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3 Le fonctionnement d’un ordinateur

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Academic year: 2022

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Texte intégral

(1)

Peter Schlagheck Universit ´e de Li `ege

Ces notes ont pour seule vocation d’ ˆetre utilis ´ees par les ´etudiants dans le cadre de leur cursus au sein de l’Universit ´e de Li `ege. Aucun autre usage ni diffusion n’est autoris ´e, sous peine de constituer une violation de la Loi du 30 juin 1994

relative au droit d’auteur.

(2)

3.1 La machine de Turing

3.2 Le fonctionnement d’un processeur 3.3 La r ´ealisation en pratique

(3)

Alan Turing (1912 - 1954), math ´ematicien

−→ grande contribution au d ´echiffrement des codes allemands

“Enigma” pendant la deuxi `eme guerre mondiale (ordinateur ´electrom ´ecanique “bombe”, 1940)

−→ conception de la machine de Turing (1936)

= une machine de calcul universelle qui sait effectuer tous les algorithmes num ´eriques possibles

. . . afin de d ´emontrer qu’il n’est pas possible de d ´eterminer si de tels algorithmes s’arr ˆetent ou non

(4)

0 1 1 0 1 0 0 1 0 1

.. ..

ruban de m ´emoire binaire unit ´e de

commande programme

La machine de Turing est constitu ´e

◮ d’un ruban de m ´emoire binaire infini et

◮ d’une unit ´e de commande charg ´ee d’un programme

(5)

0 1 1 0 1 0 0 1 0 1

.. ..

ruban de m ´emoire binaire unit ´e de

commande

L’unit ´e de commande peut

◮ lire le contenu (0ou1) de la cellule actuelle du ruban

◮ ´ecrire0ou1dans la cellule actuelle du ruban

◮ se d ´eplacer `a gauche ou `a droite par une cellule

(6)

0 1 1 0 1 0 0 1 0 1

.. ..

ruban de m ´emoire binaire unit ´e de

commande programme

Le programme definit plusieurs “ ´etats” de l’unit ´e de commande.

Chaque ´etat se compose

◮ d’une lecture et ´ecriture dans la cellule actuelle

◮ d’un d ´eplacement `a gauche ou `a droite

◮ d’un lien/saut `a un autre ´etat `a executer `a la suite . . . tout d ´ependant du contenu de la cellule actuelle

(7)

Exemple d’un programme (additions) pour la machine de Turing:

cellule actuelle ´etape prochaine

´etat actuel lecture ´ecriture d ´eplacement ´etat suivant

0 0 droite ´etat 0

´etat 0

1 1 droite ´etat 1

0 1 droite ´etat 2

´etat 1

1 1 droite ´etat 1

0 0 gauche ´etat 3

´etat 2

1 1 droite ´etat 2

0 0 droite STOP

´etat 3

1 0 droite STOP

(8)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 0 1 1 1 1 0

.. 1 ..

0

nombre 3 nombre 4

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(9)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 0 1 1 1 1 0

.. 1 ..

0

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(10)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 0 1 1 1 1 0

.. 1 ..

0

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(11)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 0 1 1 1 1 0

.. 1 ..

0

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(12)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 0 1 1 1 1 0

.. 1 ..

1

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(13)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 0 1 1 1 1 0

.. 1 ..

1

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(14)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 0 1 1 1 1 0

.. 1 ..

1

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(15)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 1 0

.. 1 ..

1

1

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(16)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 1 0

.. 1 1 ..

1

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(17)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 1 0

.. 1 1 ..

2

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(18)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 1 0

.. 1 1 ..

2

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(19)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 1 0

.. 1 1 ..

2

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(20)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 1 0

.. 1 1 ..

2

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(21)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 1 0

.. 1 1 ..

2

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(22)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 1 0

.. 1 1 ..

2

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(23)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 1 0

.. 1 1 ..

3

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(24)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 0 0

.. 1 1 ..

3

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(25)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 0 0

.. 1 1 ..

ST

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(26)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 0 0

.. 1 1 ..

nombre 7 ST

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

(27)

Additions avec la machine de Turing:

0 1 1 1 1 1 0 0

.. 1 1 ..

ST

0 0 → 0

0 1 1 → 1

0 1 → 2

1 1 1 → 1

0 0 ← 3

2 1 1 → 2

0 0 → ST

3 1 0 → ST

−→tous les algorithmes num ´eriques peuvent ˆetre repr ´esent ´es

−→sur une telle machine (th `ese de Church-Turing)

(ce n’est pas forc ´ement la meilleure fac¸on de les ex ´ecuter . . . )

(28)

. . . apr `es tout ce qu’on a d ´ej `a appris ?

0 1 1 0 1 0 0 1 0 1

.. ..

ruban de m ´emoire binaire unit ´e de

commande programme

−→remplacer tous les bits par des octets

−→d ´eplacement arbitraire de l’unit ´e de commande

−→→n ´ecessite l’adressage global des cellules du ruban

(29)

. . . apr `es tout ce qu’on a d ´ej `a appris ?

0 1 1 0 1 0 0 1 0 1

.. ..

ruban de m ´emoire binaire unit ´e de

commande programme

−→remplacer tous les bits par des octets

−→d ´eplacement arbitraire de l’unit ´e de commande

−→effectuer des calculs ´elementaires (additions des octets)

−→ `a l’interieur de l’unit ´e de commande

−→encoder le programme dans la m ´emoire

(30)

John von Neumann (1903 - 1957), math ´ematicien Contributions:

◮ th ´eorie de logique

◮ physique quantique

◮ th ´eorie des jeux

◮ Manhattan project

◮ informatique

→“l’architecture de von Neumann”

(31)

Le principe de von Neumann:

Un ordinateur est constitu ´e

◮ d’une unit ´e de commande,

◮ d’une unit ´e arithm ´etique et logique,

◮ d’une m ´emoire centrale et

◮ des unit ´es d’entr ´ee et de sortie

(clavier, souris, ´ecran, imprimante, . . . )

(32)

11100100 01001010 10001111

01010110 . . . . . . . .

CPU (central processing unit)

m ´emoire

(33)

15 31

0 16

. . . . . . . .

01100101 11100100 01001010 10001101

CPU (central processing unit) emoire

(34)

15 31

0 16

. . . . . . . .

CPU (central processing unit) emoire

instruction 0

donn ´ee 0 instruction 15

donn ´ee 15

(35)

ACC 15 31

0 16

. . . . . . . . emoire

instruction 0

donn ´ee 0 instruction 15

donn ´ee 15

ACC: accumulateur (1 octet)

−→sauvegarde d’une donn ´ee pour des op ´erations

−→arithm ´etiques et logiques

(36)

CI

ACC 15

31

0 16

. . . . . . . . emoire

instruction 0

donn ´ee 0 instruction 15

donn ´ee 15

ACC: accumulateur (1 octet)

CI: compteur d’instructions (1 octet)

−→contient l’adresse de l’instruction actuelle

(37)

RI CI

ACC 15

31

0 16

. . . . . . . . emoire

instruction 0

donn ´ee 0 instruction 15

donn ´ee 15

ACC: accumulateur (1 octet)

CI: compteur d’instructions (1 octet) RI: registre d’instruction (1 octet)

(38)

RI CI

ACC

. . . .

16 16

15

. . . .

17 10001111 01001010 11100100 emoire

(39)

RI CI

ACC

. . . .

16 16

15

. . . .

17 10001111 01001010 11100100 emoire

(40)

RI CI

ACC

16 16

. . . .

17 10001111 01001010 emoire

action adresse

(41)

RI CI

ACC

. . . .

16 16

15

. . . .

17 10001111 01001010 11100100 emoire

(42)

RI CI

ACC

. . . .

16 16

15

. . . . 17 10001111

11100100 01001010 2 10

emoire

(43)

RI CI

ACC

. . . .

16 16

15

. . . . 17 10001111

11100100 01001010 2 10

emoire

Op ´eration 2:

copier le contenu `a l’adresse indiqu ´ee dans l’accumulateur

(44)

RI CI

ACC

. . . .

16 10

. . . . 11 11001101

00101101 01010100 2 10 9

emoire

(45)

RI CI

ACC

. . . .

16 10

. . . . 11 11001101

00101101 01010100 2 10 9

emoire

(46)

RI CI

ACC

. . . . 10

. . . . 11 11001101

00101101 01010100 9

16

2 10 84

emoire

(47)

RI CI

ACC

. . . . 10

. . . . 11 11001101

00101101 01010100 9

17

2 10 84

emoire

(48)

RI CI

ACC

. . . . 17

. . . . 18 01100100

01001010 10001111 17

2 10 16 84

emoire

(49)

RI CI

ACC

. . . . 17

. . . . 18 01100100

01001010 10001111 17

84 16 emoire

(50)

RI CI

ACC

. . . . 17

. . . . 18 01100100

01001010 10001111 17

4 15 16 84

emoire

Op ´eration 4:

ajouter `a l’accumulateur le contenu dans l’adresse indiqu ´ee

(51)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 84

emoire

(52)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 84

emoire

(53)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 84−28 emoire

(54)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 56

emoire

(55)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 18

4 15 14 56

emoire

(56)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

4 15 17 56

emoire

(57)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

56 17 emoire

(58)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

3 4 17 56

emoire

(59)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

3 4 17 56

emoire

Op ´eration 3:

´ecrire le contenu de l’accumulateur dans l’adresse indiqu ´ee

(60)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 18

5 4 3

01111010 00000110 3 4

56 emoire

(61)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 18

5 4 3

01111010 00000110 3 4

56 emoire

(62)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 18

5 4 3

01111010 00111000 3 4

56 emoire

(63)

Les instructions ´el ´ementaires:

2 010 LOAD copier la valeur de la m ´emoire dans l’accumulateur

3 011 STORE copier la valeur de l’accumulateur dans la m ´emoire

4 100 ADD ajouter la valeur de la m ´emoire

`a l’accumulateur

5 101 MPY multiplier la valeur dans l’accumulateur avec la valeur de la m ´emoire

(64)

Les instructions ´el ´ementaires:

2 010 LOAD copier la valeur de la m ´emoire dans l’accumulateur

3 011 STORE copier la valeur de l’accumulateur dans la m ´emoire

4 100 ADD ajouter la valeur de la m ´emoire

`a l’accumulateur

5 101 MPY multiplier la valeur dans l’accumulateur avec la valeur de la m ´emoire

1 001 BR copier l’adresse indique ´ee dans lecompteur d’instructions

−→interromption de la s ´equence,

−→ continuation avec une autre partie du programme

(65)

Les instructions ´el ´ementaires:

2 010 LOAD copier la valeur de la m ´emoire dans l’accumulateur

3 011 STORE copier la valeur de l’accumulateur dans la m ´emoire

4 100 ADD ajouter la valeur de la m ´emoire

`a l’accumulateur

5 101 MPY multiplier la valeur dans l’accumulateur avec la valeur de la m ´emoire

1 001 BR copier l’adresse indique ´ee dans le compteur d’instructions 0 000 BRG copier l’adresse indique ´ee

dans le compteur d’instructions si l’accumulateur ne vaut pas z ´ero

(66)

Les instructions ´el ´ementaires:

2 010 LOAD copier la valeur de la m ´emoire dans l’accumulateur

3 011 STORE copier la valeur de l’accumulateur dans la m ´emoire

4 100 ADD ajouter la valeur de la m ´emoire

`a l’accumulateur

5 101 MPY multiplier la valeur dans l’accumulateur avec la valeur de la m ´emoire

1 001 BR copier l’adresse indique ´ee

branchement dans le compteur d’instructions 0 000 BRG copier l’adresse indique ´ee

branchement dans le compteur d’instructions

conditionnel si l’accumulateur ne vaut pas z ´ero

(67)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 18

5 4 3

01111010 00111000 3 4

56 emoire

(68)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 19

5 4 3

01111010 00111000 3 4

56 emoire

(69)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 3 4 18

56 emoire

(70)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 56 18

emoire

(71)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 0 17 18

56 emoire

(72)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 0 17 18

56 emoire

Op ´eration 0:

continuer avec l’instruction dans l’adresse indiqu ´ee si le contenu de l’accumulateur ne vaut pas z ´ero

(73)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 17

00111111 00010001 20

19 0 17 18

56 emoire

(74)

RI CI

ACC

. . . . 17

. . . . 18 01100100

01001010 10001111 17

0 17 16 56

emoire

(75)

RI CI

ACC

. . . . 17

. . . . 18 01100100

01001010 10001111 17

56 16 emoire

(76)

RI CI

ACC

. . . . 17

. . . . 18 01100100

01001010 10001111 17

4 15 16 56

emoire

Op ´eration 4:

ajouter `a l’accumulateur le contenu dans l’adresse indiqu ´ee

(77)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 56

emoire

(78)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 56

emoire

(79)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 56−28 emoire

(80)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 28

emoire

(81)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 18

4 15 14 28

emoire

(82)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

4 15 17 28

emoire

(83)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

28 17 emoire

(84)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

3 4 17 28

emoire

(85)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

3 4 17 28

emoire

Op ´eration 3:

´ecrire le contenu de l’accumulateur dans l’adresse indiqu ´ee

(86)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 18

5 4 3

01111010 00111000 3 4

28 emoire

(87)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 18

5 4 3

01111010 00111000 3 4

28 emoire

(88)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 18

5 4 3

01111010 00011100 3 4

28 emoire

(89)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 19

5 4 3

01111010 00011100 3 4

28 emoire

(90)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 3 4 18

28 emoire

(91)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 28 18

emoire

(92)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 0 17 18

28 emoire

(93)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 0 17 18

28 emoire

Op ´eration 0:

continuer avec l’instruction dans l’adresse indiqu ´ee si le contenu de l’accumulateur ne vaut pas z ´ero

(94)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 17

00111111 00010001 20

19 0 17 18

28 emoire

(95)

RI CI

ACC

. . . . 17

. . . . 18 01100100

01001010 10001111 17

0 17 16 28

emoire

(96)

RI CI

ACC

. . . . 17

. . . . 18 01100100

01001010 10001111 17

28 16 emoire

(97)

RI CI

ACC

. . . . 17

. . . . 18 01100100

01001010 10001111 17

4 15 16 28

emoire

Op ´eration 4:

ajouter `a l’accumulateur le contenu dans l’adresse indiqu ´ee

(98)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 28

emoire

(99)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 28

emoire

(100)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 28−28 emoire

(101)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 17

4 15 14 0

emoire

(102)

RI CI

ACC

. . . . 15

. . . . 16 01001010

01010110 11100100 18

4 15 14 0

emoire

(103)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

4 15 17 0

emoire

(104)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

0 17 emoire

(105)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

3 4 17 0

emoire

(106)

RI CI

ACC

. . . . 18

. . . . 19 00010001

10001111 01100100 18

3 4 17 0

emoire

Op ´eration 3:

´ecrire le contenu de l’accumulateur dans l’adresse indiqu ´ee

(107)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 18

5 4 3

01111010 00011100 3 4

0 emoire

(108)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 18

5 4 3

01111010 00011100 3 4

0 emoire

(109)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

10101000 18

5 4 3

01111010 00000000 3 4

0 emoire

(110)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

19

5 4 3

01111010 00000000 10101000 3 4

0 emoire

(111)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 3 4 18

0 emoire

(112)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 0 18

emoire

(113)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 0 17 18

0 emoire

(114)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 19

00111111 00010001 20

19 0 17 18

0 emoire

Op ´eration 0:

continuer avec l’instruction dans l’adresse indiqu ´ee si le contenu de l’accumulateur ne vaut pas z ´ero

(115)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 00111111 00010001 20

19 18 20

0 17 0

emoire

(116)

RI CI

ACC

. . . . . . . .

01100100 00111111 00010001 20

19 18 20

0 17 0

emoire

−→r ´ealisation d’une boucle

(117)

Le programme exprim ´e dans un langage symbolique (assembleur):

16: LOAD *10 17: ADD *15 18: STORE *4

19: IF (ACC NOT 0) GOTO 17 20: . . .

*10 = la valeur encod ´ee `a l’adresse 10

(118)

Le programme exprim ´e dans un langage symbolique (assembleur):

16: LOAD *10 17: ADD *15 18: STORE *4

19: IF (ACC NOT 0) GOTO 17 20: . . .

−→toute complexit ´e de la fonctionnalit ´e des ordinateurs

−→peut ˆetre introduite par la programmation (software)

(119)

programmation Motorola Motorola Motorola

transistors

hardware

processeurs Intel DEC AMD

compilateurs langages de

programmation Fortran C Java

software

utilisateur

(120)

11100100 01001010 10001111

01010110 . . . . . . . .

CI

ACC SQ RI

m ´emoire

Installations suppl ´ementaires:

−→s ´equenceur (cabl ´e ou microprogramm ´e)

−→→contr ˆole le d ´eroulement de toutes les actions

(121)

. . . pour deux bits:a b

11

00 10 01

1

0 0 1

NOT

NOT

a

b

(122)

. . . pour deux bits:a b

11

00 10 01

AND

AND

AND

AND NOT

NOT

a

b

(123)

11100100 01001010 10001111

01010110 . . . . . . . .

CI

ACC SQ RI

m ´emoire

Installations suppl ´ementaires:

−→s ´equenceur

−→horloge (oscillateur de quartz)

−→→donne des signaux de cadence r ´eguliers (GHz)

−→ →pour lancer des actions

(124)

11100100 01001010 10001111

01010110 . . . . . . . .

CI

ACC SQ RI

m ´emoire

Installations suppl ´ementaires:

−→s ´equenceur

−→horloge

−→“bus” de transfert entre m ´emoire et processeur

−→. . . pour des adresses et des donn ´ees

(125)

11100100 01001010 10001111

01010110 . . . . . . . .

RI ACC

CI SQ

m ´emoire

Installations suppl ´ementaires:

−→s ´equenceur

−→horloge

−→“bus” de transfert

−→registres suppl ´ementaires (SRAM)

(126)

11100100 01001010 10001111

01010110 . . . . . . . .

RI ACC

CI SQ

m ´emoire

Optimisations:

−→execution parall `ele des op ´erations ind ´ependantes

−→(p.ex. copie des donn ´ees et incr ´ement du CI)

(127)

11100100 01001010 10001111

01010110 . . . . . . . .

RI ACC CI

SQ

m ´emoire cache

m ´emoire centrale

Optimisations:

−→execution parall `ele des op ´erations ind ´ependantes

−→m ´emoire “cache” et m ´emoire centrale

−→(r ´ealisation avec SRAM et DRAM)

(128)

11100100 01001010 10001111

01010110 . . . . . . . .

RI ACC CI

11100100 01001010 10001111

01010110 . . . . . . . .

RI ACC CI

SQ SQ

m ´emoire centrale

Optimisations:

−→execution parall `ele des op ´erations ind ´ependantes

−→m ´emoire “cache” et m ´emoire centrale

−→op ´eration parall `ele de plusieurs processeurs

⇒architecture “massivement parall `ele” (p.ex. 256 processeurs)

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