Architecture de machinesPrincipes généraux

Cours 2003-2004

L ’informatique ? Système automatique de traitement de

l ’information– INFORmation autoMATIQUE

Principales utilisations– Calcul scientifique haute performance

– Stockage d ’informations

– Analyse de données

– Simplification des tâches quotidiennes• Bureautique• Gestion d’automatismes

– Utilisation domestique

...

Traitement

Les traitements

Données Résultat

Programme

L ’architecture de Von Neumann 5 composants pour un ordinateur

Unité arithmétique et logique Unité de commande

Mémoire centrale Unité d’entrée

Unité de sortie

UALMémoire

Données

&

Programmes Unité decommande

Principaux composants réels Microprocesseur

– Réalise les traitements : UAL + Unité de contrôle

La mémoire centrale– Stocke le programme et les données

Les périphériques d ’entrée/sortie– Clavier, souris, écran– Mémoires de stockage

• Disques Durs, CD-ROM, DVD, Disquette

– Périphériques divers• Carte son, réseau, décodage vidéo, …

Le Chipset qui relie tous ces éléments (ou leurs contrôleurs) sur la carte mère– Création des BUS : liens partagés entre composants– Fonctions variables suivant les modèles

UALMémoire

Données

&

Programmes Unité decommande

1

2

3

3

4

5

Circulation de l ’information L ’information circule entre les éléments sur

des BUS

Les horloges Cadencent les échanges

– Fréquence d’horloge: Changements possibles d’état par seconde

• 1 changement = 1 Hertz• 1 Milliard de changements = 1 GigaHertz

Cadence les échanges d ’information et les traitements– Vitesse du microprocesseur :

• opérations/seconde (en théorie)

– Vitesse des bus de l ’ordinateur• Transferts par seconde• Information parfois non binaire

(regroupement de 2n bits/Transfert)

                                                                                                          

                                            

                                                                                                   

                                                   

Les technologies de codage

Adaptation de l’information– Création de codes pour les

traitements (internes)– Création de codes pour les

échanges• Rich Text Format• DXF, EML, …

Codage de données– Cryptographie (RSA, DES,…)– Compression

• Sans perte (zip, gif,…)• Avec perte (mp3, jpeg,mpeg,

…)

0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0

Les systèmes d’exploitation

Permettent de relier le matériel, les logiciels et l’utilisateur– Pilotes permettant de piloter les fonctions du matériel

(drivers)– Interface graphique permettant la gestion du dialogue

Evolution de l’interface texte vers l’interface graphique

Exemples de SE:– Windows– Mac OS– Dérivés d’Unix: Linux, FreeBSD, Solaris, HP/UX

Les langages de programmation Code source:

– Programme écrit dans un langage par le programmeur– Non exécutable tel quel par le processeur

2 stratégies de conversion vers un code exécutable– Langages compilés

• Algorithme codé -> Code exécutable AVANT exécution– Code placé de manière statique ou dynamique– Liaison avec des bibliothèques dynamiques (.so, .dll, … )

• Pascal, C, C++– Langages interprétés

• Algorithme codé transformé LIGNE A LIGNE en langage machine par un interpréteur

• Visual Basic, Php, Shell Unix

Cas particulier : – Langage machine

• Instructions du microprocesseur• Langages « Assembleur » dépendant du microprocesseur : Familles de

processeurs– JAVA

• Compilé puis interprété (Java Virtual Machine)

Un ordinateur ?

Machine programmable– Utilisation d’algorithmes transcrits dans des

langages de programmation Machine à mémoire

– Permet de stocker/retrouver de l’information Machine intelligente ?

– Evolution des systèmes vers des modes de raisonnement de plus en plus complexes

Les différents types d’ordinateurs

Postes de

travail

Serveurs

Puissance (Calcul/Stockage)

Facilité d’utilisation

Stationsde

travail