Introduction à l'ordinateur

Quadrimestre 1 -

48 heures

Coordinateur : NVS

Enseignants : NVS, APA, CLG

Description générale du cours

L'activité d'enseignement commence par le codage binaire de l'information, qu'elle soit numérique ou non numérique. Après une étude approfondie de l'algèbre de Boole et des circuits logiques combinatoires et séquentiels, l'activité d'enseignement aborde le fonctionnement de l'unité arithmétique et logique ainsi que celui de la mémoire. On examine enfin le déroulement détaillé de l'exécution d'une instruction-machine dans l'unité centrale (modèle de machine simplifiée ).

Matières de base utilisées

Néant.

Corequis

Néant.

Matières de base utilisées

Néant.

Objectifs

Le but de l'activité d'apprentissage est de comprendre comment fonctionne un ordinateur. Comment dialoguer avec lui dès lors qu'il ne comprend qu'un langage à deux signes (le langage binaire : 0 et 1) ? L'objectif est donc d'apprendre à des étudiants qui ont toujours été immergés dans la culture décimale le nouveau langage des circuits logiques en les plongeant dans la logique booléenne. Cette descente vers le langage le plus simplifié de la machine (elle aussi simplifiée) est un préalable indispensable pour une remontée vers un langage un peu plus sophistiqué (langage d'assemblage) et ensuite vers des langages de plus en plus sophistiqués.

Acquis d'apprentissage

Acquis (mesurables) d'apprentissage.

UNITÉ ARITHMÉTIQUE et LOGIQUE

  • Représenter un nombre (avec ou sans virgule) sur la Machine selon le code standard.
  • Dessiner un circuit logique qui exécute une opération bien définie.

MÉMOIRE

  • Dessiner un arbre de Huffman dans les moindres détails afin de mener un calcul de compression de mémoire à son terme.
  • Évaluer la capacité d'une mémoire en kilo (1000) bits et en kibi (1024) bits.

UNITÉ de COMMANDE

  • Décrire le fonctionnement de la Machine Simplifiée sur 3 exemples bien précis de commandes.

Ce qui est réellement acquis de ces apprentissages idéaux étant bien entendu mesurable à l'examen.

Plan du cours

Le plan suit essentiellement le livre d'Émmanuel Lazard mentionné dans la bibliographie.

  • Introduction historique
  • Codage BINAIRE de l'information
  • Circuits logiques BOOLÉENS combinatoires et UAL (unité arithmétique et logique)
  • Circuits logiques séquentiels, automates et MÉMOIRE(S)
  • Fonctionnement de la machine simplifiée

Bibliographie

  • Il n'y a pas de syllabus
  • Émmanuel Lazard, Architecture de l'ordinateur, Pearson Education France, Paris (2006)
  • Cette référence est épuisée mais est disponible en libre téléchargement ici : http://basepub.dauphine.fr/bitstream/handle/123456789/6272/Architecture_ordinateur.pdf.
  • Les deux références qui suivent se trouvent à la bibliothèque de l'ESI :
  • Paolo Zanella, Yves Ligier et Émmanuel Lazard, Architecture et technologie des ordinateurs, Dunod, Paris (dernière édition, 2013)
  • Abdelaziz M'zoughi et Jacques Jorda, Mini manuel d'architecture de l'ordinateur, Dunod, Paris (2012)
  • Robert Strandh et Irène Durand, Architecture de l'ordinateur (cours condensé avec exercices corrigés), Dunod, Paris (2005)