340 likes | 544 Views
2. Objectifs. Conna
E N D
1. Aspects Matériel et logiciels du traitement de l'information Cours de PCEM 2
F. KOHLER
f.kohler@chu-nancy.fr
2. 2 Objectifs Connaître le principe de fonctionnement d’un micro-ordinateur
Etre capable de distinguer les différents types de systèmes d’exploitation
Etre capable de citer et d’indiquer l’usage des différents périphériques
Etre capable d’indiquer le principe du codage binaire de l’information notamment appliqués aux caractères
3. 3 Plan Un peu d'histoire
Anatomie fonctionnelle
Biologie cellulaire
Du gros ordinateur au palm top
Physiologie générale : Les systèmes d'exploitation
Anatomie détaillée
Physiologie spécialisée : Les logiciels applicatifs
Pathologie : Virus et autre
Traitement : Maintenance et sauvegarde
4. 4 Un peu d’histoire La cellule vivante utilise des systèmes de type digital : code génétique, influx nerveux...
Les ordinateurs traitent de l'information digitale,
fondamentalement discontinue : chiffres ou des caractères,
par opposition à l'information analogique qui, elle, a un caractère continu : tensions électriques...
L’information élémentaire est caractérisée par la présence ou l’absence d’une certaine tension sur un conducteur. On note 1 la présence de la tension et 0 l’absence. Cette information élémentaire est le bit
L’objectif est de traiter automatiquement l’information soit en vue
D’automatiser des actions comme :
Réaliser des calculs numériques (addition, soustraction…)
Réaliser des processus industriels
D’automatiser des démonstrations : calcul symbolique, démonstration de théorèmes…
5. 5 La machine de Pascal 17 ième siècle : Pascal invente la machine à calculer à roues dentées qui permet de réaliser l'addition et la soustraction. La machine est constituée de roues comportant 10 positions (de 0 à 9) et chaque fois qu'une roue passe de la position 9 à la position 0, la roue immédiatement à gauche avance d'une position.
L'unité arithmétique de nos ordinateurs fonctionne sur le même principe, des circuits électroniques ont remplacé les roues.
Leibnitz lui a ajouté la multiplication et la division.
6. 6 Les applications industrielles Les jacquemarts sont les ancêtres des automates à séquences qui fleurissent dans l'industrie (programmeur de machine à laver...). On les appelle calculateurs à programme intérieur ou figé car ils sont condamnés à exécuter la même séquence : le même programme
Au 19 ième siècle Babbage a l'idée de reprendre les concepts développés par jacquard pour l'automatisation des métiers à tisser avec la notion de programme extérieur. La machine de Babbage devait (elle n'a jamais été terminée) lire une carte perforée, définissant une opération à effectuer; exécuter l'opération; lire la carte suivante etc...
Ce type de machine ne sait exécuter que des séquences. Toute décision dépendant du résultat d'un calcul doit être réalisée par l'homme.
7. 7 La naissance des ordinateurs 1945 Von Neumann : Machine à programme enregistré. Elle permet le branchement conditionnel : suivant la valeur d'un résultat précédemment obtenu, positive ou négative par exemple, la machine devra exécuter telle ou telle partie du programme.
La plupart des ordinateurs actuels fonctionne selon le schéma de Von Neuman.
8. 8 Anatomie fonctionnelle Même si dans un micro-ordinateur, tout est condensé dans un seul boîtier, on distingue :
L'unité centrale
Composée de
L'unité arithmétique et logique effectue sur les données qu'elle reçoit les traitements commandés par l'unité de contrôle
L'unité de contrôle extrait de la mémoire centrale la nouvelle instruction à exécuter, analyse cette instruction et établit les connexions électriques correspondantes dans l'unité arithmétique et logique; elle extrait de la mémoire centrale les données sur lesquelles porte l'instruction, elle déclenche le traitement des données dans l'unité arithmétique et logique et éventuellement range le résultat dans la mémoire centrale.
Dans les micro-processeurs, l'unité de contrôle et l'unité arithmétique et logique sont rassemblées dans le même circuit électronique.
La mémoire centrale
La mémoire centrale contient deux types d'informations :
Les instructions du programme que la machine devra exécuter. Le programme est enregistré en mémoire avant le début de son exécution
Les données ou opérandes sur lesquelles la machine effectuera les traitements dictés par les instructions.
Les unités d'échange et les unités périphériques
Elles permettent à la machine de communiquer avec l'extérieur.
Dans un micro-ordinateur, tout ceci est rassemblé sur la carte mère.
9. 9 Anatomie fonctionnelle
10. 10 Fonctionnement interne La mémoire centrale
Elle peut être considérée comme formée d'un ensemble de cellules pouvant contenir une information appelée mot.
En français, les mots sont composés de lettres et de chiffres et peuvent avoir des longueurs différentes :
Informatique : 12 lettres
Fille : 5 lettres
En informatique, les mots sont composés de bit pouvant prendre les valeurs 1 ou 0 et leur longueur est fixe (8, 16, 32… bit)
Les cellules sont numérotées et l'unité de contrôle connaît chaque cellule par son numéro : son adresse.
La mémoire centrale est limitée en taille et volatile, toutes les informations vont être perdues en cas de coupure de courant ou de plantage.
11. 11 Fonctionnement interne La mémoire centrale et l’unité de contrôle
L'unité de contrôle peut lire le contenu d'une cellule donnée ou écrire une information dans une cellule d'adresse donnée.
Pour réaliser cela, l'unité de contrôle fournit l'adresse de la cellule concernée dans un registre associé à la mémoire centrale : le registre d'adresse ou de sélection mémoire.
Dans le cas d'une lecture, l'information contenue dans la cellule est transférée dans un deuxième registre : le registre mot ou d'échange.
Dans le cas d'une écriture, l'information contenue dans le registre mot est transférée dans la cellule, effaçant et remplaçant l'ancien contenu de la cellule.
12. 12 Fonctionnement Interne Le programme
Il se compose d'instructions rangées séquentiellement en mémoire. A la fin de l'instruction d'adresse A, le calculateur enchaîne automatiquement sur l'instruction d'adresse A+1 sauf en cas de branchement conditionnel.
Il existe trois type d'instructions :
Les instructions de traitement portant sur des opérandes : opérations arithmétiques et logiques, opération de rangement en mémoire.
Les instructions de rupture de séquence permettant de rompre l'enchaînement séquentiel et de passer à une autre partie du programme si certaines conditions sont réalisées.
Les instructions d'échange permettant les échanges entre le calculateur et le milieu extérieur.
Il est écrit soit en « langage machine » suite de bit correspondant à des ordres spécifiques d’un microprocesseurs soit en langage symbolique (basic, fortran, c, java….) qui nécessite une traduction en langage machine pour être comprise par le microprocesseur
13. 13 Fonctionnement interne L'unité arithmétique et logique Pour réaliser une addition le programme doit fournir les informations suivantes : Le type d'opération à réaliser ici une addition L'adresse de la cellule mémoire qui contient la première donnée L'adresse de la cellule mémoire qui contient la deuxième donnée L'adresse de la cellule mémoire où doit être rangé le résultat On peut ainsi concevoir une machine à 3 adresses (3 registres) ou à une adresse et un accumulateur.