cours architecture Ordi 2010_2011.pdf

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    Architecture des ordinateurs

    Encadr par : A. ERRAMI

    Anne 2010 - 2011

  • Cours architecture des ordinateurs - 2 -

    PLAN DU COURS

    Introduction : description gnrale des diffrents lments dun ordinateur

    Chapitre1 : Les nombres et les systmes de numration

    - Le systme binaire, le systme dcimal, le systme hexadcimal Les nombres signs et les nombres non signs Reprsentation des caractres Reprsentation des rel sous format flottant

    Chapitre2 : Architecture interne et principe de fonctionnement du microprocesseur

    Les lments de base dun ordinateur Principe de fonctionnement du microprocesseur

    Chapitre 3 : Mcanisme d'augmentation des performances dans les nouvelles architectures

    - Mcanisme du PIPELINE - Paralllisme et architecture super scalaire

    Mcanisme du cache mmoire Mcanisme du DMA

    Chapitre4 : Les BUS d'ordinateurs

    Les diffrents niveaux de bus - Les signaux et les paramtres d'un BUS - Exemples de BUS

    Mcanismes de partage de BUS

    Chapitre5 : Le systme d'interruption

    Les diffrents types d'interruptions Reconnaissance de la source d'interruption

    - Traitement d'une demande d'interruption - Principe d'un contrleur d'interruption

    Chapitre6 : La mmoire centrale

    Structure interne et principe de fonctionnement d'un botier mmoire Classification des botiers mmoire Les barrettes mmoire Gestion de la mmoire centrale et notion de mmoire virtuelle

    Chapitre7 : Les entres sorties d'un systme microprocesseur

    - Classification des priphriques et des types d'interfaces - Principes d'change de donnes en entre et en sortie - Exemples de priphriques

  • Cours architecture des ordinateurs - 3 -

    Introduction

  • Cours architecture des ordinateurs - 4 -

    Quentend-t-on par architecture ?

    L'architecture d'un systme microprocesseur reprsente lorganisation de ses diffrentes units et de leurs interconnexions. Le choix d'une architecture est toujours le rsultat d'un compromis : - entre performances et cots - entre efficacit et facilit de construction - entre performances d'ensemble et facilit de programmation

    Quest ce quun ordinateur ?

    Un ordinateur est une machine de traitement de linformation.

    Il est capable de raliser les oprations suivantes : * acquisition de linformation * stockage de linformation * transformation de linformation par son traitement * restitution de linformation

    Le mot informatique vient de la contraction des deux mots : information et automatique.

    Nous distinguons diffrents types dinformations : * donnes sous forme de texte, de nombres, de son ou dimages * les instructions composant un programme.

  • Cours architecture des ordinateurs - 5 -

    Les principales composantes dun ordinateur

    * une unit centrale ( botier )

    * des units de saisies (clavier, souris, ) ;

    * des units de sorties (crans, imprimantes, ...).

    Les formes de botiers dun ordinateur

    5- Lordinateur portable

    Lcran dordinateur

    Lcran ( ou moniteur informatique ) est le tout premier priphrique de sortie de l ordinateur. Il est connect une carte daffichage (aussi appele carte graphique ) qui est elle mme insre dans un connecteur d extension de l unit centrale. Les moniteurs se diffrencient par :

    leur taille : elle est dfinie par la taille de la diagonale exprime en pouces : 14, 15, 17, 20 et 21 la rsolution : elle prsente la finesse avec laquelle limage

    Modle bureau Modle mini tour Modle tour

  • Cours architecture des ordinateurs - 6 -

    est affiche, elle se mesure en nombre de points appels pixels , qui peuvent tre affichs horizontalement et verticalement.

    La nome VGA impose un minimum de 640 x 480 pixels avec 16 couleurs La norme SVGA peut atteindre 1280 x 1024 pixels avec 16 millions de couleurs.

    la frquence : l image affiche par un moniteur est en permanence redessine ( rafrachie ) une frquence exprime en hertz ( Hz ) . Cette frquence doit tre au minimum

    75 Hz.

    Les lments de lunit centrale

    Lunit centrale est le cur de la machine et cest au sein de cette unit que seffectue pratiquement toutes les oprations possibles (arithmtiques, logiques, transfert de donnes, les commandes, les signalisations, etc...). Cette unit comporte, en gnral, les lments suivants :

    Bloc alimentation Carte mre ; Lecteur de disquette Lecteur de CD-ROM ou DVD-ROM Disque(s) dur(s) ; Carte graphique ; Carte son ; Carte contrleur (de disque dur, de lecteur de disquette, etc)

  • Cours architecture des ordinateurs - 7 -

    La carte mre et ses composantes

    La carte mre est lentit principale de lUC. Parmi ses principaux lments : le microprocesseur la mmoire principale ou central les bus

    Les caractristiques principales dune carte mre sont : Type de microprocesseurs et la frquence de travail ; Taille de la mmoire RAM ; Taille de la mmoire cache ; Vitesse des bus ; Type de bios utilis.

  • Cours architecture des ordinateurs - 8 -

    Architecture dune carte mre

  • Cours architecture des ordinateurs - 9 -

    Le disque dur

    La mmoire vive de lordinateur se vide lextinction de celui-ci. Cest pourquoi il est ncessaire denregistrer (on dit sauvegarder) sur le disque dur les donnes sur lesquelles on travail. Les deux principaux types de disques durs sont appels IDE, SATA et SCSI. Le premier est le meilleur choix pour un usage courant, alors que le disque SCSI montre certains avantages dans un environnement rseau.

  • Cours architecture des ordinateurs - 10 -

    Le microprocesseur

    La famille Pentium se subdivise en plusieurs gnrations de processeurs : du pentium original 60 MHz jusqu au rcent Pentium IV plusieurs GHz. Deux autres fabricants de processeurs : AMD et CYRIX proposent des alternatives certains modles de pentium.

    Systme de ventilation dun microprocesseur

  • Cours architecture des ordinateurs - 11 -

    La carte graphique

  • Cours architecture des ordinateurs - 12 -

    Les imprimantes

  • Cours architecture des ordinateurs - 13 -

    Programmation

    Un programme, souvent appel logiciel (software), est une squence d'instructions qui indique au matriel informatique (hardware) les oprations qu'il doit effectuer sur les donnes.

    Les programmes peuvent tre intgrs au hardware, comme sur les micro-ordinateurs que l'on trouve dans les calculatrices, les montres, les moteurs automobiles ou les fours micro-ondes.

    Sur un ordinateur classique coexistent deux types de logiciel, selon le type de tche qu'ils excutent.

    * Les logiciels d'application prennent en charge la multitude des tches pour lesquelles sont utiliss les ordinateurs : traitement de texte, gestion de bases de donnes, etc. * Les logiciels systme, qui sont souvent invisibles l'utilisateur, contrlent le fonctionnement de l'ordinateur : on les appelle systmes d'exploitation.

    Systme dexploitation

    Les systmes d'exploitation grent l'allocation et l'utilisation des ressources matrielles de l'ordinateur, telles que la mmoire, l'unit centrale de traitement, l'espace du disque dur et les priphriques (imprimante, manette de jeu, modem, etc).

    Ce sont des logiciels stocks de faon permanente dans la mmoire, qui interprtent les comma