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CPUCPUMémoireprincipale

Mémoireprincipale

StockageSecondaire

StockageSecondaire

PériphériqueE/S

PériphériqueE/S

Un regard sur un ordinateur classique

Bus

Unité de

contrôle

Registres

UnitéArithmétique et Logique

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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.

La loi de MOORE

Intel Famille

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Le Processeur

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

Exemples : Pentium II 300 MHz(2600 F)K6 d’AMD 300 MHz (1800 F)M2 de CyrixPentium II 400 MHz(4500 F)

Rappel : 100MHz=108Hz=10-8s=10ns

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L’architecture d’un système Pentium

Level 2Cache

CPU PCIbridge

Mainmemory

SCSIISA

bridgeGraphicsadaptator

Monitor

IDEdisk

Modem Mouse PrinterKeyboardSoundcard

ISA bus

AvailableISA slot

AvailablePCI slot

PCI bus

Cache bus Local bus Memory bus

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Le Pentium

Cacheinstr.

Cache données

TLB données calcul flottant

interf.bus

PréCharg.

File B

File A

BTB

Reg. entier

Contrôle

Vérif.Oper. V

Vérif.Oper. U

segmentation

excep.

excep.

Bus système

12 bits poids faibles adresse physique

Chemin de données 32 bits

12 bits poids faibles adresse physique

20 bits poids fort adresse virtuelle

20 bits poids fort adresse virtuelle

20 bits poids fort adresse virtuelle

Adresse de branchement pris

Adresse de branchement pris

Adresse cible

20Bits

FortsAdr

physique

Unité de pagination

TLBInstr.

Chemin de données 32 bits

UAL U

UAL V

Reg.déc.

Appar.V

Appar.U

64 bits chemin données

12 bits faibles adresse physique

Requête de chargement de bloc

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Les connecteurs

9

Les brochages du pentium

MicroprocesseurPentium

MicroprocesseurPentium

Données

Def. cycle bus

Adresse 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:A3BE7#:BE0#

ADS#APAPCHK#NA#A20M#W/R#, M/IO#,D/C#, Cache#,LOCK#,SCYC

D63:D0

DP7:DP0

PEN#PCHK#BRDY#BUSCHK#HOLDHLDABOFF#BREQFERR#IGNNE#INTRNMIINITRESET

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Machine A500 MHZ

Machine B350 MHZ

11

Compilateur A50000 instructions

Compilateur B2000 instructions

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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

Exemples :VXHXTXLX avec le Pentium II

Prix des cartes mèreComposant LX avec connecteur AGP (1000F)Composant BX (1900F)

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Préfixe Lettre Valeurkilo K 210

Mega M 220

Giga G 230

Tera T 240

Préfixe Lettre Valeurkilo K 210

Mega M 220

Giga G 230

Tera T 240

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.

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Organisation d’une mémoire

Adresse

Un octet

Adresse externe a=4b

b b b b

Octet1 Octet2 Octet3 Octet4

Mot

0 1 2 34 5 6 78 9 . ..

Mém

oire entrelacée

Organisation en octet

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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’aise pour travailler.Assurer vous que vous pouvez en rajouter sur des supports.

Exemples :au minimum 32 Mode type EDO (Extended Data Output) format Simm (Single Inline Memory Module)SDRam (Synchronous Dynamic Random Access memory) format Dimm(Dual Inline memory Module) (300F)128 Mo SDRam (1400F)

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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 bitsKo = 210=1024 Mo = 220 =1024 Ko

32 Mo (1600 F)

1714

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.

UCUC CacheCache Mémoire PrincipaleMémoire Principaled

Bloc i Bloc i

1814

Les caches

Bits de poids fort Valeur

01

T-1

Index Etiquette

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Caches : taille des blocs

Coût de l’échec

Tps transfert

Tps d’accès

Taille du bloc Taille du bloc

Taille du bloc

Taux d’échec

T ps d’accès

Augmenter la taille du cache indéfiniment

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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.

Exemples :PCI rapide (132MHz)ISA (16MHz) a vocation à disparaître3 connecteurs PCI et 3 ISA dont un commun.Avec le chipset Lx Connecteur AGP (améliore les performances de la carte graphique)

21

La carte audio

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

Exemples :Carte son 16 bits avec table d’ondes et processeur DSP pour les effets spéciauxCarte de décompression Dolby Surround (AC-3)

Carte PCI, son en 3D,Dolby et A3D (à partir de 900F)

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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.

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 couleursDécompression Mpeg-1 et Mpeg-2 appréciée.Carte 2D/3D format AGP avec 4Mo (à partir de 500 F)

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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.

Exemples : 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)

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Moniteurs

17” (un pouce = 2.5cm)Min résolution 800*600 pixelsLe 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

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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)

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Résumé 1

• Les principaux composants d’un ordinateur sont la mémoire principale et la mémoire secondaire, une UAL, des registres, du contrôle, les périphériques d'entrée/sortie et un bus pour la communication.

• La mémoire principale est composée d’octets de 8 bits et quatre octets sont souvent traités comme un mot utilisé pour stocker les entiers, les réels ou les pointeurs. La mémoire principale est à accès aléatoire puisque nous pouvons lire et écrire n’importe quel octet très rapidement et en à peu près le même temps que n’importe quel autre.

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Résumé 2

• Les périphériques de mémoire secondaire, principalement les disques et les bandes, stockent l’information de façon magnétique. Ce sont des périphériques à accès séquentiels, en ce sens que nous pouvons lire ou écrire une grande quantité de données en des emplacements contigus plus rapidement que nous pouvons lire une quantité égale de données dispersées sur le périphérique. Les systèmes de fichiers permettent d'améliorer l'efficacité des accès.