ORDINATEURS

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Les améliorations de l'architecture de von Neumann

Les performances des ordinateurs ont connu une progression spectaculaire puisque les vitesses de calcul ont approximativement décuplé tous les cinq ans. Toutefois, les améliorations technologiques successives n'ont que peu modifié l'organisation interne des processeurs.

Dans le modèle de von Neumann, les performances de la mémoire conditionnent les performances du système tout entier, puisque toutes les informations transitent par elle. Les techniques décrites ci-après ont donc été développées pour améliorer les performances de la mémoire et pour introduire un parallélisme plus ou moins important dans l'exécution des instructions. Ces techniques peuvent se combiner entre elles dans un même ordinateur, afin d'en augmenter les performances, sans pour cela modifier la durée du cycle de base du processeur.

Les machines RISC

Pour être exécutées efficacement, les instructions doivent être simples et rapides à décoder. L'étape ID doit être la plus réduite possible. Par ailleurs, il importe de limiter le nombre de portes logiques à traverser lors des transferts élémentaires. Les processeurs modernes se caractérisent par un grand nombre de registres, afin de limiter les accès à la mémoire. Seules les instructions de chargement (load) et de rangement (store) font directement référence à la mémoire, lors de l'étape MEM. L'effort d'optimisation de l'exécution des instructions doit porter sur les instructions réellement utilisées dans un programme. Avant de figer une architecture de processeur, une étude statistique a permis de dégager les instructions les plus utilisées.

Au début des années 1980, de nouvelles architectures intégrant ces optimisations ont été baptisées machines RISC (Reduced Instruction Set Computer). Leur avènement a réduit les temps de conception des machines et grandement simplifié l'écriture des compilateurs. Par contraste, les machines antérieures, dotées d'un jeu d'instructions complexe, ont été rebaptisées machines CISC (Complex Instruction Set Computer).

Les architectures RISC ne se caractérisent pas seuleme [...]

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Machine à calculer de Charles Babbage

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E.N.I.A.C.

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John von Neumann

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  • : maître de conférences à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie, ingénieur de l'École polytechnique féminine, docteur-ingénieur
  • : professeur, Sorbonne université

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Pour citer l’article

Danièle DROMARD, François PÊCHEUX, « ORDINATEURS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 22 janvier 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/ordinateurs/