{"id":1407,"date":"2022-03-22T10:58:52","date_gmt":"2022-03-22T09:58:52","guid":{"rendered":"https:\/\/yb-isn.fr\/2021\/nsi\/raphaelle\/?p=1407"},"modified":"2022-05-10T11:41:17","modified_gmt":"2022-05-10T09:41:17","slug":"architectures-materielles","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/yb-isn.fr\/2021\/nsi\/raphaelle\/2022\/03\/22\/architectures-materielles\/","title":{"rendered":"Architectures mat\u00e9rielles"},"content":{"rendered":"\n
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De Turing \u00e0 Von Neumann :<\/p>\n\n\n\n

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I – Comment fonctionne une machine de Turing ?<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Pour refaire des tests et mieux comprendre : https:\/\/interstices.info\/comment-fonctionne-une-machine-de-turing\/<\/a><\/p>\n\n\n\n

Pour expliquer la notion de \u00ab proc\u00e9dure m\u00e9canique \u00bb (= algorithme), Alan Turing invente une machine abstraite, la plus \u00e9l\u00e9mentaire possible, destin\u00e9e \u00e0 mettre en \u0153uvre ces m\u00e9canismes de calcul, num\u00e9riques ou symboliques comme le font les ordinateurs. Or, ce dernier n’existait pas encore lorsqu’Alan Turing d\u00e9crit sa machine dans un article en 1936.<\/p>\n\n\n\n

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La machine imagin\u00e9e par Turing comporte un ruban divis\u00e9 en cases, dans lesquelles elle peut \u00e9crire des symboles. La machine ne peut lire qu\u2019une seule case \u00e0 la fois, de m\u00eame elle \u00e9crit dans une seule case et d\u00e9cale le ruban d\u2019une seule case vers la gauche ou vers la droite. Les symboles sont en nombre fini. Pour que sa machine fonctionne comme une machine \u00e0 calculer en binaire, Turing envisage le cas particulier o\u00f9 les symboles utilis\u00e9s sont 0 et 1.<\/p>\n\n\n\n

–> Il existe donc six \u00ab\u00a0programmes\u00a0\u00bb diff\u00e9rents :<\/p>\n\n\n\n

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ajouter 1 \u00e0 1010<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

–> table d’actions pour ajouter 1<\/strong> : <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n
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soustraire 1 \u00e0 1010<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

–> table d’actions pour soustraire 1<\/strong> : <\/p>\n\n\n\n

\"L\u2019attribut<\/figure>\n\n\n\n
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multiplier 1010 par 2<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

–> table d’actions pour multiplier par 2<\/strong> : <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n
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inverser les 0 et 1 de 1010<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

–> table d’actions pour inverser les 0 et 1<\/strong> :<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n
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doubler la liste de 1 1111<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

–> table d’actions pour doubler la longueur d’une suite de 1<\/strong> :<\/p>\n\n\n\n

\"L\u2019attribut<\/figure>\n\n\n\n
\"\"
d\u00e9tecter un palindrome dans 1010<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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d\u00e9tecter un palindrome dans 1001<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

–> table d’actions pour d\u00e9tecter des palindromes<\/strong> : <\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

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–> Tous ces programmes sont rudimentaires mais tr\u00e8s instructifs : ils montrent que l\u2019on peut faire des op\u00e9rations num\u00e9riques (les 0 et les 1 correspondent au codage binaire de nombres) ou symboliques (les 0 ou les 1 codent des symboles).<\/p>\n\n\n\n

En combinant ces briques de base, ce sont tous les algorithmes qui peuvent s\u2019impl\u00e9menter.<\/p>\n\n\n\n

Par exemple, si l’on ajoute plusieurs fois 1, il est possible d’additionner plusieurs nombres ;<\/p>\n\n\n\n

puis en combinant les additions faire des multiplications, et par extension tous les calculs num\u00e9riques.<\/p>\n\n\n\n

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Gr\u00e2ce aux travaux de Turing Von Neumann a d\u00e9fini en 1944 l\u2019architecture d\u2019un ordinateur.<\/p>\n\n\n\n

II – Le mod\u00e8le d\u2019architecture de von Neumann<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Peu connu du grand public, le math\u00e9maticien hongrois John von Neumann (1903-1957) a pourtant \u00e9labor\u00e9 des th\u00e9ories dont les applications ont d\u00e9finitivement chang\u00e9 le cours de l\u2019humanit\u00e9, de la bombe atomique \u00e0 la r\u00e9volution num\u00e9rique. Pour en savoir plus : https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=JKG2yhTrndw&t=4s<\/a><\/p>\n\n\n\n

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Un emplacement de m\u00e9moire peut contenir indiff\u00e9remment des instructions et des donn\u00e9es, et une cons\u00e9quence majeure (dont toute la port\u00e9e n\u2019avait probablement pas \u00e9t\u00e9 per\u00e7ue \u00e0 l\u2019\u00e9poque) est qu\u2019un programme peut \u00eatre trait\u00e9 comme une donn\u00e9e par d\u2019autres programmes. Cette id\u00e9e, pr\u00e9sente en germe dans la machine de Turing, trouvait ici sa concr\u00e9tisation.<\/p>\n\n\n\n

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Le mod\u00e8le originel de von Neumann pour l\u2019architecture des ordinateurs<\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

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Plus de soixante ans apr\u00e8s son invention, le mod\u00e8le d\u2019architecture de von Neumann r\u00e9git toujours l\u2019architecture des ordinateurs. Par rapport au sch\u00e9ma initial, on peut noter deux \u00e9volutions :<\/p>\n\n\n\n

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Le mod\u00e8le de von Neumann, aujourd\u2019hui.<\/strong><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n