Fonctionnement d'un ordinateur
Dans ce cours, vous allez apprendre quels sont les composants d'un ordinateur et comment ceux-ci fonctionnent. Ce cours commencera par des choses simples, comme le binaire, pour arriver progressivement jusqu'au fonctionnement des derniers processeurs, en passant par plein de choses passionnantes comme l'assembleur, les mémoires caches, etc. Ce cours est accessible à n'importe qui, sans prérequis, mais se veut cependant assez complet et riche en informations.
- L'auteur du livre tient à remercier vivement Dominus Carnufex et Vayel, qui se sont chargés de la relecture, de la correction orthographique du cours, et de bien d'autres choses encore. Merci à eux pour le travail titanesque qui a été fourni sur le cours.
Le codage des informationsModifier
Les circuits électroniquesModifier
Les circuits combinatoiresModifier
- Les circuits combinatoires
- Les circuits de calcul logique et bit à bit
- Les circuits de sélection
- Les opérations FFS, FFZ, CTO et CLO
Les circuits séquentielsModifier
- Les bascules : des mémoires de 1 bit
- Les circuits synchrones et asynchrones
- Les registres et mémoires adressables
- Les circuits compteurs et décompteurs
- Les circuits de génération d'aléatoire
Les circuits de calcul et de comparaisonModifier
- Les circuits de comparaison
- Les circuits de décalage et de rotation
- Les circuits de calcul entier
- Les circuits de calcul flottant
Les autres circuitsModifier
L'architecture d'un ordinateurModifier
Les bus et liaisons point à pointModifier
Les mémoiresModifier
La micro-architecture d'une mémoire adressableModifier
- Les cellules mémoires
- Le plan mémoire
- Le contrôleur mémoire interne
- L'interface avec le bus mémoire
- Les mémoires évoluées
Les mémoires primairesModifier
- Les mémoires ROM : Mask ROM, PROM, EPROM, EEPROM, Flash
- Les mémoires DRAM asynchrones : FPM et EDO-RAM
- Les mémoires DRAM synchrones : SDRAM et DDR
- Le contrôleur mémoire externe
- Les barrettes de mémoire
- Les mémoires associatives
- Les mémoires FIFO et LIFO
Les mémoires de masseModifier
Le processeurModifier
L'architecture externeModifier
- Langage machine et assembleur
- La pile d'appel et les fonctions
- Les registres du processeur
- L'encodage des instructions
- Les jeux d'instructions
- Le modèle mémoire : alignement et boutisme
- Un exemple de jeu d'instruction : l'extension x87
La micro-architectureModifier
Les entrées-sortiesModifier
La communication avec les entrées-sortiesModifier
- Le contrôleur de périphériques
- L'adressage des périphériques
- Les méthodes de synchronisation entre processeur et périphériques
Les périphériques et composants communs des PCsModifier
La hiérarchie mémoireModifier
La mémoire virtuelleModifier
La mémoire cacheModifier
Le Translation Lookaside BufferModifier
Le parallélisme d’instructionsModifier
Dépendances et pipelineModifier
- Interruptions et pipeline
- Les dépendances de contrôle
- Les dépendances de données
- Les dépendances structurelles
Exécution dans le désordreModifier
- L'exécution dans le désordre
- Fenêtres d’instruction et stations de réservation
- Le renommage de registres
- La désambigüisation de la mémoire
Émission multipleModifier
Les architectures parallèlesModifier
Le parallélisme de tâchesModifier
- Les architectures multiprocesseurs et multicœurs
- Les architectures multithreadées et Hyperthreading
- Les architectures distribuées, NUMA et COMA
Le parallélisme de donnéesModifier
Les architectures parallèles exotiquesModifier
Les jeux d’instructions spécialisés pour la performance / une applicationModifier
Les architectures spécialisées pour le parallélismeModifier
- Les architectures actionnées par déplacement
- Les architectures découplées
- Les architectures dataflow
Les architectures dédiéesModifier
L'histoire de l'informatiqueModifier
AnnexesModifier
Voir aussiModifier
Sur wikilivresModifier
- Les cartes graphiques, un livre du même auteur qui aborde spécifiquement l'architecture des cartes vidéo.
- Monter un PC, pour une approche bien plus pratique et utile.
- Les systèmes d'exploitation, un cours qui explique l'interaction entre systèmes d'exploitation et matériel. Le sujet (les systèmes d'exploitation) est si lié au matériel informatique qu'il peut être vu comme un prolongement du présent cours, ou tout du moins comme un très bon complément.
- Électronique numérique : logique, un cours d'électronique numérique, disponible sur Wikilivre. Un excellent complément pour les premiers chapitres du cours.
Liens diversModifier
- Stack Computers: the new wave : un livre sur les architectures à pile.
- Capability-Based Computer Systems : un livre sur les architectures à capacités.
- Museum of analog computing. Ce site en anglais parle d'un sujet qui n'a pas été abordé dans ce livre : les calculateurs analogiques.