPGE

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