1ere année cycle ingénieurs
Architecture & Programmation des ordinateurs :
Architecture des ordinateurs
A.U. 2012/2013
(Support de cours)
A.U 2012/2013 1
R. MAHMOUDI
(mahmoudr@esiee.fr)
Objectifs :
Acquérir les notions de base sur la structure et le fonctionnement d’un ordinateur et ces principaux composants (microprocesseurs, mémoire et dispositifs E/S)
Savoir concevoir des programmes simples, les exécuter sur un microprocesseur, afin de comprendre le processus : conception d’un programme, génération de l’exécutable, lancement et exécution des instructions par le microprocesseur.
Architecture et programmation des ordinateurs :
Architecture des ordinateurs
Architecture des ordinateurs
Plan :
1. Histoire de l’informatique 2. Système informatique
3. Les composants d’un ordinateur 4. Représentation de l’information 5. Les machines théoriques
6. Microprocesseurs & Jeu d’instruction M68000
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Architecture et programmation des ordinateurs :
1- HISTOIRE
Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque mécanique (1)
500 av. J.C : Premiers outils mécanique de calcul : l’abaque et le boulier.
1580 : John NAPIER (Neper) invente les logarithmes
1642 : Pascal met au point la Pascaline (additions et soustractions).
la Pascaline.
L’Abaque (chine)
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Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque mécanique (2)
1673 : Gottfried Wilhelm Von Leibniz améliore la Pascaline (multiplier et diviser).
1679 : Francis Bacon invente la base du langage binaire
1725 : La première machine programmable fût inventée : métier à tisser (à un ruban troué puis à cartes perforées).
Leibniz
métier à tisser
Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque mécanique (3)
1820: Arith-méto-mètre de Thomas de Colmar : première machine à calculer.
1833 : Babbage introduit le concept d’un ordinateur : unité de calcul, mémoire, registre et entrée des données par carte perforée.
Colmar
Babbage
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Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électromécanique (1)
1890: Hollerith construisit une machine électromécanique pour faciliter les opérations de recensement (essentiellement des tris et des comptages).
1904 : Invention du premier tube à vide, la diode par John Fleming.
Hollerith Tube à vide
Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électromécanique (2)
1937 : George Stibitz crée le premier circuit binaire, un additionneur (Model K) 1937 : Alan M. Turing publie un document sur les nombres calculables.
1938 : Claude Shannon fait le lien entre les circuits électriques et l’algèbre Booléenne. Il définit le chiffre binaire : bit(BInary digiT).
George Stibitz Alan M. Turing Claude Shannon
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Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque 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.
Konrad Zuse présente le Z1
Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (1)
1945 : John Von Neumann: premier rapport décrivant ce que devrait être un ordinateur à programme enregistré qu’il appelle l’EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer).
EDVAC
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Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (2)
1946 : Creation de l’ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer).
Composé de 19000 tubes, pèse 30 tonnes, occupe une surface de 72 m2 et consomme 140 kilowatts. Horloge : 100 KHz. Vitesse : environ 330 multiplications par seconde.
ENIAC
Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque 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.
Transistor V. Wilkes Hopper Mémoire à tores
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Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (4)
1957 : Création du TX0 au laboratoire de Lincoln, Processeur 18 bits – 3500 transistors, 83000 instructions par seconde, Mémoire : 65536 mots, Entrées : clavier - stylo optique, Sorties : écran graphique - imprimante, Consommation : 1000 Watts
TX0
Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (5)
1957 : Création du premier langage de programmation universel, le FORTRAN (FORmula TRANslator) par John Backus.
Buckus
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Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (6)
1965 : Gordon Moore écrit 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)
Moor Wirth Thompson et Ritchie
Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (7)
1970 : Première puce mémoire crée par Intel
1971 : Intel 4004, processeur 4 bits tournant à 108 KHz, 640 octets de mémoire, 60000 instructions par seconde, 2300 transistors.
Intel 4OO4
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Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (8)
1971- 1973 : Dennis Ritchie : le langage C et le noyau UNIX en C 1972 - 1973 : Bob Kahn introduit le protocole TCP/IP
1984 : Apple Macintosh
1984 : Mise en place du DNS (Domain Name Server) sur Internet.
1986: le nombre de machines connectées sur Internetatteint 2308 connectés.
1987: Sortie de Word 4.0pour DOS chez Microsoft.
Macintosh 1984
Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (9)
1989 : Le WWW (World Wide Web) a été créé par Tim Berners-Lee.
1990 : Windows 3.0 fait son apparition (de Microsoft).
1991 : Linus Torvalds, qu'il nommera ensuite Linux (Linus's Unix).
1995 : Naissance du navigateur Internet Explorer pour Windows.
2000 : Le processeur Intel Pentium 4 .
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Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (10)
2007 : 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 (2 x 512 Mo) de mémoire (DIMM ECC DDR2 667 MHz à tampon complet) Disque dur Serial ATA 250 Go (3 Gb/s) à 7 200 tr/min
SuperDrive 16x (DVD+R DL/DVD±RW/CD-RW)
Carte graphique NVIDIA GeForce 7300 GT avec 256 Mo de mémoire
Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (11)
2010 :
Sandy Bridge
?
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La gamme de processeurs Core i3, i5 et i7 de deuxième génération
Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (12)
2010 : HP Pavilion Elite HPE-330fr (WX145EA)
Processeur Intel® Core™ i5650 à 3,2 GHz - 6 Go de mémoire DDR3 Disque dur SATA 2 To (2 x 1 To), 3 Gb/s (7 200 tr/min)
ATI Radeon™ HD 5570 avec technologie Avivo
jusqu'à 4863 Mo de mémoire graphique totale disponible dont 2 Go dédiés
Architecture des ordinateurs :
Histoire – Epoque électronique (13)
2013 :
Ivy Bridge
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Pentium G2130 : 2 cœurs à 3.2 GHz, 3 Mo de cache, 55W, DDR3-1600
Architecture des ordinateurs :
Futur :
Microsoft Research : le PC du futur se manipulera peut-être en 3D
derrière un écran transparent
Architecture des ordinateurs :
Microsoft Research …
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