Architecture de von Neumann
Le modèle de l'ordinateur à programme enregistré : unité de commande, unité arithmétique et logique, mémoire unique, entrées-sorties et trois bus, comparé à l'architecture de Harvard, avec son goulot d'étranglement.
- 24 cartes
- 3 thèmes
- Gratuit
Le programme, thème par thème
Le poids de chaque thème suit celui que lui donne l'examen.
- Notions
- Questions
- Ranger et relier
Quelques cartes du deck
Architecture de von Neumann : de quoi s'agit-il ?
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Modèle d'ordinateur où une seule mémoire contient à la fois les instructions et les données, reliée par des bus à un processeur formé d'une unité de commande et d'une unité de calcul.
Cinq éléments : unité de commande, unité arithmétique et logique, mémoire, entrées-sorties et les bus qui les relient. C'est le schéma de presque tous les ordinateurs actuels, vu depuis le programmeur.
Le processeur doit lire l'instruction rangée à l'adresse 0x40. Quel bus transporte 0x40 vers la mémoire ?
- Le bus d'adresses
- Le bus de données
- Le bus de commande
- Le bus d'entrées-sorties
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Le bus d'adresses
0x40 désigne une case : c'est une adresse. Le bus de données ramènera ensuite le contenu de cette case, et le bus de commande précise qu'il s'agit d'une lecture.
Pour lire une case mémoire, le processeur place son adresse sur le bus …, un ordre de lecture sur le bus …, et la valeur revient par le bus de données.
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Pour lire une case mémoire, le processeur place son adresse sur le bus d'adresses, un ordre de lecture sur le bus de commande, et la valeur revient par le bus de données.
Le bus d'adresses ne va que du processeur vers la mémoire ; le bus de données circule dans les deux sens, vers la mémoire pour une écriture et vers le processeur pour une lecture.
Unité de commande : de quoi s'agit-il ?
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Partie du processeur qui va chercher chaque instruction en mémoire, la décode et envoie aux autres éléments les signaux qui la font exécuter.
Elle ne calcule rien elle-même : elle dirige. Le calcul est confié à l'unité arithmétique et logique, les lectures et écritures à la mémoire.
Un programme additionne deux immenses tableaux. Le processeur est souvent à l'arrêt, en attente, alors que ses unités de calcul sont libres. Quelle est la cause la plus probable ?
- Une unité arithmétique et logique trop lente pour additionner
- Le passage obligé par la mémoire pour toutes les données
- Un compteur ordinal qui a atteint sa valeur maximale
- Un bus d'adresses trop court pour l'instruction
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Le passage obligé par la mémoire pour toutes les données
Additionner est rapide ; aller chercher des milliards d'octets en mémoire ne l'est pas. C'est le goulot d'étranglement de von Neumann : le calcul attend les données.