Matière : Architecture des ordinateurs

Unité d’enseignement fondamentale : UEF1

Crédits : 5

Coefficient : 3

Objectifs de l’enseignement : 

la matière a pour objectif de mettre en clair le principe de
fonctionnement de l’ordinateur avec une présentation détaillée de l’architecture de l’ordinateur.

Contenu de la matière :
Chapitre 1 :

  • Introduction à la notion d'architecture des ordinateurs
  • La machine de Von Neumann et la machine Harvard.

Chapitre 2 : Principaux composants d’un ordinateur

  • Schéma global d’une architecture
  • L’UAL
  • Les bus
  • Les registres
  • La mémoire interne : mémoire RAM (SRAM et DRAM), ROM, temps d'accès, latence,...
  • La mémoire cache : utilité et principe, algorithmes de gestion du cache (notions de base)
  • Hiérarchie de mémoires

Chapitre 3 : Notions sur les instructions d'un ordinateur :

  • Langage de haut niveau, assembleur, langage machine
  • Les instructions machines usuelles (arithmétiques, logiques, de comparaison, chargement, rangement, transfert, sauts,…)
  • Principe de compilation et d'assemblage (notions de base)
  • L’unité de contrôle et de commande
  • Phases d’exécution d’une instruction (Recherche, décodage, exécution, rangement des résultats)
  • UCC pipeline
  • L’horloge et le séquenceur

Chapitre 4 : Le processeur

  • Rôle du processeur, calcul de CPI (Cycle per Instruction), les processeurs CISC et RISC.
  • Le microprocesseur MIPS R3000
  • Structure externe du processeur MIPS R3000
  • Structure interne du processeur MIPS R3000
  • Jeu d’instructions, Formats et programmation du MIPS R3000.
  • Programmation du MIPS R3000

Chapitre 5 : instructions spéciales
Notions sur les interruptions, les entrées-sorties et les instructions systèmes (cas du MIPS R3000)

Mode d’évaluation : Examen (60%) , contrôle continu (40%)

Références

  • Alain Cazes , Joëlle Delacroix, Architecture des machines et des systèmes informatiques 4ème édition, Collection : Informatique, Dunod, 2011.
  • Andrew S. Tanenbaum, Todd Austin Structured Computer Organization, Pearson, 2012.
  • Paolo Zanella, Yves Ligier, Emmanuel Lazard, Architecture et technologie des ordinateurs : Cours et exercices - Collection : Sciences Sup, Dunod, 5ème édition, 2013.
  • Liens vers le microprocesseur MIPS R3000
  • ftp://132.227.86.9/pub/mips/mips.asm.pdf
  • ftp://asim.lip6.fr/pub/mips/mips.externe.pdf
  • ftp://asim.lip6.fr/pub/mips/mips.interne.pdf