Un regard sur un ordinateur classique

1. Un regard sur un ordinateur classique

2. Un regard sur un ordinateur classique • Introduction • Le model général • Le processeur • Le chipset • La mémoire • Les périphériques • La loi de Moore • Illusions et pièges • Conclusions

3. Objectif • Nous définirons la structure d ’un ordinateur classique au travers de matériels existants. • Des paragraphes intitulés « illusions et pièges » nous mettrons en garde sur un certains nombres de difficultés et de pièges à éviter.

4. Le PC minimum 10/97

5. Un autre type

6. Le Pentium

7. Un regard sur un ordinateur classique Mémoire principale Stockage Secondaire Périphérique E/S CPU Bus Registres Unité de contrôle Unité Arithmétique et Logique

8. Illusions et pièges • Illusions : • Les ordinateurs ont été construits de la même façon démodée depuis bien trop longtemps, et ce modèle vieillot de calcul commence à s’essouffler. Par an des amélioration de 50% • Pièges : • Ignorer les progrès inexorables du matériel en concevant une nouvelle machine • Essayer de prédire le prix, les performances le rapport prix/performances à plus de cinq ans dans un secteur en évolution rapide. Des exemples ont montré des rapports coût/performances environ 10 fois supérieur.

9. Intel Famille

10. Le Processeur

11. Le Processeur La caractéristique principale du processeur, le moteur du PC, est sa vitesse d’horloge,mesurée en mégahertz (MHz).

12. Les performances

16. Le Pentium Bus système Adresse de branchement pris Requête de chargement de bloc interf. bus Adresse de branchement pris BTB Adresse cible Cache instr. Contrôle Vérif. Oper. V excep. Unité de pagination Appar. V Pré Charg. File B segmentation File A Appar. U Vérif. Oper. U excep. TLB Instr. 20 Bits Forts Adr physique 12 bits poids faibles adresse physique Cache données UAL V Chemin de données 32 bits 12 bits poids faibles adresse physique Chemin de données 32 bits Reg. entier 12 bits faibles adresse physique UAL U Reg. déc. 64 bits chemin données TLB données calcul flottant 20 bits poids fort adresse virtuelle 20 bits poids fort adresse virtuelle 20 bits poids fort adresse virtuelle

17. Les connecteurs

18. Les brochages du pentium Microprocesseur Pentium AHOLD EADS# INV HIT# HITM# PCD PWT KEN# WB/WT# FLUSH# EWBE# SMI# SMIACT# IU IV IBT BT3/BT0 FRCMC# IERR# BP3: 0/PM1: 0 PRDY R/S# TCK TMS TDO TDI TRST CLK A31:A3 BE7#:BE0# ADS# AP APCHK# NA# A20M# W/R#, M/IO#, D/C#, Cache#, LOCK#,SCYC D63:D0 DP7:DP0 PEN# PCHK# BRDY# BUSCHK# HOLD HLDA BOFF# BREQ FERR# IGNNE# INTR NMI INIT RESET Adresse Def. cycle bus Données

19. Questions à résoudre Machine B 350 MHZ Machine A 500 MHZ

20. Questions à résoudre Compilateur A 50000 instructions Compilateur B 2000 instructions

21. Le Chipset

22. Le Chipset Souvent passé sous silence par les vendeurs, il a pourtant une grande importance. En effet, si le processeur est le moteur de l’ordinateur, c’est le chipset (jeu de composants) qui dirige les manœuvres. Il assure le bon fonctionnement des éléments de la carte mère

23. Mémoire vive

24. Mémoire vive A chaque mise en marche de votre PC, la mémoire vive (ou RAM) accueille le système d’exploitation et les programmes en cours de fonctionnement. Plus sa taille est grande, plus le PC est à l’aisepour travailler. Assurer vous que vous pouvez en rajouter sur des supports.

25. La mémoire principale • L'unité de stockage est l’octet. Chaque octet à une adresse. Un octet occupe 8 bits. Un mot occupe 4 octets consécutifs commençant à 1 octet et divisible par 4. Préfixe Lettre Valeur kilo K 210 Mega M 220 Giga G 230 Tera T 240 12

26. Organisation d’une mémoire Adresse externe a=4b Adresse b b b b 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 . . . Mémoire entrelacée Organisation en octet Octet1 Octet2 Octet3 Octet4 Un octet Mot 13

27. Mémoire cache Directement liée au processeur, la mémoire cache externe (dite de second niveau) est son principal allié. Elle sert à stocker les informations les plus souvent utilisées par le processeur... Sans elle, les performances générale du PC sont fortement handicapées Exemples : 256 Ko (36% de gain) 512 Ko (44% de gain) o = octet = 8 bits Ko = 210=1024 Mo = 220 =1024 Ko 32 Mo (1600 F)

28. Les caches • Pour accélérer les accès, on utilise un cache, qui est une petite mémoire rapide qui contient des copies de quelques-uns des mots de la mémoire principale. UC Cache d Mémoire Principale Bloc i Bloc i 14

29. Mémoire cache

30. Mémoire cache Directement liée au processeur, la mémoire cache externe (dite de second niveau) est son principal allié. Elle sert à stoquer les informations les plus souvent utilisées par le processeur... Sans elle, les performances générale du PC sont fortement handicapées

31. Mémoire cache Exemples : 256 Ko (36% de gain) 512 Ko (44% de gain) o = octet = 8 bits Ko = 210=1024 Mo = 220 =1024 Ko 32 Mo (1600 F)

32. Caches : taille des blocs Taille du bloc Taille du bloc Taille du bloc Coût de l’échec Taux d’échec Tps transfert Tps d’accès T ps d’accès Augmenter la taille du cache indéfiniment

33. Evolution

34. Bus et connecteurs

35. Bus et connecteurs Les connecteurs servent à recevoir les cartes d’extension (graphique, modem ...). Il y en a deux types, correspondant aux bus, ces voies qui permettent de communiquer avec les autres composants de l’ordinateur.

36. Bus et connecteurs Exemples : PCI rapide (132MHz) ISA (16MHz) a vocation à disparaître 3 connecteurs PCI et 3Isa dont un commun. Avec le chipset Lx Connecteur AGP (améliore les performances de la carte graphique)

37. L’architecture d’un système Pentium Cache bus Local bus Memory bus Level 2 Cache CPU PCI bridge Main memory SCSI IDE disk ISA bridge Graphics adaptator PCI bus Available PCI slot ISA bus Monitor Modem Sound card Mouse Keyboard Printer Available ISA slot

38. La carte audio

39. La carte audio Le standard, en la matière, c’est leSound Blaster, une carte reconnue par tous les jeux et CD-rom. Souvent, c’est aussi surla carte audio que l’on branche le Joystick.

40. La carte audio Exemples : Carte son 16 bits avec table d’ondes et processeur DSP pour les effets spéciaux Carte de décompression Dolby Surround (AC-3) Carte PCI, son en 3D,Dolby et A3D (à partir de 900F)

41. Carte graphique

42. Carte graphique Appelée aussi carte vidéo,la carte graphique est dédiée à l’affichage. La quantité de mémoire vive dont elle dispose détermine le nombre de couleurs et de points affichés à l’écran.

43. Carte graphique Exemples : Une configuration de haute gamme mérite une carte 3D. 4Mo Minet extensible à 8 Mo pour afficher 1280*1024 points et en 16 millions de couleurs Décompression Mpeg-1 et Mpeg-2 appréciée. Carte 2D/3D format AGP avec 4Mo (à partir de 500 F)

44. Les sorties

45. Les sorties Les sorties série (2) permettent de connecter tous les périphériques (camera, tablette graphique). La sortie parallèle qui sert principalement pour les imprimantes. La présence, de connecteurs USB (Universal Serial Bus) assurera la possibilité de brancher les périphériques de demain, qui commencent à apparaître.

46. Disque Dur Modèles Ide (ou E-Ide) ont des performances liées au temps d’accès (8ms à 12ms) Disque connecté en Ultra DMA réduit ce temps 2Go (900 F) 6Go version SCSI (2500 F)

47. Moniteurs

48. Moniteurs 17” (un pouce = 2.5cm) Min résolution 800*600 pixels Le pas de masque (pitch) correspond à la finesse d’affichage d’un pixel (le plus petit élément d’une image). inf à 0,28mm. Normes antirayonnement. Prix : 2500 à 4500

49. CD-Rom Choisir des modèles atteignant des vitesses de 24x au minimum (1X=150Ko/s) Arrive le DVD-Rom qui lit les DVD-Rom (4,7 Go)

50. Illusions et pièges • Espérer que l'amélioration d’un seul aspect d’une machine pourra accroître les performances d’un montant proportionnel à la taille de l'amélioration La Loi d’Amdahl : Tps d'exécution touché par l'amélioration Facteur amélioration + Tps d'exécution non touche. Tps d'exécution après amélioration =