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UE4 - Principes de fonctionnement d'un ordinateur

UE4 - Principes de fonctionnement d'un ordinateur

En pratique :

Volume horaire de cours : 10
Volume horaire global de TD : 8
Volume horaire global de TP : 12
Langue principale : français

Description du contenu de l'enseignement

L’objectif du cours est double. Le premier objectif du cours est de rappeler et/ou présenter rapidement des notions essentielles pour la compréhension du fonctionnement d’un calculateur (représentation de l’information dans un système, conception de circuits logiques combinatoires et séquentiels). À partir de ces notions et de quelques briques de bases matérielles, le second objectif est d’étudier comment mettre en œuvre une architecture de calculateur programmable.

  1. Circuits logiques combinatoires & séquentiels Rappels : synthèse de circuits combinatoires
  2. Notion de circuit synchrone / machine à état
  3. Exemples de circuits synchrones (compteurs, registres, etc.)
  4. Comportement temporel des circuits synchrones
  5. Synthèse de circuit synchrones
  • Conception de circuits logiques séquentiels complexes
      Conception par assemblage de composants
  • Cas d’étude : transmetteur/récepteur en série
  • Décomposition UT/UC d’un calculateur câblé
  • Cas d’étude : calculatrice hexadécimale
  • Structure d’un calculateur programmable
      Fonctionnement d’une mémoire adressable
  • Définition d’une unité de traitement « générique »
  • Notion de macro-commande/instruction machine
  • Cycle d’exécution d’une instruction mémoire
  • Définition d’un jeu d’instruction minimaliste
  • Etude de cas : le processeur NIOS II
      Modèle mémoire / registres
  • Instructions arithmétiques/logiques
  • Instructions d’accès à la mémoire
  • Gestion du flot de contrôle

  • Compétences à acquérir

    • À la fin du cours, les étudiants disposent de compétences de base en conception de circuits numériques simples sur support FPGA.
    • Ils connaissent et comprennent les principes de fonctionnement d’un calculateur programmable, et disposent de notions en programmation en « langage machine ».

    Modalités d’organisation et de suivi

    • Une note de contrôle continus (CC) basée sur les comptes rendu des séances de travaux pratiques prévues pendant le semestre.
    • À la fin du semestre 6, un examen final de première session de deux heures (T1).
    • En session de rattrapage, un examen final de seconde session de deux heures (T2).

     


    Bibliographie, lectures recommandées

    • Computer Architecture, 5th Edition, A Quantitative Approach, John Henessy, D. Patterson. Morgan Kaufman editions. ISBN-9780123838728

     


    Intervenant(s)

    STEVEN DERRIEN

    Pré-requis

    Pré-requis obligatoires

    • Codage des nombres (binaire, complément à deux)
    • Conception de circuits logiques (combinatoires et séquentiels)