II.3 Généralités sur le
calculateur numérique PPS
Le fonctionnement d'un calculateur numérique fait appel
aux 2 fonctions essentielles :
( Le stockage de l'information, ( Le traitement de
l'information.
Cette information doit pouvoir circuler sous forme
électrique et elle devra donc être codée ;
> La plus petite quantité d'information
(unité) est appelée BIT. Elle correspond à la notion de
"variable booléenne ou binaire" qui ne peut prendre que les valeurs 0 ou
1.
> L'échange d'informations entre 2
éléments (émetteur et récepteur) s'effectue par une
liaison électrique (ligne). Si l'on considère le cas d'un
conducteur unique, l'information provient des combinaisons des états
successifs de la ligne au cours du temps: ici l'on parle de liaison "
série".
> Le débit d'informations est exprimé en
bits/seconde ou «bauds".
Il est plus avantageux d'associer plusieurs conducteurs en
"parallèle". Cette association prend le nom de "bus". A
un instant
donné, l'état du bus est décrit par un mot
binaire pouvant prendre n =
2 N valeurs où N est le nombre de lignes
juxtaposées. Il est commun d'utiliser des groupements de 8 fils, ce qui
conduit à la définition de l'"octet".
Si l'on considère 2 sous-ensembles reliés par un
bus, l'information peut
circuler dans un sens (bus unidirectionnel) ou dans
les 2 sens (bus
bidirectionnel).
Dans le premier cas, il s'agit de la liaison entre un
émetteur et un
récepteur. Dans le second, chaque sous-ensemble
peut être configuré
soit en émetteur, soit en récepteur. Ici, une
ligne supplémentaire est
nécessaire pour fixer le sens des
échanges. Elle commande le
multiplexage interne des liaisons (utilisation
d'éléments de type "3
états"). On doit veiller à
ce qu'en aucun cas 2 éléments configurés
en
émetteur commandent l'état du bus simultanément.
Dans le cas général,
plusieurs sous-ensembles peuvent être connectés sur
un même bus, ce qui permet de minimiser le nombre d'interconnexions
Un calculateur numérique se présente de
façon générale comme
suit :
( une unité de traitement (UT) travaille sur des
données stockées dans un bloc "mémoire" (MEM).
( L'introduction des données et la
récupération des résultats s'effectuent par
l'intermédiaire d'un organe "d'entrée-sortie" (E/S). Les liaisons
entre ces éléments s'effectuent par des bus.
II.3.1 Fonction mémoire
II.3.1.1 Définitions
Une mémoire est un ensemble de cellules
élémentaires qui stockent chacune un bit. Le nombre de cellules
est appelé "capacité" de la mémoire. A chaque cellule sont
associées 2 informations :
( Une adresse (numéro) permettant de désigner la
cellule, ( Une donnée représentée par son état.
La possibilité d'accéder à une cellule
quelconque en fournissant son adresse est appelée "accès
aléatoire». On distingue un mode de lecture permettant de
connaître l'état de la cellule sélectionnée et un
mode d'écriture permettant d'imposer son état. Ces 2 modes sont
définis par l'état d'une ligne de lecture écriture
(Read/Write : R/W).
Note : la plupart des mémoires à semi-conducteur
sont à accès
aléatoire. Par contre les mémoires
dites "de masse" qui ne sont pas
décrites ici (disques, bandes, mémoires à
bulles,..) sont à accès séquentiel.
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