Lordinateur comment a marche Ou comment avoir des

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

Un ordinateur dans les années 70 Introduction 2

Un ordinateur aujourd’hui Introduction PCI Université Claude Bernard 3

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

De manière plus générale. . . Carte mère UC MC E/S Vidéo BUS Carte Interface 1 Architecture générale Carte Interface 2 PCI Université Claude Bernard 5

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

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

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

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

Séquencement des instructions (2) Unité Centrale Mémoire Centrale 01101001 10100011 donnée 0000001 0000 UAL + @donnée MC->UC/I commande H Registres 8 7 6 5 4 3 2 1 0 10100011 Contrôleur Mémoire BUS Unité Centrale L’instruction suivante est cherchée en mémoire PCI Université Claude Bernard 10

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

Écriture d’une donnée en mémoire Unité Centrale Mémoire Centrale 10100011 donnée 00001111 UAL 0000001 @donnée 00001000 + commande UC->MC/D H Registres 8 7 6 5 4 3 2 1 00001111 10010010 0 Contrôleur Mémoire BUS Unité Centrale PCI Université Claude Bernard 12

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 PCI Université Claude Bernard 13

Et les entrées-sorties. . . Carte mère UC MC E/S Vidéo BUS Interface Disque Imprimante Entrées-Sorties DISCUSSION PCI Université Claude Bernard 14

L’affichage vidéo 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 Contrôleur moniteur Connectique externe Mémoire Vidéo Contrôleur Mémoire Connexion au bus BUS Vidéo PCI Université Claude Bernard 15

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

Interface Imprimante Unité Centrale (1 - test d ’état) instruction 0000 donnée UAL H @instruction @donnée @2 + MC->UC/D commande Contrôle Périphérique Contrôle communication Registres Contrôle Bus Donnée @1 Etat Contrôle 0000 @2 @3 BUS E/S standard caractères PCI Université Claude Bernard 17

Interface Imprimante Unité Centrale(2 - mode d ’échange) instruction 1111 donnée UAL H @instruction @donnée @3 + UC->MC/D commande Contrôle Périphérique Contrôle communication Registres Contrôle Bus Donnée Etat @1 @2 Contrôle 1111 @3 BUS E/S standard caractères PCI Université Claude Bernard 18

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

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 PCI Université Claude Bernard 20

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

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

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

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 PCI Université Claude Bernard 24

Quelques sites • Une sélection qui vieillira vite. . – http: //www. 01 hardware. 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 PCI Université Claude Bernard 25

Lecteur de CD-ROM Annexe PCI Université Claude Bernard 26

Unité de disque Annexe PCI Université Claude Bernard 27

Unité Disquette Annexe PCI Université Claude Bernard 28

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