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Questions and Answers
Quel est le nom du premier rapport décrivant ce que devrait être un ordinateur à programme enregistré?
Quel est le nom du premier rapport décrivant ce que devrait être un ordinateur à programme enregistré?
EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)
Quel est le nom du premier langage de programmation universel?
Quel est le nom du premier langage de programmation universel?
FORTRAN (FORmula TRANslator)
Qu'est-ce que la loi de Moore ?
Qu'est-ce que la loi de Moore ?
Elle stipule que la complexité des circuits intégrés doublera tous les ans.
Quel est le premier processeur à 4 bits?
Quel est le premier processeur à 4 bits?
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L'ENIAC était un ordinateur composé de tubes à vide.
L'ENIAC était un ordinateur composé de tubes à vide.
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Parmi les options suivantes, lesquelles sont des types de mémoire? (Choisissez toutes les réponses possibles)
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Quelle est la différence principale entre la mémoire morte et la mémoire vive ?
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Nommez trois types de mémoire cache.
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Qu'est-ce qu'un bus en informatique ?
Qu'est-ce qu'un bus en informatique ?
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Comment est représentée l'information dans un système informatique ?
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Les ordinateurs utilisent la base 10 pour représenter les nombres.
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Qu'est-ce que le complément à deux ?
Qu'est-ce que le complément à deux ?
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Que signifie le terme "CISC" ?
Que signifie le terme "CISC" ?
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Expliquez la différence entre "big endian" et "little endian".
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Que signifie "register" en français ?
Que signifie "register" en français ?
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Quel est le rôle de l'unité de contrôle d'un processeur ?
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Quelle est la différence entre un microprocesseur et un microcontrôleur ?
Quelle est la différence entre un microprocesseur et un microcontrôleur ?
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Expliquez les différents modes d'adressage utilisés par le processeur Motorola 68000.
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Que représente le registre SP (Stack Pointer) dans le processeur Motorola 68000 ?
Que représente le registre SP (Stack Pointer) dans le processeur Motorola 68000 ?
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Le processeur Motorola 68000 utilise un système de pile LIFO (Last In First Out).
Le processeur Motorola 68000 utilise un système de pile LIFO (Last In First Out).
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Quelles sont les caractéristiques du processeur Motorola 68000 ?
Quelles sont les caractéristiques du processeur Motorola 68000 ?
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Quel est le nom du registre d'état dans le processeur Motorola 68000 ?
Quel est le nom du registre d'état dans le processeur Motorola 68000 ?
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Que fait l'octet superviseur du registre SR du processeur Motorola 68000 ?
Que fait l'octet superviseur du registre SR du processeur Motorola 68000 ?
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Que signifie l'acronyme "CCR" ?
Que signifie l'acronyme "CCR" ?
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Parmi les options suivantes, lesquelles sont des types de modes d'adressage ?
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Qu'est-ce que l'adressage immédiat ?
Qu'est-ce que l'adressage immédiat ?
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Quel est le principe de l'adressage direct ?
Quel est le principe de l'adressage direct ?
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Expliquez le concept d'adressage indirect.
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Qu'est-ce que l'adressage absolu ?
Qu'est-ce que l'adressage absolu ?
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Décrivez le concept d'adressage indexé.
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Study Notes
Architectures & Systèmes évolués (Partie 01 – Arch.) AU 2022/2023 (Support de cours)
- Cours de support pour le module "Architectures & Systèmes évolués"
- Année universitaire 2022/2023
- Présenté par R. Mahmoud
- Site web du conférencier : www.ramzimahmoudi.net
- Adresse email du conférencier : [email protected]
Plan du module – Architectures évoluées
-
Section 01: Architecture des ordinateurs – Les fondements
- Histoire + Système Information + Composants + Machines théoriques + Etude de cas
-
Section 02: Architecture des cartes à puce
- Concept de base + Technologie & Applets JavaCard + Normes & Terminaux
-
Section 03: Architecture de Cloud
- Principe & paradigme + Environnement IaaS
- Mini-projet / soutenance (choisir 1 seule option):
- Développement d'application de porte monnaie électronique / JavaCard (libre)
- Installation d'un VPS sous VM / Google Cloud (libre)
- Développement d'application Openstack sandbox (libre)
Architectures des ordinateurs – Les fondements (Section 01)
-
Plan de la section:
- Histoire de l'informatique (Rappel)
- Système d'information (Rappel)
- Composants de l'ordinateur (Rappel)
- Représentation de l'information (Rappel)
- Machines théoriques
- Etude de cas : Microprocesseurs & Jeu d'instructions
Histoire - Époque mécanique (1)
- 500 av. J-C : Premiers outils mécaniques de calcul : l'abaque et le boulier.
- 1580 : John Napier (Neper) invente les logarithmes
- 1642 : Pascal met au point la Pascaline (additions et soustractions)
Histoire - Époque mécanique (2)
- 1673 : Gottfried Wilhelm Von Leibniz améliore la Pascaline (multiplication et division).
- 1679 : Francis Bacon invente la base du langage binaire
- 1725 : Première machine programmable inventée : métier à tisser (ruban troué puis cartes perforées).
Histoire - Époque mécanique (3)
- 1820 : Arith-méto-mètre de Thomas de Colmar : première machine à calculer.
- 1833 : Charles Babbage introduit le concept d'un ordinateur : unité de calcul, mémoire, registre et entrée des données par carte perforée.
Histoire - Époque électromécanique (1)
- 1890 : Hollerith construit une machine électromécanique pour faciliter les opérations de recensement (principalement les tris et les comptages).
- 1904 : Invention du premier tube à vide, la diode par John Fleming.
Histoire - Époque électromécanique (2)
- 1937 : George Stibitz crée le premier circuit binaire, un additionneur (Modèle K).
- 1937 : Alan M. Turing publie un document sur les nombres calculables.
- 1938 : Claude Shannon établit le lien entre les circuits électriques et l'algèbre booléenne, et définit le bit (Binary digit).
Histoire - Époque électromécanique (3)
- 1941 : Konrad Zuse met au point le Z3, le premier calculateur avec programme enregistré. Il pouvait stocker 64 nombres de 22 bits et réaliser 4 additions par seconde et une multiplication en 4 secondes.
Histoire - Époque électronique (1)
- 1945 : John Von Neumann présente le rapport décrivant l'EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), un ordinateur à programme enregistré.
Histoire - Époque électronique (2)
- 1946 : Création de l'ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) composé de 19 000 tubes. Il pesait 30 tonnes, occupait 72 m2 et consommait 140 kilowatts. Vitesse d'environ 330 multiplications par seconde.
Histoire - Époque électronique (3)
- 1947 : Invention du transistor dans les laboratoires de Bell Telephone.
- 1950 : Assembleur (microprogrammation) par Maurice V. Wilkes.
- 1951 : Compilateur A0 par Grace Murray Hopper.
- 1953 : Mémoire à tores de ferrite.
Histoire - Époque électronique (4)
- 1957 : Création du TXO au laboratoire de Lincoln, processeur 18 bits, 3500 transistors, 83 000 instructions par seconde, 65536 mots de mémoire. Consommation: 1000 Watts.
Histoire - Époque électronique (5)
- 1957 : Création du premier langage de programmation universel, le FORTRAN (FORmula TRANslator) par John Backus.
Histoire - Époque électronique (6)
- 1965 : Gordon Moore prédit que la complexité des circuits intégrés doublera tous les ans (Loi de Moore).
- 1968 : Création du langage PASCAL par Niklaus Wirth.
- 1969 : Début de UNIX (Ken Thompson et Dennis Ritchie).
Histoire - Époque électronique (7)
- 1970 : Première puce mémoire créée par Intel.
- 1971 : Intel 4004, processeur 4 bits tournant à 108 kHz, 640 octets de mémoire, 60 000 instructions par seconde et 2300 transistors.
Histoire - Époque électronique (8)
- 1971-1973 : Dennis Ritchie développe le langage C et le noyau UNIX en C.
- 1972-73 : Bob Kahn introduit le protocole TCP/IP.
- 1984 : Apple Macintosh
- 1984 : Mise en place du DNS (Domain Name Server) sur Internet; Nombre de machines connectées = 2308.
- 1987 : Sortie de Word 4.0 pour DOS chez Microsoft.
Histoire - Époque électronique (9)
- 1989: Inventions du WWW (World Wide Web) par Tim Berners-Lee;
- 1990 : Windows 3.0 sort sur le marché.
- 1991: Développement de Linux par Linus Torvalds.
- 1995: Naissance d'Internet Explorer pour Windows.
- 2000: Sortie du processeur Intel Pentium 4.
Histoire - Époque électronique (10)
- 2007 : Sortie du Mac Pro Intel Xeon 8-Core (8 cœurs) à 3,0 GHz reconditionné avec deux processeurs Intel Xeon quadri-coeur à 3,0 GHz, 1 Go de mémoire (2 x 512 Mo) de mémoire DIMM ECC DDR2 667 MHz à tampon complet, disque dur Serial ATA 250 Go (3 Gb/s) à 7200 tr/min, SuperDrive 16x (DVD+R DL/DVD±RW/CD-RW) et carte graphique NVIDIA GeForce 7300 GT avec 256 Mo de mémoire.
Histoire - Époque électronique (11)
- 2008 : Première génération de processeurs « Nehalem » Intel Core i3, i5 et i7 (45 nm).
Histoire - Époque électronique (12)
- 2011 : Deuxième génération de processeurs Intel Core « Sandy Bridge » avec intégration du processeur et de la carte graphique sur une même puce.
Histoire - Époque électronique (13)
- 2012: Troisième génération de processeurs Intel Core « Ivy Bridge » (22 nm). Ils sont combinés avec les nouveaux chipsets Intel Série 7.
Histoire - Époque électronique (14)
- 2013 : Quatrième génération de processeurs Intel Core « Haswell » (22 nm) avec une architecture et un socket nouveaux (LGA 1150).
Histoire - Époque électronique (15)
- Juin 2015 : Cinquième génération de processeurs Intel Core « Broadwell » (14 nm).
Histoire - Époque électronique (16)
- Août 2015: Sixième génération de processeurs Intel Core « Skylake » (14 nm) avec nouvelle micro-architecture et socket LGA 1151. La plateforme Skylake introduit la mémoire DDR4 sur toutes les plates-formes grand public.
Histoire - Époque électronique (17)
- Janvier 2017 : Septième génération de processeurs Intel Core « Kaby Lake ».
Histoire - Époque électronique (18)
- Graphique présentant l'évolution des limites technologiques de la finesse de gravure des processeurs (en nanomètres) entre 2006 et 2017, comparant AMD et Intel.
Histoire - Époque électronique (19)
- Diagramme illustrant les générations de processeurs Intel après Kaby Lake, incluant les évolutions de miniaturisation et de microarchitecture.
Système Informatique (2 - 5)
- Définition d'un système informatique
- Organisation des systèmes informatiques (C4, C3, C2, C1 sur un diagramme)
- Logiciels d'application :
- Programmation générale et accessible au non-informaticien
- Conçu pour résoudre des problèmes communs aux utilisateurs, ou liés à une profession spécifique.
- Système d'exploitation:
- Base logicielle qui permet l'utilisation du matériel informatique. Exemples : Windows, Unix, Linux, Mac OS, MS DOS.
- BIOS: Programme d'initialisation de l'ordinateur.
- Matériel: Éléments physiques du système informatique.
Système Informatique (5-1 to 5-3)
- Diagramme illustrant la structure interne du matériel informatique avec composants importants comme CPU, registres, ROM, RAM, et périphériques d'entrée/sortie.
- Description détaillées des composants (RAM, ROM, CPU, périphériques d'entrée/sortie, etc.)
- Interaction entre les composants (Bus).
Composants d'un ordinateur (3 to 3-3)
- Présentation des principaux composants
- Carte mère
- CPU (Processeur)
- Disque dur
- Mémoire (RAM)
- Le refroidissement
- Graphique
- Alimentation
- Opérations de base sur mémoire (lecture/écriture)
- Caractéristiques des mémoires (temps d'accès, temps de cycle, cadence de transfert)
- Décomposition des mémoires
- Cellules de mémoire, adresses
- Capacité de stockage et Unités (Kilo, Méga, Giga, Teraoctets).
- Types de mémoires (RAM, ROM, mémoire cache)
Les composants d'un ordinateur (4-1 to 4-1)
- Description d'une unité centrale de traitement (UCT).
- Composants au sein de l'UCT
- Unité arithmétique et logique (UAL)
- Les registres
- Unité de commande
Les composants d'un ordinateur (12-1 to 12-8)
- Détail sur la structure et le fonctionnement des disques durs (d'un point de vue architectural)
- Interfaces
- Structure des plateaux
- Division des plateaux
- Systèmes d'adressage (CHS, LBA)
- Vitesse angulaire et linéaire
- Têtes de lecture et d'écriture
- Contrôleur de disque
- Performances des disques durs (capacité de stockage, densité, vitesse de rotation, temps d'accès)
Représentation de l'information (4-1 to 7-11)
- Différents types d'informations
- Information = bit + contexte
- Représentation des nombres naturels (base différente, système de 0 et 1, conversion)
- Représentation des nombres entiers signés (différents systèmes: signe-magnitude, complément à 2)
- Détail sur les opérations d'addition et soustraction en base 2
- Capacités des représentations (overflow) et conséquences
Les machines théoriques (2 segments)
- Définition et description de machine théorique de Turing , composants et fonctionnement.
- Définition et description de machine théorique de Von Neumann, composants et fonctionnement .
Microprocesseur & Jeu d'Instructions (1 to 17)
-
Description d'un microprocesseur
- Technologie de fabrication (NMOS, PMOS, CMOS)
- Organisation interne (unités, circuits)
- Organisation fonctionnelle externe.
-
Fonctionnement d'un microprocesseur
- Exécution d'instructions
-
Registres du microprocesseur
- Description et fonctionnement des registres spécifiques (registre d'état, pointeur d'instruction).
- Mise en œuvre du registre d'état.
- Détail sur les registres de données et d'adresses
-
Gestion de la pile (LIFO , FIFO)
-
Modes d'adressage du microprocesseur
- Immédiat
- Direct
- Indirect
- Absolu
- Indirect par Registre
- Indirect par Registre avec déplacement
Bibliographie
- Aho A, Concepts fondamentaux de l'informatique, Dunod, Paris, 1993
- Tanenbaum A., Architecture des ordinateurs, InterEditions, Paris, 1996
- Vieillfond C., Mise en œuvre du 68000, Sybex, 1984
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