Cours architecture des ordinateurs

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1. Introduction au Cours Architecture des Ordinateurs

Concepts de Base

  • Architecture vs. Organisation : Différencier l’architecture (le design et la structure abstraite) de l’organisation (la mise en œuvre physique).
  • Von Neumann vs. Harvard Architecture : Comprendre les deux principales architectures d’ordinateurs, notamment le modèle de Von Neumann et l’architecture Harvard.

2. Composants Principaux de l’Ordinateur

Unité Centrale de Traitement (CPU)

  • ALU (Arithmetic Logic Unit) : Comprendre le rôle de l’ALU dans les opérations arithmétiques et logiques.
  • Registres : Étudier les registres, leur rôle dans la CPU, et leur influence sur la vitesse d’exécution des instructions.
  • Unité de Contrôle (Control Unit) : Comprendre comment l’unité de contrôle gère l’exécution des instructions.

Mémoire

  • Mémoire Principale (RAM et ROM) : Comprendre la différence entre RAM (mémoire vive) et ROM (mémoire morte), ainsi que leur rôle dans le fonctionnement de l’ordinateur.
  • Cache Mémoire : Étudier la hiérarchie de la mémoire cache (L1, L2, L3) et son rôle dans l’accélération des performances.
  • Mémoire Virtuelle : Comprendre le concept de mémoire virtuelle et comment il permet à un ordinateur d’exécuter des programmes plus grands que la mémoire physique disponible.

Bus et Interconnexions

  • Bus de Données, d’Adresse et de Contrôle : Étudier les différents types de bus et leur rôle dans le transfert d’informations entre les composants de l’ordinateur.
  • Architecture de Bus : Comprendre les architectures de bus comme PCI, PCIe, et l’importance des interconnexions rapides pour la performance globale.

3. Cycle d’Instruction

Cycle Fetch-Decode-Execute

  • Fetch : Récupération de l’instruction à partir de la mémoire.
  • Decode : Décodage de l’instruction pour déterminer l’action à effectuer.
  • Execute : Exécution de l’instruction par l’ALU ou d’autres composants.
  • Pipeline : Étudier le pipeline d’instructions, qui permet à plusieurs instructions d’être traitées simultanément pour améliorer les performances.

4. Jeux d’Instructions et Programmation

ISA (Instruction Set Architecture)

  • RISC vs. CISC : Comprendre les architectures de jeu d’instructions RISC (Reduced Instruction Set Computer) et CISC (Complex Instruction Set Computer).
  • Instructions de Base : Étudier les instructions de base comme les opérations arithmétiques, les transferts de données, et les opérations logiques.

Programmation en Assembleur

  • Langage Assembleur : Introduction à la programmation en assembleur, qui permet d’écrire des programmes directement pour l’architecture du processeur.
  • Instructions Machine : Comprendre comment les instructions en assembleur sont traduites en instructions machine exécutables par la CPU.

5. Entrées/Sorties et Périphériques

Systèmes d’Entrée/Sortie

  • Contrôleurs d’Entrée/Sortie : Étudier les dispositifs de contrôle d’entrée/sortie et leur rôle dans la communication avec les périphériques.
  • Méthodes de Communication : Comprendre les différentes méthodes de communication, telles que l’interruption, le polling, et le DMA (Direct Memory Access).

Périphériques

  • Stockage : Étudier les différents types de périphériques de stockage (disques durs, SSD, etc.) et leur interface avec le système.
  • Périphériques d’Entrée/Sortie : Étudier les périphériques tels que les claviers, les souris, les imprimantes, et les moniteurs.

6. Cours et Ressources en Ligne

Cours Gratuits

  • CLICOURS : Un cours gratuit qui enseigne comment construire un ordinateur à partir de composants de base, y compris la création d’un langage de programmation.