Cours complet, circuits et architecture des ordinateurs

Présentation du cours

• Cours n° 1 : historique et représentation des données
• fabrication d’un processeur
• Cours n° 2 : représentation des données (suite), transistors, portes
• logique de Boole
• table de vérité
• tableaux de Karnaugh
• transistors
• portes logiques (inverseur, nand, nor)
• Cours n° 3 : additionneurs
• circuits élémentaires
• additionneurs
• semi-additionneur
• additionneur complet
• Cours n° 4 : additionneurs (suite)
• additionneur par anticipation de retenue (carry-lookahead adder)
• additionneur récursif
• additionneur hybride
• additionneur par sélection de retenue
• Cours n° 5 : mémoire
• bascule RS
• bascule D
• Cours n° 6 : circuits séquentiels et architecture générale d’un micro-processeur
• principe des circuits séquentiels
• cas d’un automate fini
• modèle de von Neumann
• unité de contrôle
• unité de traitement
• mémoire
• Cours n° 7 : description du LC-3
• registres
• organisation de la mémoire
• jeu d’instructions du processeur LC-3
• chemins de données du LC-3
• Cours n° 8 : programmation en assembleur du LC-3
• longueur d’une chaîne
• mutiplication non signée, signée et logarithmique
• addition 32 bits
• Cours n° 9 : appels de sous-programmes, pile
• sauvegarde des registres
• Cours n° 10 : appels systèmes et interruptions
• entrées/sorties
• appels systèmes
• interruptions
• Cours n° 11 : autres architectures
• processeurs 80×86
• comparaison CISC/RISC
• architecture IA-64
• Cours n° 12 : pipeline
• Cours n° 13 : gestion de la mémoire
• mémoires associatives
• mémoire virtuelle
• mémoires cache

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Big endian Mixed endian Little endian Motorola 68xx, 680×0 IBMHewlett-PackardSPARC Motorola PowerPCSilicon Graphics MIPS IntelDEC VAX 3.1.3  Codage BCD (Binary Coded Decimal) Il s’agit d’une représentation surtout utilisée dans les premiers temps de l’informatique. La représentation BCD d’un entier n est obtenue de la manière suivante. L’entier n est écrit en décimalpuis chaque chiffre décimal entre 0 et 9 est ensuite codé sur 4 bits. Il faut donc (k+1)/2 octets pourcoder un nombre ayant k chiffres décimaux. Le seul intérêt de cette représentation est de faciliterl’affichage en base 10 de l’entier. Certains processeurs possédaient quelques instructions spécifiquespour traiter, en particulier pour l’addition, les entiers codés en BCD. 3.1.4  Entiers signés Il existe plusieurs façons de coder les entiers signés. La représentation avec un bit de signe est la plussimple mais elle a trop d’inconvénients pour être utilisée en pratique. La représentation biaisée estuniquement utilisée pour le codage des exposants des flottants. La représentation en complément à 2est utilisée par tous les ordinateurs car elle facilite de nombreuses opérations. 3.1.4.1  Représentation avec un bit de signe Dans cette représentation, le bit de poids fort indique le signe du nombre avec la convention 0 pour positif et 1 pour négatif. Les bits restants sont utilisés pour coder la valeur absolue du nombre commeun nombre positif. Cette représentation semble la plus naturelle mais elle n’est pas utilisée en pratiquecar elle souffre de nombreux défauts dont le principal est de compliquer les additions et soustractions.En effet, pour additionner deux nombres codés de cette façon, il est nécessaire de faire une addition ouune soustraction suivant que ces deux nombres sont du même signe ou de signes différents. Avec k bits, cette représentation permet de représenter tous les entiers de de l’intervalle -2 k-1+1 ¼ 2 k-1-1. L’entier 0 a alors deux codages.Représentation avec bit de signe sur 3 bits- 8 -Olivier Carton3.1.3  Codage BCD (Binary Coded Decimal)