Architecture des ordinateurs

Architecture des ordinateurs et éléments permettant d'effectuer les opérations liées à l'architecture. En a, structure de l'ordinateur et enchaînement des instructions données par la mémoire d'instructions au rythme de l'horloge. Les deux fonctionnalités nécessaires au fonctionnement de l'ordinateur sont la mémoire et la combinatoire (qui permet les opérations arithmétiques). En b, logique combinatoire dans les ordinateurs grâce au transistor fonctionnant en interrupteur : 1. On commande la conductivité d'un canal semiconducteur situé entre deux électrodes, source et drain, en appliquant une tension sur une électrode de grille située au-dessus du canal. Cette tension crée un potentiel électrostatique qui attire ou vide le canal de ses électrons. Afin d'obtenir un interrupteur parfait qui ne « fuie » pas, on intercale un matériau isolant entre canal et grille. 2. Fonctionnement du transistor en interrupteur « parfait ». Avec une tension + VL appliquée (le signal « 1 » logique), le transistor conduit : c'est un interrupteur « fermé ». Avec une tension nulle appliquée (le signal « 0 » logique), il ne conduit pas. C'est un interrupteur ouvert. 3,4. En associant des transistors et des résistances, on peut fabriquer des circuits créant des portes logiques, comme le « ET » et le « OU ». Pour faire le « ET », il faut un circuit qui donne la tension « 1 » quand à la fois les entrées A et B sont au « 1 ». Pour faire le « OU », il faut un circuit qui donne « 1 » quand une des deux entrées A ou B est au « 1 ». Dans tous les autres cas, la sortie logique S doit être « 0 ». On représente tous les cas d'entrée et sortie par des tableaux dits « tables de vérité ». Aux bornes des résistances des deux circuits apparaissent des tensions de sorties données par les tables de vérité de « ET » et de « OU », respectivement, suivant les tensions appliquées aux entrées A et B, puisqu'il faut que les deux transistors conduisent dans un des cas (« ET ») ou bien un seul des deux dans l'autre (« OU »). 5. Un circuit de logique combinatoire général donne une sortie f(x1, x2, …, xN, …) fonction des valeurs aux entrées x1, x2, …, xN, … Toute fonction combinatoire, aussi complexe soit-elle, peut être effectuée en associant des portes logiques simples. C'est l'algèbre de Boole qui permet de déterminer les portes à utiliser pour une fonction combinatoire donnée par sa table de vérité.

Architecture des ordinateurs - vue 1

Architecture des ordinateurs - vue 2

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