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 et de la correction orthographique d'une ancienne version de ce cours. Merci à eux pour le travail titanesque qui a été fourni.
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 timers et diviseurs de fréquence
Les circuits de calcul et de comparaisonModifier
- Les circuits de décalage et de rotation
- Les circuits pour l'addition et la soustraction
- Les circuits pour la multiplication et la division
- Les circuits de calcul flottant
- Les circuits de comparaison
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 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
Les mémoires historiquesModifier
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
- L'espace d'adressage du processeur
- Un exemple de jeu d'instruction : l'extension x87
La micro-architectureModifier
Les jeux d'instruction spécialisés ou exotiquesModifier
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
La gestion des dépendances par le pipelineModifier
- Interruptions et pipeline
- Les dépendances de contrôle
- Les dépendances de données
- Les dépendances structurelles
L’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
- Les processeurs superscalaires
Le parallélisme d'instruction exposé au niveau du jeu d'instructionModifier
Les architectures parallèlesModifier
Le parallélisme de tâchesModifier
- Les architectures multiprocesseurs et multicœurs
- Les architectures multithreadées et Hyperthreading
- Les architectures distribuées, NUMA et COMA