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Ministère de l’Enseignement Supérieur Direction Générale des Etudes Technologiq

Ministère de l’Enseignement Supérieur Direction Générale des Etudes Technologiques Institut Supérieur des Etudes Technologiques de Sfax DEPARTEMENT INFORMATIQUE (Notes de cours, TD et TP) AUDITOIRE : Niveau 1, Informatique CHARGE HORAIRE : 45 Heures de Cours Intégré 45 Heures de Travaux Pratiques ENSEIGNANT : Mondher HADIJI Mondher.Hadiji@isetsf.rnu.tn Année Universitaire : 2004-2005 Architecture et Maintenance des Ordinateurs SOMMAIRE PARTIE I : PRESENTATION PEDAGOGIQUE…...1 Plan du cours : Architecture et Maintenance des Ordinateurs………………………….………………...1 1. Table de matière pédagogique……………………………………….…..1 2. But du cours et objectifs généraux………………………………….…...4 3. Décomposition des objectifs généraux en objectifs spécifiques…….5 4. Evaluation du module……………………………………………………..8 PARTIE II : PRESENTATION DU COURS…………...9  Contenu du cours Chapitre1 : Introduction……………………………………….11 1. Historique…………………………...……………………………....13 2. Les différentes générations …...…………………………….........15 3. L’architecture de l’ordinateur et l’Homme ………………........17 Chapitre2 : Les Systèmes de Numérations…………...….21 1. Introduction...……………………………………………………….23 2. Codage des alphanumériques ……………………………...…….24 3. Codage des nombres entiers………………………………...…....27 4. Changement de base…………………………………….................31 5. L’arithmétique binaire………………………………...…..............34 6. Les nombres réels…………………………………….....................39 Chapitre3 : Les Microprocesseurs……………………...….43 1. Introduction……………………………………………………...….45 2. Définitions…………………………………………..…………...….45 3. Caractéristiques des processeurs……………..……………....….47 4. Les principales unités du Microprocesseur..………..………….48 5. Exécution d'une instruction……………..……………....………..63 6. Modèles de microprocesseur……………..……………...........….67 Chapitre4 : Les Mémoires…………..…………..…...........….69 1. Introduction……………..………………………………............….71 2. Organisation des mémoires……………………………...............72 3. Mémoire centrale……………………………............................….73 4. Mémoire de masse ou mémoire auxiliaire............................….81 5. Hiérarchie des mémoires............................……………………...81 6. Conclusion............................……………………………………....82 Chapitre5 : Les Bus…………..…………..….........................….83 1. Généralités…………..…………..…...........................................….85 2. Caractéristiques d’un bus…………..…………..…..................….86 3. Mode de fonctionnement…………..…………..…..................….86 4. Modes de transmissions de l’information…..…..................…..86 5. Exemples de Bus…..…..................……………………………….88  Liste des Travaux Pratiques  TP1 : Vue Externe des composants d’un Ordinateur….....….99  TP2 : Vue Interne des composants d’un Ordinateur…….…111  TP3 : Montage et démontage d’un ordinateur………………127  TP4 : Configuration SETUP………………………………...…137  TP5 : Installation et configuration d’un Système d’exploitation…………………………………………...…159  TP6 : Installation et Configuration des Cartes d’Extensions et des Périphériques…………………..……………………...169  TP7 : Installation, Configuration et gestion des disques…...179  TP8 : Outils de sécurité et de maintenance informatique….187  Liste des Travaux Dirigés  TD1 : Les périphériques  TD2 : Les systèmes de numération  TD3 : Les microprocesseurs  TD4 : Les mémoires Bibliographies Partie 1 : Présentation Pédagogique Cours Architecture et Maintenance des Ordinateurs ISET-SFAX 1 PLAN DU COURS : ARCHITECTURE ET MAINTENANCE DES ORDINATEURS Le cours architecture et maintenance des Ordinateurs est destiné aux étudiants de l’ISET niveau 1, profil Informatique. Ce cours a comme volume horaire 45 heures de cours intégré et 45 heures de travaux pratiques en raison de 3 heures de cours intégré et 3 heures de TP par semaine. Dans cette première partie, je commence par présenter le plan de cours architecture et maintenance des systèmes informatiques, en second lieu les objectifs généraux, et enfin une décomposition des objectifs généraux en objectifs spécifiques. 1. Table de matière pédagogique CHAPITRE1 : Introduction (3 heures) 1. Historique 1.1. Les précurseurs de l'ordinateur 1.2. La machine de Turing 1.3. La machine de Von Neumann 1.4. Les premiers micro-ordinateurs 2. Les différentes générations 2.1. La première génération 2.2. La deuxième génération 2.3. La troisième génération 2.4. La quatrième génération 2.5. La cinquième génération 2.6. Que nous réserve l’avenir ? 3. L’architecture de l’ordinateur et l’Homme 3.1. Un corps dénommé hardware 3.2. Une âme dénommée software ou logiciel CHAPITRE2 : Les Systèmes de Numérations (12 heures) 1. Introduction 2. Codage des alphanumériques 2.1. Le code EBCDIC 2 Mondher HADIJI Partie 1 Présentation pédagogique 2.2. Le code ASCII 3. Codage des nombres entiers 3.1. Système décimal 3.2. Cas général : BASE B 3.3. Numération binaire 3.4. Numération octale 3.5. Base seize (hexadécimal) 3.6. Autres bases de représentation 4. Changement de base 4.1. Passage de la base B vers la base DIX 4.2. Passage de la base DIX vers la base B 4.3. Passage de la base 2n vers la base 2 et de la base 2 vers base 2n 4.4. Passage de la base i vers la base j 5. L’arithmétique binaire 5.1. Les 4 opérations arithmétiques usuelles 5.2. Les nombres négatifs 6. Les nombres réels 6.1. Représentation en virgule fixe 6.2. Représentation en virgule flottante CHAPITRE3 : Les Microprocesseurs (15 heures) 1. Introduction 2. Définitions 3. Caractéristiques des processeurs 3.1. Architecture 3.2. La taille du bus externe 3.3. La taille du bus d'adresses 3.4. La fréquence interne et la fréquence externe 3.5. Présence de mémoire Cache 4. Les principales unités du Microprocesseur 4.1. Notions d’Horloge, Pipeline, Superscalaire 4.2. Unité de commande ou unité de contrôle 4.3. Unité de mémoire cache 4.4. Unités d’exécutions 4.5. Unités de Segmentation et de Pagination 4.6. Unité d'interface de Bus 4.7. Unité d'anticipation 4.8. Unité queue 4.9. Unité de décodage 4.10. Les Registres Cours Architecture et Maintenance des Ordinateurs ISET-SFAX 3 5. Exécution d'une instruction 5.1. Exemple1 5.2. Exemple2 6. Modèles de microprocesseur CHAPITRE4 : Les Mémoires (9 heures) 1. Introduction 2. Organisation des mémoires 2.1. Organisation interne 2.2. Organisation externe 3. Mémoire centrale 3.1. Mémoire vive 3.2. Mémoire morte 4. Mémoire de masse ou mémoire auxiliaire 5. Hiérarchie des mémoires 6. Conclusion CHAPITRE5 : Les Bus (1.5heures) 1. Généralités 2. Caractéristiques d’un bus 3. Mode de fonctionnement 3.1. Les Bus synchrones 3.2. Les Bus asynchrones 4. Modes de transmissions de l’information 4.1. Bus parallèle 4.2. Bus série 5. Exemples de Bus 5.1. Le Bus ISA ou PC-AT 5.2. Le Bus MCA 5.3. Le Bus EISA 5.4. Le Bus VESA 5.5. Le bus PCI 5.6. Le Bus SCSI 5.7. Le Bus USB 5.8. Le Bus FireWire – iLink 5.9. Le Bus graphique AGP 4 Mondher HADIJI Partie 1 Présentation pédagogique 2. But du cours et objectifs généraux BUTS DU COURS :  Faire comprendre aux étudiants l’architecture d’un ordinateur et ses périphériques ainsi que les interactions qui existent entres ses différents composants.  Maîtriser les différentes actions de maintenance des ordinateurs dans les TP. Objectifs généraux Conditions de réalisation de la performance Critères d’évaluation de la performance Présenter l’évolution de l’ordinateur depuis ses débuts. A partir des notes de cours et des références bibliographiques, l’étudiant devra savoir l’historique des ordinateurs. Aucune erreur n’est permise. Manipuler les systèmes de numération et de codage dans un ordinateur. A partir des notes de cours, des références bibliographiques ainsi que le TD2, l’étudiant devrait pouvoir effectuer la conversion vers les différentes bases, représenter les nombres et réaliser les différents types d’opérations arithmétiques. 90 % des exercices devront être réussis. Comprendre l’architecture et le fonctionnement d’un microprocesseur. A partir des notes de cours, des références bibliographiques ainsi que le TD3, l’étudiant devrait pouvoir représenter les étapes élémentaires de l’exécution des instructions par un microprocesseur Aucun concept ne doit être omis. Distinguer les différents types de mémoires et leur fonctionnement. A partir des notes de cours, des références bibliographiques ainsi que le TD4, l’étudiant devrait distinguer les différents types de mémoires, leurs rôles et fonctionnements Aucun concept ne doit être omis. Comprendre le rôle, les différents types A partir des notes de cours, des références bibliographiques, l’étudiant Aucune erreur n’est permise. Cours Architecture et Maintenance des Ordinateurs ISET-SFAX 5 et le fonctionnement des bus dans un ordinateur. doit distinguer les différents types de bus, détailler leurs rôles et leur fonctionnement. 3. Décomposition des objectifs généraux en objectifs spécifiques ENONCE DE L’OBJECTIF GENERAL : Présenter l’évolution de l’ordinateur depuis ses débuts. Objectifs spécifiques Eléments de contenu Méthodologies Durée Enumérer les étapes marquantes dans l’évolution des ordinateurs Les précurseurs de l'ordinateur La machine de Turing La machine de Von Neumann Les premiers micro-ordinateurs Les différentes générations Exposé informel (tableau, transparents) 1.5 H Présenter une vue d’ensemble de l’organisation générale d’un ordinateur Présenter l’architecture de base d’un ordinateur et faire une comparaison entre l’architecture de l’ordinateur et l’Homme Exposé informel (tableau, transparents) 1.5 H ENONCE DE L’OBJECTIF GENERAL : Manipuler les systèmes de numération et de codage dans un ordinateur. Objectifs spécifiques Eléments de contenu Méthodologies Durée Comprendre comment représenter les caractères et les nombres positifs et négatifs dans la mémoire Codage des alphanumériques Codage des nombres entiers Changement de base Exercices applicatifs Exposé informel (tableau, transparents) 6 H 6 Mondher HADIJI Partie 1 Présentation pédagogique Expliquer comment effectuer les opérations arithmétiques Les opérations arithmétiques : addition, soustraction, multiplication et division dans des différentes bases de numération Exercices applicatifs Exposé informel (tableau, transparents) 6 H ENONCE DE L’OBJECTIF GENERAL : Comprendre l’architecture et le fonctionnement d’un microprocesseur. Objectifs spécifiques Eléments de contenu Méthodologies Durée Définir le microprocesseur et présenter ses caractéristiques Définition du microprocesseur Le rôle du microprocesseur dans l’ordinateur Les caractéristiques des microprocesseurs Exposé informel (tableau, transparents) Schémas explicatifs 3 H Expliquer le rôle des principales unités du Microprocesseur et présenter leurs interactions Unité de commande Unité de mémoire cache Unité de calcul Unité de segmentation et de pagination Unité d’interface de bus Unité d’anticipation Unité de Queue Unité de décodage Les registres Exposé informel (tableau, transparents) Schémas explicatifs 7.5 H Comprendre les étapes d’exécutions d’une instruction Exécution d’une instruction Exercices applicatifs Exposé informel (tableau, transparents) Schémas explicatifs 3 H Cours Architecture et Maintenance des Ordinateurs ISET-SFAX 7 Présenter les modèles de microprocesseur les plus répondus Evolutions rapides des microprocesseurs Famille Intel, Famille AMD Exposé informel (tableau, transparents) 1.5 H ENONCE DE L’OBJECTIF GENERAL : Distinguer les différents types de mémoires et leur fonctionnement. Objectifs uploads/Ingenierie_Lourd/ architecture-et-maintenance-des-ordinateurs-sc3a9curisc3a9.pdf