Architectures des ordinateurs
trois notions interviennent dans un système
base B
les digits
poids du digit
2^5 est il un chiffres de poids plus fort ou plus faible que 2^2
plus fort
combiens de digit en base 10
10 digits (de 0 à 9, le premier digit est le 10^0)
combiens de digits en base 2
2 digits (de 0 à 1)
combien de digit en base 8
8 digits (de 0 à 7)
combien de digit en base 16
16 digits (de 0 à F)
octal -> binaire
en decompose l'octal en 3.
hexadecimal -> binaire
en decompose l'hexadecimal en groupe de 4
passer de base 10 à une autre base
division sucessive
convertir 96,625 base 10 en binaire
(96)10 = (1100000)2
(0,626)2 =
0,625*2 = 1,25 -> 1
0,25*2 = 0,5 -> 0
0,5*2 = 1 -> 1
(96,625)10 = (1100000,101)2
pareil pour les autres bases (?)10 -> (?)?
(101,01)2 = base10
1*2^2+0*2^1+1*2^0+0*2^-1+1*2^-2 = (5,25)10
quel est le probleme avec la representation en virgule flotante ?
c'est que l'ordinateur ne reconnait pas les termes de l'ecritures scientifique par ex: 1,1*2^-2 l'ordit ne reconnait pas la virgule le fois la puissance et le moins.
il fait donc utiliser la norme IEEE 754.
dignification de IEEE 754
Indtitute of electrical and electronics engineers. elle fixe les standard et les normes dans ces differentes disciplines.
quel sont les formats de la norme IEEE 754 ?
simple precision
double precision
sp etendue
dp etendue
simple precision (IEEE 754)
la sequence est code sur 32 bits :
1) 1 bit pour le signe
2) 23 bits pour le mantisse
3) 8 bits pour l'exposant
coder ainsi :
1) -> 3) -> 2)
le signe en norme IEEE 754
dans ce contexte en parle de nombre reel est non de nombre signé entier en complement à 2.
l'exposant en norme IEEE 754
contient la valeur de l'exposant 2^e qui donne le deplacement de la virgule, la elle ce deplace de e vers la gauche.
le mantisse en norme IEEE 754
contient la partie fractionnaire du nombre ecrit avec la notation scientifique.
TCM
capacite de la taille memoire : represente le nombre total de bits que la memeoire peut stocker, exprimee en octets ou en nombre de mots memoire.
unite de mesure pour exprimer les cap ites des memoires
1k kilo 2^10 bits
1M mega 2^20 bits
1G giga 2^30 bits
1T tera 2^40 bits
MC
une mc a 4 cases; espace d'adressage = 4 = 2^2 cases ou m=2, une adresse s'ecrit sur 2 bits.
mc
physiquement la memoire centrale est divise en emplacement de taille fixe utilise pour stocker les instructions et data. ces emplacements sont appeler des cases memoires ou cellules memoires. la taille de la case memoire (TCM) est la meme pour toutes les cases de la memoire soit : 8bits, 16bits... par defaut TCM = 1octet = 8bits
chaque case memoire...
a un numero unique qui la regerence, ce numero est appelle adresse de la case memoire centrale (generalement ecrite en hexadecimal)
adresse haute/adresse basse
adresse de fin/adresse de debut
si la MC a N cases memoire
les adresses sont numerote de 0 à N-1. Les adresses sont sequentielles. si N = 4 cases memoires, les adresses barient de 0 à 2^2-1 ou 0-> 3
calcul de la taille de la memoire centrale (tmc)
espace d'adressage = espace d'adressage direct * TCM
UC (processeur) a pour role
d'executer les programmes
L'UC est composé d'une
unite arithmetique et logique (UAL) et d'une unite de controle
UAL realise une
operation elementaire du processeur a chaque top d'horloge. (addition, soustraction...)
l'unite de commande controle
les operations sur la memoire (lecture/ecriture) et les operations a realiser par l'UAL selon l'instruction en cours d'execution.
l'UC pour pouvoir executer les operations sur les donnees et executer des programmes...
l'UC doit disposer d'un espace de travail. cette espace de travail s'appel la memoire centrale.
c'est quoi une memoire
c'est un dispositif capable d'enregistrer une information, de la conserver (memoriser), et de la restituer.
donne 4 exemples de memoire:
memoire centrale, disque dur, disquette, flash disque
la memoire peut etre
dans le processeur (registres)
interne (memoire centrale ou principale)
externe (memoire secondaire)
la capacite d'une memoire
la capacite (taille) d'une memoire est le nombre (quantite) d'informations memoriser dans cette memoire
la capacite d'une memoire peut etre exprimer...
Bit : element de base pour la representation de l'information
octet: 1octet = 8 bits
Volatilite d'une memoire ?
si une memoire perd sont contenu (informations) lorsque la sources d'alimentation est coupee alors la memoire est dite volatile. si au contraire elle conserve sont contenu, alors elle est non volatile (permanente ou stable)
mode d'acces a l'information (memoire):
sur une memoire en peut effectuer l'operation de :
lecture : recuperer/restituer une info a partir de la memoire.
ecriture : enregistrer une nouvelle information, ou la modifier.
ils existent des memoires qui offrent l'ecriture et la lecture de data:
ces memoire s'appelle memoire vives.
ils existent aussi des memoires qui donnent que la possibilite de la lecture :
elles s'appellent memoire morte.
temps d'accès ?
c'est le temps necessaire pour effectuer une operation de lecture ou d'ecriture.
classification des memoires :
memoires a semi conducteur (MC, ROM...) tres rapide mais de taille reduite.
memoire magnetique (disque dur...) moins rapide mais plus d'espace de stockage.
memoire optique (dvd, cdrom...).
la memoire a semi conducteur:
elle peut etre soit vive soit morte:
vive : statique/dynamique/associative
morte: ROM/PROM/EPROM
les memoires mortes:
ROM : le contenu est defini lors de la fabrication.
PROM : sont programmables par l'utilisateur, mais une seule fois en raison du moyen de stockage.
EPROM : sont effacable et programmables par l'utilisateur.
EEPROM : sont effacables et programmables par l'utilisateur. elles sont plus faciles a effacer que les EPROM car elles sont effacable electriqument.
la memoire centrale :
c'est l'oragne proncipal de rangement des informations utilisees par le processeur. dans une machine pour executer un programme il faut le charger (copier) dans la memoire centrale.
caracteristique de la memoire centrale:
creer a base de semi conducteur.
c'est une memoire vive.
RAM (acces aleatoire) c'est a dire que le temps d'acces a l'info est independant de sa place en memoire.
memoire volatile.
la capacite d'une mc est limitee.
pour la communication avec les autres organes de l'ordinateur la memoire centrale utilise les bus.
types de mc:
memoires statiques : sont a base de bascule de tupe D, elles ont un temps d'acces rapide (utiliser pour les memoires cache).
memoires dynamique : a base de condensateurs, possedent un tres grand taux d'integration, mais avec un temps d'acces plus long.
structure physique d'une memoire centrale :
RAM (registre d'adresse memoire) : ce registre stock l'adresse du mot a lire ou a ecrire.
RIM (registre d'information memoire) : stock l'information lu a partir de la memoire ou l'information a ecrire dans la memoire.
decodeur : permet de selectionner un mot memoire.
R/W : commande de lecture/ecriture, cette commande permet de lire ou d'ecrire dans la memoire.
Bus d'adresse de taille k bits.
bus de donnees de taille n bits.
memoire flash:
elles peuvent stocker comme la memoire de masse et elle a aussi les meme fonctionnalite que la RAM. par exemple le SSD est une memoire de masse.
trois types de memoire flash
SLC
MLC
TLC
memoire virtuelle
consiste a utiliser une partie de la memoire de masse pour la transmettre dans la memoire centrale.
disque virtuel
utilise une partie de la memoire centrale pour la transmettre a la memoire de masse.
memoire cache
a pour but de predire a l'avance ce qu'il y aura comme donnees, qui ont deja etait utiliser recemment, et donc faciliter le calcul au processeur.
porte logique
NOT
AND
OR
XOR
NAND
NOR
XNOR