L’ordinateur: comment ça marche ? Ou comment avoir des idées justes sur le sujet... PCI SV I - STU I Alain Mille UFR d’Informatique UCBL.

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1 L’ordinateur: comment ça marche ? Ou comment avoir des idées justes sur le sujet... PCI SV I - STU I 2000-2001 Alain Mille UFR d’Informatique UCBL

2 PCI Université Claude Bernard2 Un ordinateur dans les années 70 Introduction

3 PCI Université Claude Bernard3 Un ordinateur aujourd’hui Introduction

4 PCI Université Claude Bernard4 Si on regarde de plus près... Carte « mère » Sortie vidéo Connecteur souris, clavier Sortie Imprimante Disque CD-ROM Disquette Architecture générale

5 PCI Université Claude Bernard5 De manière plus générale... BUS E/SVidéo UCMC Carte mère Carte Interface1 Carte Interface2 Architecture générale

6 PCI Université Claude Bernard6 Le cœur du système... BUS Unité Centrale Mémoire Centrale Architecture générale

7 PCI Université Claude Bernard7 Mémoire centrale 0 4 8 N N-4 i Adresses en octets Un mot Un octet = 8 bits (binary digits) Un mot = 4 octets dans l’exemple Mémoire centrale

8 PCI Université Claude Bernard8 L’UNITE CENTRALE Contrôleur Mémoire UAL H + instruction donnée @instruction @donnée commande Registres BUS Unité Centrale 0 1 2 7 6 5 4 3 8 Mémoire Centrale Unité Centrale

9 PCI Université Claude Bernard9 H @instruction Séquencement des instructions (1) Contrôleur Mémoire UAL instruction donnée 0000000 commande @donnée H 0 1 2 7 6 5 4 3 8 Registres BUS Unité Centrale Mémoire Centrale 01101001 UAL Contrôleur Mémoire MC->UC/I 01101001 Unité Centrale L’instruction d’adresse 0 est cherchée en mémoire (fetch)

10 PCI Université Claude Bernard10 H 00000000 Séquencement des instructions (2) Contrôleur Mémoire 01101001 donnée 0000001 commande @donnée 0 1 2 7 6 5 4 3 8 Registres BUS Unité Centrale Mémoire Centrale 10100011 UAL Contrôleur Mémoire MC->UC/I 10100011 + L’instruction suivante est cherchée en mémoire Unité Centrale

11 PCI Université Claude Bernard11 Contrôleur Mémoire UAL 10100011 donnée 0000001 commande @donnée H 0 1 2 7 6 5 4 3 8 Registres BUS Unité Centrale Mémoire Centrale Lecture d’une donnée en mémoire + Contrôleur Mémoire 00000111 MC->UC/D 1111000 11110000 Unité Centrale

12 PCI Université Claude Bernard12 Contrôleur Mémoire UAL 10100011 donnée 0000001 commande @donnée H 0 1 2 7 6 5 4 3 8 Registres BUS Unité Centrale Mémoire Centrale Écriture d’une donnée en mémoire + Contrôleur Mémoire 00001000 UC->MC/D 00001111 1001001000001111 Unité Centrale

13 PCI Université Claude Bernard13 Quatre notions fondamentales SEQUENCEMENT DES INSTRUCTIONS CONTRÔLE : les opérations sont faites sous le contrôle d’une « signalisation » assurant la synchronisation des échanges ADRESSAGE : toute information (instruction ou donnée) possède une adresse en mémoire pour être atteinte SEPARATION des circuits DONNEES / INSTRUCTIONS. Fondamentaux

14 PCI Université Claude Bernard14 Et les entrées-sorties... BUS E/SVidéo UCMC Carte mère Interface Disque Interface Imprimante Entrées-Sorties DISCUSSION

15 PCI Université Claude Bernard15 L’affichage vidéo Mémoire Vidéo Connectique externe Contrôleur moniteur Contrôleur Mémoire Connexion au bus BUS Chaque pixel (picture element) a son équivalent en mémoire vidéo. Chaque point voit sa couleur codée sur 1,2, 3 ou 4 octets. Le contenu de la mémoire vidéo est réaffiché 25 fois par seconde à l’écran. Modifier les informations de la mémoire vidéo = modifier l’affichage Vidéo

16 PCI Université Claude Bernard16 Interface imprimante (standard orienté caractères) BUS Contrôle communication Contrôle Périphérique @1 @2 @3 1 2 7 6 5 4 3 8 Mémoire centrale Contrôle communication Contrôle Bus @1 Donnée @2 Etat @3 Contrôle E/S standard caractères

17 PCI Université Claude Bernard17 Interface Imprimante (1- test d ’état) Contrôle communication Contrôle Périphérique Contrôle communication Contrôle Bus DonnéeEtatContrôle UAL H + instruction donnée @instruction @donnée commande Registres BUS Unité Centrale @1@2@3 MC->UC/D @2 00000000 E/S standard caractères

18 PCI Université Claude Bernard18 Interface Imprimante (2- mode d ’échange) Contrôle communication Contrôle Périphérique Contrôle communication Contrôle Bus DonnéeEtatContrôle UAL H + instruction donnée @instruction @donnée commande Registres BUS Unité Centrale @1@2@3 UC->MC/D @3 11111111 @3 E/S standard caractères

19 PCI Université Claude Bernard19 Interface Imprimante (3 - échange) Contrôle communication Contrôle Périphérique Contrôle communication Contrôle Bus DonnéeEtatContrôle UAL H + instruction donnée @instruction @donnée commande Registres BUS Unité Centrale @1@2 UC->MC/D @1 01011001 @1@3 01011001 E/S standard caractères

20 PCI Université Claude Bernard20 L’unité de disque Une unité de disques est constituée d’un empilement de disques. Chaque face d’un disque est lue par une tête de lecture qui « vole » à quelques microns au dessus de la surface. Un disque tourne à plusieurs milliers de tours par minute. E/S standard blocs

21 PCI Université Claude Bernard21 Secteurs, pistes E/S standard blocs

22 PCI Université Claude Bernard22 Echanges de blocs de n secteurs (1) BUS 1 bloc de 512 octets Mémoire centrale Carte d’interface 2 secteurs de 512 octets BUS E/S standard blocs

23 PCI Université Claude Bernard23 Echanges de blocs de n secteurs (2) BUS 1 bloc de 512 octets Mémoire centrale Carte d’interface 2 secteurs de 512 octets BUS E/S standard blocs

24 PCI Université Claude Bernard24 Discussion Nous venons de voir un « modèle » général du fonctionnement matériel d’un ordinateur. Au delà du modèle, il convient de se reporter aux descriptions techniques pour « comprendre » la technologie précise de votre ordinateur Discussion

25 PCI Université Claude Bernard25 Quelques sites Une sélection qui vieillira vite.... –http://www.01hardware.com/hardware/ pour l’assistance sur le matériel –http://www.teaser.fr/~spineau/acrodict/ pour les acronymes informatiques –http://www.aideonline.com, un site d’aide en ligne gratuit... –www.multimania.com/lionelma/paged.htm une visite guidée par un « néophyte » –http://perso.wanadoo.fr/ameliorer.son.pc/informatique.htm par un autre néophyte 2 sites sur l’histoire de l’informatique... –http://ei.cs.vt.edu/~history/TMTCTW.html –http://histoire.info.online.fr Liens

26 PCI Université Claude Bernard26 Lecteur de CD-ROM Annexe

27 PCI Université Claude Bernard27 Unité de disque Annexe

28 PCI Université Claude Bernard28 Unité Disquette Annexe

29 PCI Université Claude Bernard29 Zoom sur la carte mère... Connecteurs (fond de panier) CPU Mémoire Électronique de contrôle Annexe