Architecture & Programmation des ordinateurs: …mahmoudr/engineering/arch/arch01.pdf01/02/2013 3 Architecture des ordinateurs: Histoire –Epoque mécanique (1) 500 av.J.C : Premiers

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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 ([email protected])

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 :


A.U 2012/2013 2Ramzi Mahmoudi

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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



1- HISTOIRE


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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)




�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


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�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.

ColmarBabbage



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


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�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




�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


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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




�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


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�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




�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


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�1957 : Création du premier langage de programmation universel, le FORTRAN

(FORmula TRANslator) par John Backus.

Buckus




�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


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�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




�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 Internet atteint 2308 connectés.

�1987: Sortie de Word 4.0 pour DOS chez Microsoft.

Macintosh 1984


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�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 .




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


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2010 : Sandy Bridge

?


La gamme de processeurs Core i3, i5 et i7 de deuxième génération



2010 : HP Pavilion Elite HPE-330fr (WX145EA)

Processeur Intel® Core™ i5 650 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


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2013 : Ivy Bridge


Pentium G2130 : 2 cœurs à 3.2 GHz, 3 Mo de cache, 55W, DDR3-1600


Futur :


Microsoft Research : le PC du futur se manipulera peut-être en 3D derrière un écran transparent

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Microsoft Research …


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