Architectures des machines [T7ES522M]

Architectures des machines [T7ES522M]

En pratique

Nature
Elément constitutif
Volume horaire de TP
8
Volume horaire de TD
6
Volume horaire de CM
10
Volume horaire de travail personnel
16
Langue d'enseignement
Français

Description du contenu de l'enseignement

Le processeur est l’élément de base d’un système numérique. L’objectif de ce cours est de présenter le principe de fonctionnement d’un processeur et son organisation interne. Bien qu’il ne soit pas indispensable de savoir comment fonctionne un processeur ni comment il est fait pour programmer, un minimum de culture à ce sujet permet de mieux en tirer parti. Il ne s’agit pas dans ce cours d’expliquer les innovations les plus récentes dans le domaine - un cours de 3ème année est dédié à cela - mais plutôt de mettre l’accent sur les principes de base des processeurs et leur mise en œuvre lors de l’exécution d’une application. Deux techniques fondamentales permettant d’améliorer les performances d’un processeur sont présentées : le pipeline et la hiérarchie mémoire (mémoire cache). Des outils de simulation de processeurs sont utilisés en travaux pratiques pour appréhender le fonctionnement interne des processeurs au travers de l’exécution d’applications simples.


The processor is the main basic block of a digital system. The objective of this course is to present the principle of a processor and its internal organization. Although it is not essential to know how a processor works or how it is designed to program, a minimum of knowledge on this subject makes it possible to better use it. This course is not about explaining the most recent innovations in the field - a 3rd year course is dedicated to this - but rather about emphasizing the basic principles of processors and their implementation when running an application. Two fundamental techniques for improving the performance of a processor are presented: the pipeline and the cache memory. Processor simulation tools are used in labs to understand the inner workings of processors through the execution of simple applications.

Organisation

Modalités d'organisation et de suivi

  1. Introduction
  2. Principe d’une machine Von Neumann
  3. Machine RISC
  4. Fonctionnement pipeline
  5. Hiérarchie mémoire (Principe de mémoire cache)

  1. Introduction
  2. Principle of a Von Neumann processor
  3. RISC processor
  4. Pipeline processor
  5. Principle of a cache memory

Informations pédagogiques

Compétences à acquérir

A la fin de ce module, l'étudiant doit être capable de :

  • Connaître l'architecture interne d'un processeur,
  • Connaître les étapes d’exécution des instructions dans un processeur classique,
  • Comprendre le fonctionnement pipeline,
  • Comprendre les aléas de fonctionnement posés par une architecture pipeline,
  • Savoir ce qu’est une hiérarchie mémoire (mémoire cache) et comprendre son fonctionnement,
  • Comprendre les gains potentiels (ainsi que les pénalités éventuelles) associés au principe de hiérarchie mémoire.

At the end of this module, the student should be able to:

  • Know the internal architecture of a processor,
  • Know the steps for executing instructions in a conventional processor,
  • Understand how the pipeline works,
  • Understand pipeline hazards,
  • Know what a cache memory is and understand how it works,
  • Understand the potential gains (as well as penalties) associated with the principle of cache memory.

 

Pré-requis recommandés

Bases des systèmes numériques


Basics of digital systems

Discipline

  • Introduction
  • Principe d’une machine Von Neumann
  • Machine RISC
  • Fonctionnement pipeline
  • Hiérarchie mémoire (principe de mémoire cache)

Bibliographie, lectures recommandées

John Hennessy, David Patterson, Computer Architecture: A Quantitative Approach, Elsevier (The Morgan Kaufmann Series in Computer Architecture and Design), ISBN-9780123838728 David A. Patterson, John L. Hennessy, Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, Elsevier (The Morgan Kaufmann Series in Computer Architecture and Design), ISBN-9780124077263

Dernière modification : ven, 08/01/2021 - 15:31