Télécharger cours informatique en PDF Cours informatique PDF L’architecture des mémoires caches et la gestion de la mémoire virtuelle sont présentés aussi dans ce cours.
Plan de cours
- Introduction
- Un peu d’histoire
- Automates et machines à calcul
- Du programme extérieur au programme enregistré
- Les générations
- La machine ordinateur vue par l’utilisateur
- Le dialogue avec la machine (approche statique)
- Le déroulement d’un programme (approche dynamique)
- Introduction au fonctionnement interne
- Perspectives
- La représentation des informations
- Représentations binaire, octale, hexadécimale
- Conventions de représentation des nombres
- Les nombres entiers
- Les nombres réels
- Exemple de représentation flottante : la norme IEEE-
- Dynamique et précision
- Représentation des caractères
- Représentation sur bits
- Représentations modernes
- Exercices
- La mémoire
- Définitions
- Quelques éléments de technologie
- Le processeur
- Les registres du processeur
- Les éléments de l’unité de traitement
- Les éléments de l’unité de commande
- L’unité de calcul des adresses
- Communication entre modules
- Les instructions
- Codage des instructions
- Modèles de programmation
- Format des instructions
- Les types d’instructions
- Les modes d’adressage
- Du langage d’assemblage aux instructions de base
- L’assembleur
- Les phases d’assemblage
- L’édition de liens
- Quand programmer en langage d’assemblage ?
- Exemple de programmation
- Le processeur
- Le bus de contrˆole
- Exemple de déroulement d’une instruction
- Déroulement de l’instruction
- Diagramme des temps
- Composition du séquenceur
- Méthodes traditionnelles de synthèse
- La micro-programmation
- Les coprocesseurs
- Les entrées-sorties
- Exemple : connexion de terminal série
- Constitution et adressage des unités d’échange
- Constitution des unités d’échange
- Adressage des unités d’échange
- Les mode d’échange
- Le mode d’échange par interrogation
- L’accès direct à la mémoire
- Les interruptions
- Traitement des interruptions
- Principe
- Exemples
- Interruptions logicielles
- Masquage et démasquage des interruptions
- Les priorités ou niveaux d’interruption
- Mécanismes voisins
- Exercices
- La mémoire
- La ressource mémoire
- Les caractéristiques
- La hiérarchie des mémoires
- Principe de localité
- Organisation et gestion d’une hiérarchie
- Définitions et performances
- Taille mémoire et protection
- La segmentation
- Utilisation de registres de segment : un exemple
- Utilisation de descripteurs de segments
- La pagination
- Mémoire associative
- Entrelacement de bancs mémoire et accès en rafale
- C-Access
- S-Access
- Mode d’accès en rafale
- Les protections, exemple du I
- Les caches
- Antémémoire ou mémoire cache
- Principe de fonctionnement et architecture
- Fonctionnement d’une mémoire cache
- Réalisation des caches
- Algorithmes de remplacement
- Principe de la méthode LRU
- Performances et simulation
- La mémoire virtuelle
- Accès à l’information
- Traduction des adresses
- Principes régissant la méthode d’accès
- La taille des pages
- Exécution de programme
- Introduction du cache de traduction
- Exemples de réalisations
- Pagination à deux niveaux
- La segmentation paginée
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Chapitre 1 Introduction A partir de quelques rappels historiques nous allons mettreen ´evidence les´el´ements constitutifs de la machine ordinateur[ 21,24,17]. Cela nous conduira`a d´ecrire une famille de calculateurs que nous d´esignero ns parmachines , oumonoprocesseurs , `aarchitecture classique . Nous examinerons les fonctions as-sur´ees par chacun des modules qui composent ces derni`eres , puis en donneronsune description plus ne dans les chapitres suivants. 1.1 Un peu d’histoire 1.1.1 Automates et machines `a calcul Les premi`eres machines `a calculer [ 11] connues furent con¸cues par WilhelmSchikard (1592-1635) ( ≈1623), Blaise Pascal ( ≈1642) et Gottfried WilhelmLeibnitz (1646-1716) ( ≈1673) : elles eectuent leurs op´erations en base 10 `al’aide d’un m´ecanisme `a roues dent´ees. L’enchaˆnement des calculs est laiss´e`a la charge de l’utilisateur. C’est ce souci d’automatisat ion d’une suite detraitements qui conduira `a la conception des ordinateurs.L’enchaˆnement de tˆaches simples ´etait d´ej`a mis en œuv re pour la r´eali-sation de boˆtes `a musique, orgues de Barbarie, pianos m´e caniques dans lesquelstambours munis d’ergots, syst`emes de cames et bandes perfo r´ees d´eterminaientla m´elodie. Le m´etier `a tisser de Joseph-Marie Jacquard ( 1752-1834) est leplus c´el`ebre de ces automates. Un ensemble de cartes perfo r´ees indique las´equence d’op´erations ´el´ementaires `a ex´ecuter : cha que trou permet le passaged’une aiguille, et le t´etra`edre qui supporte les cartes to urne au rythme dela navette. Introduite dans les ann´ees 1804-1805, son inve ntion fut d´eclar´eed’utilit´e publique en 1806. En 1812 on comptait 11000 m´eti ers `a tisser de cetype en France [ 1]. On en trouve encore en fonction chez des artisans de lar´egion lyonnaise.13
