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Fabrice BOUQUET
DEUG 2ème Année
2
Représentation de l’information
Temps
Tension
0 0
1
0 1 0 0
423 22 21 20
1 0 1 1
B = 1123 22 21 20
Binaire = {0,1Hexadécimal = {0, 1 … 9, A, B, C, D, E, FCaractère = American Standard Code for Information Interchange
‘A’ = 97, ‘1’ = 49, ‘!’ = 33
Electronique :
Informatique :
Humain :
3
Algèbre de Boole (1850)
A A0 1
1 0
Ou Xor Nor Et Nand Egal
A B A B AB A B A B A B AB
0 0 0 0 1 0 1 1
0 1 1 1 0 0 1 0
1 0 1 1 0 0 1 01 1 1 0 0 1 0 1
• Espace : { 0, 1 • Deux lois de compositions internes : ,
• AB = AB
• AB = (AB )
• A B = (AB )
• AB = (A B) (A B)
• AB = (AB) (A B)
B
C
A
A
C
B
B
C
A
B
C
A
C
A
C
A
4
Propriétés de l’algèbre
Associativité (AB) C = A (B) C) (AB) C = A (BC)
Commutativité AB = BA AB = BADistributivité A (BC) = (AB) (AC)
A (BC) = (AB) (AC)
Loi d’Identité A0 = A A1 = A
Loi du 0 et 1 A1 = 1 A0 = 0
Loi d ’inversion AA = 1 AA = 0
Théorème De Morgan (ABC...) = ABC… (ABC...) = ABC...
5
Chronologie
-3000 à 1945 : Prémisse et base (Diode, Booléen, cartes perforées)
1945 à 1955 : Premiers Ordinateurs (Transitor, mémoire à tores)
1955 à 1970 : Mini-informatique (Basic, Arpanet, circuit intégré, C)
1971 à 1976 : Informatique de « Garages » (Unix, Intel 4004, CP/M)
1976 à 1980 : Micro-informatique (Apple II, Dos, Space invaders)
1980 à 1983 : Informatique familiale (Z 80, ZX 81, Intel 8088)
1984 à 1986 : Informatique conviviale (Apple Macintosh, 68000)
1987 à … : Informatique de masses (Atari, Amiga, Clone IBM)
6
Pré-Historique-3000 : Chine, l'octogone à trigramme-500 : Moyen Orient, l'abaque et le boulier. 1623 : Wilhelm Schickard invente une horloge calculante (+,-,*)1632 : L'Anglais Oughtred invente la Règle à calcul1642 : Pascal, la Pascaline (+,-)1666 : Moreland, la multiplication par additions successives. 1679 : Leibnitz, arithmétique binaire (octogrammes de Fou-Hi). 1694 : Leibnitz améliore la Pascaline (+,-,*,/) 1728 : Falcon construit métier à tisser utilisant les cartes perforées1820 : Charles-Xavier Thomas, l'arithmomètre (calculette de poche)1833 : Babbage, imagine et tente de réaliser la machine à différences
puis une machine analytique (UC,mémoire, registres…)
7
Historique1836 - 1838 : Edward Davy, William Looke et Charles Wheastone,
le télégraphe. Samuel Morse, code Morse1840 : Ada Lovelace, principe itérations successives : algorithme
en honneur de Al Khowarizmi (820). 1854 : Boole, Algèbre de Boole1858 : Le premier cable transatlantique (2ème en 1866)1867 : Sholes et Glidden, machine à écrire (marque Remington)1904 : John Fleming, Diode (tube à vide) Lee DeForest, Triode 19071919 : Eccles et Jordan, Basculeur (deux triodes) flip-flop, bi-stable1937 : Alan M. Turing, Machine de Turing1938 : Thèse de Shannon, BInary digiT (// architecture et Booléen) Création du Versuchmodell 1 ou Z1 (mécanique)1941 : Création du calculateur binaire ABC (lampes)1945 : Murray Hopper découvre dans Mark I le BUG
8
Générations et technologie• Première génération
– Tubes à vide 1939-1955
• Deuxième génération– Transistors 1955-1965
• Troisième génération– Circuits intégrés 1965-1980
• Quatrième génération– LSI, VLSI (Very) Large Scale
Integration 1980...
1906 Triodepar Lee DeForest
1948 Transfer resistor par Bell
1957 Puce par Texas Instruments et Fairchild Semiconductor Company
9
Composition d’un ordinateur
10
Carte mère
Bios
Slots d’extension ISA / PCIPort Série / Parallèle USB
Mémoire: EDO
SDRAM
Pile
Chipset
ContrôleurDisque
Connecteurs : IDE / Disquette Alimentation
CPU
Quartz
Contrôleur
Clavier / Souris
11
MémoireMémoire centrale :
• Stockage des informations sous forme de bits• Structure en cellules (taille variable, 1Ko)• Chaque cellule possède une adresse• Elle est volatile
Types de mémoires :• RAM : Random Access Memory, accès direct à chaque cellule mémoire, lecture/écriture (mémoire centrale)• ROM : Read Only Memory, lecture seulement, non volatile (bios) • PROM, EPROM, EEPROM : Programmable Read Only Memory, lecture « seulement », non volatile (un peu partout, bios)
12
Type de RAM
• SRAM : Statique RAM, peu rafraîchie, tant d’accès très court mais cher (registre, cache) : Bascule D
• DRAM : Dynamique RAM, rafraîchie souvent plusieurs fois par seconde, coût peut élevé (mémoire centrale) : Transistor
CPUregistres
cache
Bus Mémoire
Mémoire E/S systèmes
BusE/S
Taille : 200 o 64 Ko 32 Mo 2 GoVitesse : 5 ns 10 ns 100 ns 5 ms
13Pentium IV 3,06 Ghz HyperThreading
Intel Processeur Date demise enservice
Performen MIPS
CPUfréquence
Nb deTransistors
Taille desregistres
Taille dubus de
données
Taillemémoire
adressable
Cache dans leCPU
8086 1978 0.8 4,77Mhz8Mhz
29 K 16 1620
1 Mo None
80 286 1982 2.7 6 Mhz25 Mhz
134 K 16 1620
16 Mo -
386 DX 1985 6 16 Mhz50 Mhz
275 K 32 3232
4 Go -
486 DX 1989 20 25 Mhz120 Mhz
1,2 M 32 3232
4 Go 8 Ko L1
Pentium I &MMX
1993 100 60 Mhz233 Mhz
3,1 M 32 6432
4 Go 16 Ko L1
Pentium Pro 1995 440 150 Mhz200 Mhz
5,5 M 32 6436
64 Go 16 Ko L1256/512 Ko L2
Pentium IICeleron
1997 466 233 Mhz450 Mhz
7 M 32 6436
64 Go 32 Ko L1256 Ko ou512Ko L2
Pentium IIIAMD Athlon
1999 1000 400 Mhz1,2 Ghz
8,2 M 32 GP128 SIMD
6436
64 Go 32 Ko L1512 Ko L2
Pentium IVAMD Athlon XP
2001 3000 1,4 Ghz 12 M 32 GP128 SIMD
64512
64 Go 8Ko L1512 Ko L2
Evolution des processeurs
14
Processeur 8086
Composition en deux groupes ( UC / UI ) :– Unité d’Exécution & Séquencement et Décodeur d’Instruction
– Unité Logique & Arithmétique et Gestionnaire Mémoire
– Registres et Drapeaux
Unité de Calcul Unité Interface
GM
Bus Interne
Drapeaux
ALU
IP CS
SSDS
ES
Pile
AX : Al - AhBX : Bl - Bh
CX : Cl - ChDX : Dl - Cl
BP
SPDISI
Registres
Généraux
Spécialisés
UES
Bus
ExterneDI
15
Architecture AMD Athlon
16
Bus
• Un Bus permet de transmettre en parallèle plusieurs données entre les différentes unités de l’ordinateur
• 1 fil = 1 bit
• 4 Types de Bus :– Bus de commande : travail du processeur
– Bus d’adresse : transmet adresse mémoire lire/écrire
– Bus de données : transmet données cf. commande
– Bus d’extensions : ISA, EISA, PCI, AGP, SCSI, USB
Périphériques
Stockage RéseauInterface utilisateur
Entrée/Sortie
18
Interruption ?
Mon Programme
Touche Appuyée ?
Traitement
Oui Non
Interrogation : Perte de temps
Mon Programme
Tou
che
App
uyée
!
Traitement
Clavier
19
Interruptions• 3 niveaux d'interruption, exception, trappe :
– NMI (Non Masquable Interrupt) Hardware
– INTR (Interruption Request) (si IF=1) Hardware
– INT (Interrupt) Logicielle
• Interruption : Signal externe "asynchrone" rythmant les opérations du système ( Timer 18,2 x par seconde, touche appuyée sur le clavier )
• Exception : Signal interne au processeur ( division par zéro, overflow )
• Trappe : Demande explicite de traitement logicielle ( Souris, touche clavier, division par zéro...)
Pri
orit
é
20
Déroutement d’un programme
NMI IRQ i Int i
Terminer instructionen cours
INTR 8259
Recherche vecteur dans la table (IDT)
Empiler Drapeaux, CS, IP (pile)IF = 0, CS,IP <- vecteur
ACQ 8259
Dépiler CS,IP, Drapeaux (pile)CS,IP <- vecteur
Processeur
Périphérique
LogicielBus
Dem
ande
Aut
oris
e
Programme
IT
Traitement IT
Fin IT
Programme
Communication
Programme
Intra-ProcesseurDemande
Informe
21
Assembleur : Nasm
[SEGMENT .data]Val equ 12Var1 db 69Var2 dw 0FFFFh
[SEGMENT .bss]Tab resb 100
[BITS 16][ORG 0x0100]
[SEGMENT .text]BEGIN:
jmp .START
.FIN:
mov ax, $4C00 int $21
.START:
mov Var1, 3 jmp .FIN
;END START
22
Déclaration
DB : Variable 8 bitsDW : Variable 16 bitsEQU : Constante
RESB : Variable 8 bitsRESW : Variable 16 bits
BYTE : Taille d'une variable mémoire 8 bitsWORD : Taille d'une variable mémoire 16 bitsEtiquette : adresse d’une méthode/ branchement.Etiquette : adresse locale
23
Instructions
NOP : RienMOV : Affectation
PUSH : EmpilerPOP : Dépiler
CALL : Appel de sous-programmeRET : Retour d'un sous-programme
LDS : Chargement doubleLES : Chargement double
INT : Interruption
LOOP : Répétition
24
Instructions Arithmétiques
INC : Incrémentation
DEC : Décrementation
ADD : Addition
SUB : Soustraction
MUL : Multiplication
DIV : Division
25
Instructions / Bits
AND : Et
OR : Ou
XOR : Ou exclusif
NOT : Non
SHL : Décalage à gauche
SHR : Décalage à droite
ROL : Rotation à gauche
ROR : Rotation à droite
26
Instructions Branchement
JMP : Branchement inconditionnel
CMP : Comparaison de valeur
JE : égalité
JNE : Différent
JA : Supérieur
JAE : Supérieur ou égal
JB : Inférieur
JBE : Inférieur ou égal
JC : Retenue
JNC : Pas de retenue
27
Systèmes d’exploitation
Interêt :• Appels à des matériels différents soient transparents• Gestion de ressources :
Mémoire, Processeur, Disque, Affichage
Fonctions de base :• Gestion de la memoire• Gestion du processeur• Gestion de périphériques• Gestion des évènements• Gestion des fichiers• Interface de commande
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UNuplexed Information and Computer Service
1969 Bell Laboratories (AT & T) :Ken Thompson, Dennis Ritchie et Brian Kernighan
Deux grandes familles :
• System V (AT & T)• Berkley Software Distribution
Divers : Spix (BULL) - Ultrix (DEC) - HP-UX (HP) AIX (IBM) - Xenis (Microsoft) - SunOS / Solaris (Sun) Linux (Redhat, Corel, Mandrake, Slakware...)
Unix
29
Mac OS
Historique :
•1ère version : 1984, Apple et Steve Jobs Alto Research Center de Xerox
•1998 : MacOS 9 : PowerPC
•2001 : MacOS X alias Rhapsody
Macintosh Operating System
30
MicroSoft Disk Operating System
Historique :
• 1980 : MS-DOS 1.0, Bill Gate
• 1985 : Windows 1.0
• 1993 : Windows NT 3.1 (avec IBM)
• 1995 : Windows 95 (alias windows 4 et MS-DOS 7) :• Systeme d'exploitation : Windows
• Interpréteur : MS-DOS
• 2000 : Windows 2000 et Windows Millenium
MS Dos et windows
31
Qualités :• Equitabilité• Efficacité • Temps de réponse• Temps d'éxuction • Rendement
Types :• Ordonnancement circulaire • Ordonnancement avec priorité• Files multiples• Ordonnancement du plus court d'abord• Ordonnancement dicté par une politique• Ordonnancement à deux niveaux
Ordonnancement des processus
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Processus ou tâches :• Mono-tâche• Multi-tâches
Utilisateur :• Mono-utilisateur (single)• Multi-utilisateurs
Gestion mémoire :• Pagination• Mémoire virtuelle
Systèmes
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Réseau
Deux grandes familles :• Réseaux Locaux d’Entreprise (Local Area Network)• Réseaux grand distance (Wide Area Network)
Intérêt :• Communication inter-sites• Partage de ressources (programme, données, matériels)• Utilisation de « Farms » / serveur• Sensibilité aux pannes
Problème :• Hétérogénéité des matériels• Erreurs de transmission• Cohérence et synchronisation
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Les couches réseaux7 couches ISO du modèle OSI
Application
Présentation
Session
Transport
Réseau
Liaisondonnées
Physique
Fonction deTransport
Gestion del’Application
Support Physique de Transmission
APDU
PPDU
SPDU
TPDU
Paquet
Trame
Bit
PDU : ProtocolData Unit
Ethernet
TCP - UDP
IP
35
Type de supports
• Câble électrique à paire torsadées : Mb/s, Téléphone
• Câble à paire coaxiales : 10 Mb/s RLE
• Fibre optique : Gb/s
• Onde en transmission à vue direct : Faisceaux hertzien, laser
infra-rouge, ondes radio
• Satellites de communication
36
Les Réseaux
Connexion par câble : DCC
Matériel :• Port série (COM) : 9-10 Ko/s• Port parallèle (LPT) : 60-80 Ko/s
Nombre d’utilisateur : 2
37
Les Réseaux
Connexion par modem
Matériel : Norme V.90 56 000 bps• US Robotics X2• Rockwell K56 Flex
Nombre d’utilisateur : 2...• Equivalent au DCC• Connexion prestataire d’accès
38
Les RéseauxConnexion par carte
RJ 45 BNC
Matériel : • Carte réseau• Câble
Nombre d’utilisateur : 2...
EtoileBus
39
INTERNET
Transmission Control Protocol / Internet Protocol
1969 : Début du (D)ARPAnet (4 machines)
1972 : Démonstration de ARPAnetDébut de la spécification de TCP/IP
1980 : Unix BSD 4.1 inclut TCP/IP
1983 : Utilisation de TCP dans ARPAnet
1988 : Mise en place du Backbone de la NSFnet
1990 : Explosion IP en Europe
1992 : EBONE et RENATER
40
RENATERREseau National de télécommunication pour la Technologie,
l’Enseignement et la Recherche
Octobre 1991 : Démarrage expérimental
Novembre 1992 : Démarrage opérationnel (70 sites)
Eté 1994 : Construction de la dorsale à 34 Mb/s
Mai 1995 : 350 sites en 16 réseaux régionaux: 4 téraoctets/mois
Décembre 1997 : 583 sites
1998 :Déploiement de RENATER II : (Serfice ATM Fédérateur et d’Interconnextion de Renater)
2000 : 600 sites, 26 NRD
41
RENATER 2
http://www.renater.fr
42http://www.renater.fr
43
Les Connections
http://www.renater.fr
44http://www.renater.fr
45
Réseau Lumière (centre ville)
http://www.besancon.org
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