{"id":265,"date":"2022-03-22T10:42:37","date_gmt":"2022-03-22T09:42:37","guid":{"rendered":"http:\/\/yb-isn.fr\/2021\/nsi\/zakaria\/?p=265"},"modified":"2022-03-28T17:55:54","modified_gmt":"2022-03-28T15:55:54","slug":"architecture-materielles","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/yb-isn.fr\/2021\/nsi\/zakaria\/2022\/03\/22\/architecture-materielles\/","title":{"rendered":"Architecture mat\u00e9rielles"},"content":{"rendered":"\n
\"\"
<\/figcaption><\/figure>\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 . Si vous voulez en savoir plus visionnez\u00a0La vid\u00e9o ci-dessous (57 minutes )<\/p>\n\n\n\n

De Turing \u00e0 Von Neumann<\/h1>\n\n\n\n

Dans l\u2019histoire de l\u2019informatique, vue en d\u00e9but d\u2019ann\u00e9e, nous avions vu que les premiers ordinateurs, au sens moderne, poss\u00e9dant une m\u00e9moire et capable de faire des traitements vari\u00e9s, \u00e9taient apparus dans la premi\u00e8re moiti\u00e9 du XXe si\u00e8cle. En 1945, le math\u00e9maticien am\u00e9ricano-hongrois John Von Neumann, utilisant les recherches d\u2019Alan Turing, d\u00e9crit le mod\u00e8le d\u2019un calculateur \u00e0 programme poss\u00e9dant une m\u00e9moire<\/strong>. Ce mod\u00e8le est encore utilis\u00e9 aujourd\u2019hui et est connu sous le nom d\u2019Architecture Von Neumann<\/strong> :<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n
  • Le CPU (Central Processing Unit) ou Processeur qui poss\u00e8de deux parties :
    • UAL : unit\u00e9 arithm\u00e9tique et logique<\/strong> qui effectue les op\u00e9rations de base (addition, soustraction, multiplication\u2026)<\/li>
    • CU (control unit) Unit\u00e9 de contr\u00f4le<\/strong> : elle commande le fonctionnement du syst\u00e8me en s\u00e9quen\u00e7ant les commandes et en choisissant le chemin que doivent prendre les donn\u00e9es.<\/li>
    • Le processeur poss\u00e8de \u00e9galement une petite m\u00e9moire temporaire appel\u00e9e registre<\/strong>. (on parle aussi parfois d\u2019accumulateurs pour les calculs interm\u00e9diaires).<\/li><\/ul><\/li>
    • La m\u00e9moire qui contient les donn\u00e9es et les programmes :RAM<\/strong> (Random Access Memory) : m\u00e9moire qui contient les programmes et donn\u00e9es en cours de traitement. Chaque cellule m\u00e9moire est accessible par son adresse .<\/li><\/ul>\n\n\n\n

      Ex\u00e9cution d\u2019instructions simples en langage machine<\/h1>\n\n\n\n

      Le CPU ex\u00e9cute les instructions de mani\u00e8re s\u00e9quentielle, aid\u00e9 en cela par une horloge qui d\u00e9finit le passage au traitement suivant. Le cycle de fonctionnement normal des instructions est le suivant :<\/p>\n\n\n\n

      • Chargement de l\u2019instruction \u00e0 ex\u00e9cuter<\/li>
      • D\u00e9codage de l\u2019instruction<\/li>
      • Incr\u00e9mentation du compteur ordinal (\u00e9quivalent au d\u00e9placement de la t\u00eate de lecture dans une machine de Turing)<\/li>
      • Recherche des donn\u00e9es n\u00e9cessaires en m\u00e9moire avec leur adresse<\/li>
      • Chargement des donn\u00e9es n\u00e9cessaires<\/li>
      • Ex\u00e9cution de l\u2019instruction (calcul, \u00e9criture\u2026)<\/li>
      • Reprise au d\u00e9but<\/li><\/ul>\n\n\n\n

        Chaque instruction ou donn\u00e9e \u00e0 une longueur d\u2019un certain nombre de bits appel\u00e9 \u00ab\u00a0mot machine<\/strong>\u00a0\u00bb dont la longueur correspond \u00e0 la largeur du bus de donn\u00e9es. En 2021, la plupart des ordinateurs fonctionnent avec des bus de 64 bits, soit 8 octets.<\/p>\n\n\n\n

        Le langage machine<\/h1>\n\n\n\n

        TEST 1 : <\/p>\n\n\n\n

        On met notre code sur le simulateur y86 : <\/p>\n\n\n\n

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

        On remarque que le programme stocke la valeur \u00ab\u00a0i<\/strong>mm\u00e9diate\u00a0\u00bb\u00a09<\/strong>\u00a0dans le\u00a0r<\/strong>egistre\u00a0\u00a0%eax.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

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

        TEST 2 : <\/p>\n\n\n\n

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

        Enregistrement de la valeur \u00ab\u00a0imm\u00e9diate\u00a0\u00bb 9 dans le registre %eax<\/p>\n\n\n\n

        Enregistrement de la valeur \u00ab\u00a0imm\u00e9diate\u00a0\u00bb 6 dans le registre %ebx<\/p>\n\n\n\n

        Effectuons l\u2019addition et enregistrons le r\u00e9sultat dans le registre %ebx<\/p>\n\n\n\n

        Fin du programme<\/p>\n\n\n\n

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

        Modifions\u00a0 le programme pour effectuer la soustraction 6-9 dans %ebx<\/p>\n\n\n\n

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

        On peux retenir donc que pour additionner on utilise \u00ab\u00a0addl\u00a0\u00bb et pour soustraire \u00ab\u00a0subl\u00a0\u00bb ! <\/p>\n\n\n\n

        Le r\u00e9sultat de la soustraction donne f f f f f f f d(16)<\/sub><\/p>\n\n\n\n

        Mais esque ce nombre correspond\u00a0 il \u00e0 -3 ?<\/p>\n\n\n\n

        premi\u00e8re m\u00e9thode: compl\u00e9ment \u00e0 2<\/p>\n\n\n\n

        f f f f f f f d(16)<\/sub><\/p>\n\n\n\n

        \u00c9criture en binaire<\/p>\n\n\n\n

        1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101<\/p>\n\n\n\n

        Inversion des bits<\/p>\n\n\n\n

        0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010<\/p>\n\n\n\n

        Ajout de 1<\/p>\n\n\n\n

        0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011<\/p>\n\n\n\n

        3 en d\u00e9cimal !<\/p>\n\n\n\n

        Deuxi\u00e8me m\u00e9thode : on ajoute 3<\/p>\n\n\n\n

        1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101<\/p>\n\n\n\n

        0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0011<\/p>\n\n\n\n

        ————————————————————-<\/p>\n\n\n\n

        0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000<\/p>\n\n\n\n

        la somme donne bien 0<\/p>\n\n\n\n

        TEST 3 : <\/p>\n\n\n\n

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

        Enregistrement de la valeur \u00ab\u00a0imm\u00e9diate\u00a0\u00bb 9 dans le registre %eax <\/p>\n\n\n\n

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

        Et on place la valeur %eax donc ‘9’ et on la place dans la m\u00e9moire \u00ab\u00a0rm\u00a0\u00bbmovl<\/strong> ligne 48 en hexad\u00e9cimal donc : <\/p>\n\n\n\n

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

        <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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