Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Architecture des Ordinateurs IUT Informatique de Calais IUT Informatique Calais

Architecture des Ordinateurs IUT Informatique de Calais IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 2 Objectif du cours : Étude du fonctionnement interne de l’ordinateur 1ière partie : couple processeur / mémoire • codage des nombres • logique combinatoire fonctions simples : addition … • logique séquentielle fonctions plus sophistiquées : mémoire ... • introduction à l'assembleur 2ième partie : carte mère et périphériques • carte mère : chipset, bus, connecteurs … • périphériques d’entrée : clavier, souris … • périphériques de sortie : écran, imprimante … • périphériques d’entrée sortie : disque dur, modem ... logique booléenne IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 3 8 TDs : • manipulation de nombres binaires • logique combinatoire • logique séquentielle 8 TPs : • programmation assembleur 2 DS + 1 contrôle TD + 1 contrôle TP Période : 1er semestre (16 semaines) 16 Cours IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 4 1 Introduction 1.1 Objectif de la première partie du cours Couple processeur / mémoire : • utilisation des opérations logiques de base : ET, OU, NON • niveaux logique et fonctionnel (circuits logiques et équations) • réalisation d’unités de traitement primitives • assemblage de ces unités pour préciser l’organisation de l’ordinateur IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 5 1.2 Historique de l’informatique … agrémenté de quelques « phrases célèbres » en rouge … Références : – « Préhistoire et histoire des ordinateurs » de Robert Ligonnière, Robert Laffont, 1987 – http://www.scedu.umontreal.ca/histoiredestec/histoire/tdmhiste.htm (offline ...) – http://histoire.info.online.fr – http://dmawww.epfl.ch/~delay/projet3 (offline ...) 1.2.1 Du manuel à la mécanique IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 6 L’homme a toujours cherché à s’aider pour le calcul : -500 : premiers outils de calcul, l ’abaque et le boulier IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 7 -300 : Aristote définit la logique 1580-1617 : J. Napier invente les logarithmes + nombres décimaux + techniques de multiplication et division (bâtons de Napier) 1623 : Cylindres de Schickard ( + idée d ’utiliser des roues dentelées) 1673 : Disques de Morland IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 8 1624 : Schickard esquisse la première calculatrice 1642 : Blaise Pascal invente la pascaline IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 9 IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 10 1694 : machine de Leibniz (multiplication et division) IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 11 1820 : C.X. Thomas invente l’arithmomètre (6 à 20 chiffres) • 1 500 exemplaires vendus de 1823 à 1878 IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 12 1937 : C. Herzstark invente la Curta • Curta I : 80 000 exemplaires vendus de 1947 à 1970 • Curta II : 60 000 exemplaires vendus de 1954 à 1970 IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 13 Historique de l ’informatique 1.2.2 De la mécanique à l’électromécanique IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 14 1833 : Babbage imagine une machine analytique contenant les concepts d’unité de calcul, mémoire, registre et entrée des données par carte perforée 1840 : Ada Lovelace, collaboratrice de Babbage définit le principe d’itérations successive dans l’exécution d’une opération et nomme ce processus algorithme en l’honneur du mathématicien arabe Al Khowarizmi IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 15 1854 : Boole démontre que tout processus logique est décomposable en une suite d’opérations logiques (ET, OU, NON) appliquées sur 2 états (0-1, V-F, ...) 1884 : H. Hollerith crée une tabulatrice à cartes perforées pour faire traiter le recensement américain de 1890, c’est la 1ière machine à traiter l’information IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 16 1896 : H. Hollerith crée la firme Tabulating Machine Corporation 1904 : J. Fleming invente le premier tube à vide (la diode) 1907 : L.D. Forest invente la triode 1919 : Eccles et Jordan inventent le basculeur (flip-flop ou circuit bi-stable) 1924 : Tabulating Machine Corporation est renommée International Business Machine IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 17 1937 : A.M. Turing résout des problèmes mathématiques à l’aide d ’une bande de papier, de pions et d ’un trombone ! C’est la machine de Turing 1938 : Shannon dans sa thèse fait le parallèle entre circuit électrique et algèbre booléenne. Il définit le chiffre binaire : bit (BInary digiT) 1938 : K. Zuse crée le Z1, ordinateur binaire programmable mécanique ! 1939 : Z2, une partie de la mécanique est remplacée par des relais téléphoniques IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 18 1941 : J. Atanasoff et C. Berry créent le 1er calculateur binaire basé sur l’algèbre de Boole. L’ABC est considéré comme le premier ordinateur mais son programme n’est pas stocké en mémoire 1941 : Z3, premier calculateur avec programme enregistré. Mémoire : 64 nombres de 22 bits, puissance : 4 +/s ou 1 x en 4s IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 19 1943 : H. Aiken crée le Mark I calculateur électromécanique (3000 relais, 800km de câbles) dont le fonctionnement est proche de la machine imaginée par Babbage 1945 : un insecte coincé dans la Mark I bloque son fonctionnement. La mathématicienne G.M. Hopper décide que tout ce qui arrêtera le bon fonctionnement d ’un programme s’appellera BUG. 1945 : J. Von Neuman travaillant sur le projet ENIAC définit ce que devrait être un ordinateur à programme enregistré : architecture de Von Neuman 1943 : Thomas Watson, IBM : « Je pense qu’il y a un marché mondial pour au moins 5 ordinateurs. » IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 20 Historique de l ’informatique 1.2.3 L’électronique IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 21 1946 : P. Eckert et J. Mauchly créent l’ENIAC. Particularités : 18 000 tubes, 30 tonnes, 72 m2, 140 KW, 100 kHz, 330 x/s IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 22 1948 : Newman et Williams créent le Manchester Mark I. Particularité : mémoire à tubes cathodiques 1950 : M.V. Wilkes invente l ’assembleur (avant on programmait en binaire) 1951 : G.M. Hopper invente le premier compilateur A0 générant un programme binaire à partir d’un code source 1947 : invention du transistor dans les laboratoires de Bell Telephone 1953 : invention de la mémoire à tores de ferrite 1949 : revue Popular Mechanics : « Alors que le calculateur ENIAC est équipé de 18000 tubes à vide et pèse 30 tonnes, les futurs ordinateurs de l’an 2000 ne devraient avoir que 1000 tubes à vide et ne peser que 1,5 tonnes. » IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 23 1956 : TRADIC le premier ordinateur à transistors par Bell amorce la seconde génération d ’ordinateurs 1956 : 1er disque dur, le RAMAC 305 par IBM (50 disques de 61 cm - 5 Mo) 1957 : J. Backus d ’IBM crée le langage FORTRAN IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 24 1958 : 1er ordinateur commercial entièrement transistorisé par S. Cray IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 25 1958 : 1er circuit intégré par Texas Instruments 1958 : 1er modem par Bell 1958 : 1er jeu vidéo (très similaire au jeu pong par Atari en 1972) 1960 : langage Cobol 1962 : P. Dreyfus invente le mot informatique 1964 : langage Basic IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 26 1965 : G. Moore écrit que la densité des circuits intégrés doublera tous les 18 mois (loi de Moore) 1966 : première console de jeux vidéo, la Magnavox Odyssey I 1967 : plans de l’ARPANET (ancêtre de l ’internet) 1967 : premier lecteur de disquettes par IBM IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 27 1968 : D.C. Engelbart fait la démonstration d’un environnement graphique avec fenêtres utilisant une souris. 1968 : langage Pascal 1969 : naissance d ’Unix grâce à K. Thompson et B. Kernighan 1970 : K. Thompson crée le langage B pour Unix 1968 : HP présente sa première calculatrice de bureau programmable, la HP 9100 (20 kg, 5000 $) IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 28 1971 : Intel vend le premier microprocesseur : Intel 4004 (4 bits, 108 kHz, 200$) 1971-1973 : transformation du langage B (interprété) en langage C (compilé) 1971 : Apparition de l’ordinateur Kenback-1 pour 750$ en kit ! IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 29 1972 : R. Tomlinson crée un logiciel de courrier électronique pour ARPANET 1972 : premier langage orienté objet, SmallTalk 1972 : B. Gates et P. Allen fondent la compagnie Traf-O-Data 1973 : apparition du mot microcomputer (micro-ordinateur) 1975 : Traf-O-Data devient Micro-Soft 1976 : S. Jobs et S. Wozniak créent l ’Apple Computer et fondent Apple 1977 : Ken Olson, DEC : « Il n’y a aucune raison pour que tout le monde veuille un ordinateur à la maison » IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 30 Avril 1981 : Xerox vend le Star 8010. Caractéristiques : Ram 1 Mo, DD 8 Mo, interface Ethernet, interface graphique, souris 2 boutons, Drag&Drop, copier- coller, menus contextuels, tableur, traitement de texte WYSIWYG, et messagerie électronique. Problème : 17 000 $ Il faudra 10 ans à Apple et 15 ans à Microsoft pour faire aussi bien ! IUT Informatique Calais Architecture des ordinateurs 31 Août 1981 : IBM lance le 5150 Personal Computer. Caractéristiques : RAM 640Ko, lecteur uploads/Histoire/ 10-cours-archi-rappels.pdf