Architecture Matérielle Von Neumann PDF

Architecture matérielle Von Neumann 1SPE_NSI Unité arithmétique 1) Avant-propos : Donner l’équation de sortie de ce schéma électrique S= Particu...

Architecture matérielle Von Neumann 1SPE_NSI Unité arithmétique 1) Avant-propos : Donner l’équation de sortie de ce schéma électrique S= Particularité de cette structure La porte … Table de vérité Equation E1 E2 S 0 0 0 1 S= 1 0 1 1 2) Unité arithmétique : 1. - les additionneurs 1. 1. -Addition de deux chiffres binaires Binaire Décimal Termes Somme Termes Somme A B C S A B S Nous avons donc affaire à la fonction logique ………………………… soit : S=………………….. D'autre part, on remarque que C est ……………. On en déduit donc que : C = …………. FP Page 1/4 NSI  Architecture matérielle Von Neumann 1SPE_NSI Demi additionneur : Exemple de structure de base d’un additionneur E1 E2 Cin Cout S 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 En combinant plusieurs fois le type de circuit décrit ci-dessus, on obtient des additionneurs capables d'additionner des nombres sur X bits. Une chose est très importante à bien comprendre : à la base nous avons le transistor, une combinaison de transistor (sous forme de circuit intégré) permet d'obtenir des circuits logiques, la combinaison de circuits logiques permet d'obtenir des circuits plus complexes (exemple : l'additionneur), et ainsi de suite... FP Page 2/4 NSI  Architecture matérielle Von Neumann 1SPE_NSI 3) La mémoire vive RAM (Random Acess Memory) : La mémoire vive permet de stocker des données et des programmes. La mémoire ne gère pas les bits 1 par 1, mais 8 par 8, la mémoire gère donc des octets (rappel : 1 octet = 8 bits) On peut se représenter la mémoire comme une série de cellules, chaque cellule étant capable de stocker 1 octet. Chacune de ces cellules possède une adresse. Les opérations sur la mémoire sont de 2 types : lecture / écriture. Une opération de lecture consiste à aller lire l'octet situé à l'adresse mémoire XXXXX et une opération d'écriture consiste à écrire un octet donné à l'adresse mémoire YYYYY. Cette notion d'adresse mémoire est fondamentale, nous aurons l'occasion de revenir dessus un peu plus loin. 1 bit d'une cellule est l'association d'un transistor et d'un condensateur. Un condensateur est un composant électronique qui peut être soit chargé (on stocke alors un "1"), soit déchargé (on stocke alors un "0"). Un condensateur n'est pas capable de conserver sa charge pendant très longtemps, il doit donc être alimenté électriquement parlant afin de conserver cette charge. Voilà pourquoi la mémoire vive est une mémoire volatile : toutes les données présentes en mémoire sont perdues en cas de coupure de courant. Pour conserver les données une fois l'ordinateur éteint, il faut faire appel à d'autres types de mémoire : les mémoires de stockage. Le disque dur est aujourd'hui la mémoire de stockage la plus utilisé (au moins dans les usages "familiaux"). Un disque dur n'a pas besoin d'alimentation électrique pour conserver les données. circuit de type bascule, mémoire élémentaire de 1 bit FP Page 3/4 NSI  Architecture matérielle Von Neumann 1SPE_NSI 4) Le microprocesseur CPU (Central Processing Unit) Le microprocesseur est le "coeur" d'un ordinateur : les instructions sont exécutées au niveau du CPU. Il est schématiquement constitué de 3 parties : les registres permettent de mémoriser de l'information (donnée ou instruction) au sein même du CPU. Leur nombre et leur taille sont variables en fonction du type de microprocesseur. Dans la suite on nommera ces registres R1, R2, R3... L'unité arithmétique et logique (UAL ou ALU en anglais) est chargée de l'exécution de tous les calculs que peut réaliser le microprocesseur. Nous allons retrouver dans cette UAL des circuits comme l'additionneur (voir plus haut) L'unité de commande permet d'exécuter les instructions (les programmes) 5) Les bus Les données doivent circuler entre les différentes parties d’un ordinateur, notamment entre la mémoire vive et le CPU. Le système permettant cette circulation est appelé bus. Il existe, sans entrer dans les détails, 3 grands types de bus :  Le bus d’adresse permet de faire circuler des adresses (par exemple l’adresse d’une donnée à aller chercher en mémoire)  Le bus de données permet de faire circuler des données  Le bus de contrôle permet de spécifier le type d’action (exemples : écriture d’une donnée en mémoire, lecture d’une donnée en mémoire). 6) Architecture de Von Neumann John Von Neumann (mathématicien et physicien américano-hongrois 1903-1957) qui a eu l'idée en 1945 d'utiliser une structure de stockage unique pour les données et les instructions, voilà pourquoi on parle d'architecture de Von Neumann. Encore aujourd'hui, tous les ordinateurs fonctionnent sur ce principe défini par Von Neumann. FP Page 4/4 NSI