plan de cours : gif-16116
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PLAN DE COURS Hiver 2006 GIF−16116 A − Ordinateurs: structure et applications Informations générales Crédits : Temps consacré : Formule pédagogique : Préalable(s) : Concomitant(s) : Site Web : Enseignant(s) : Responsable : 3 3−0−3−3 LT aucun GIF−10279, IFT−19965 http://16116.gel.ulaval.ca Tremblay, Étienne [email protected] à déterminer Description sommaire Ce cours présente l'architecture interne de l'ordinateur et l'organisation de ces principaux éléments. Il prépare à l'exploitation de l'ordinateur dans des problèmes d'ingénierie tels l'acquisition et le traitement de données, la commande industrielle et la gestion de périphériques. Afin de bien dégager la vision physique et logique, il utilise principalement le langage d'assemblage. Le micro−ordinateur compatible PC sert de machine type dans la discussion des divers concepts et lors de travaux pratiques. Liens avec le(s) programme(s) Ce cours participe à la poursuite des objectifs suivants du programme de baccalauréat en génie informatique : • connaître et exploiter la technologie électronique, en étant en mesure d'apprécier ses fondements physiques; • connaître et exploiter les aspects théoriques de la représentation des signaux et de l'information; • Etre en mesure de mener simultanément une démarche méthodologique qui combine créativité, rigueur et pragmatisme; Ce cours participe à la poursuite des objectifs suivants du programme de baccalauréat en génie électrique : • acquérir une dextérité de base dans la manipulation d'appareils et l'assemblage de dispositifs et être capable d'encadrer le personnel technique qui en a la charge; • connaître les technologies pertinentes aux divers champs d'application du génie électrique; 1/4 • posséder les bases conceptuelles et physiques de la discipline du génie électrique. Objectifs À la fin de ce cours, l'étudiant devra être en mesure de: • Etre familier avec la structure et le fonctionnement interne d'un ordinateur; • Acquérir une compréhension détaillée du matériel et de sa gestion par l'utilisation du langage d'assemblage. Contenu • Introduction (1h): • Architecture typique d'un ordinateur (6h): Processeur, mémoire et entrées/sorties (fonctions et rôles, exemples, compatibilité). Bus d'adresse, de données et de contrôle (communication processeur/mémoire, processeur/entrées−sorties). Historique des micro−ordinateurs. Mémoire cache. Mémoire virtuelle. Comparaison des différentes technologies de mémoire (EPROM, Flash, SRAM, DRAM, SDRAM, DDR−SDRAM, RAMBUS, etc.). • Logiciels (3h): Comparaison des langages machines, assembleur et langage évolué. Comparaison des interpréteurs et des compilateurs. Rôle des systèmes d'exploitation (Linux, MS−WINDOWS). Protection des ressources au niveau du processeur et du système d'exploitation. Logiciels d'application vs système d'exploitation. • Programmation (4h) : Architecture interne d'un processeur. Historique des processeurs: la famille Intel. Registres internes. Registre d'état du processeur. Organisation de la mémoire. Segmentation de la mémoire. La pile. • Répertoire d'instructions du 80X86 et interruptions (5h) : Modes d'adressage. Instructions de transfert de données vers la mémoire ou vers les entrées−sorties. Instructions arithmétiques, de manipulations de bits, de contrôle du processeur. Instructions de bris de séquence, de boucles, d'interruptions. Gestion des interruptions. Interruptions matérielles et logicielles. Circuit de minuterie. • Programmation en assembleur (6h) : Editeur. Macro−assembleur. Editeur de liens. Directives du macro−assembleur. Sous−routine vs macro. Programmation par module. Passage de paramètres. Association de modules assembleur avec un langage évolué. • Principes de base dun système dexploitation (6h) : Caractéristiques des systèmes dexploitation. Gestion des processus et de la mémoire. Mémoire virtuelle. Accès disques. Liens entre le système dexploitation et le matériel. Exemples de systèmes dexploitation. • Entrées/Sortie et ports externes dun ordinateur (8h) : Gestion des Entrées/Sortie. Gestion des bus (ISA, PCI, AGP). Accès direct à la mémoire (DMA). Pilotes et gestionnaire de périphériques. Port série, port parallèle, port USB, FireWire et autres ports. Consignes sur les travaux Les travaux pratiques sont principalement réalisés en assembleur sur micro−ordinateur compatible PC. 2/4 Détails sur les modalités d'évaluation L'évaluation est faite à partie de deux examens écrits et des travaux pratiques. La répartition des points est comme suit: le premier examen 40 %, le second examen 40 % et 20% pour les travaux pratiques évalués. Les révisions de notes seront faites conformément à la procédure officielle du Règlement des études et des règles de la Faculté seulement. La cote ne sera disponible qu'à la sortie du relevé de notes. Bibliographie Obligatoires: • Notes de cours (format électronique) • "The Architecture of Computer Hardware and Systems Software: An Information Technology Approach, 3rd Edition", Irv Englander, John Wiley & Sons, Inc., 2003, ISBN: 0−471−07325−3 Autres références: • "Organisation et architecture de l'ordinateur, 6e édition", William Stallings, Pearson Education France,2003, ISBN: 2−7440−7007 • "Structure interne des ordinateurs", Bui Minh Duc, Les éditions Zeus, 2002, ISBN: 2−9805737−2−8 • "Computer Organization and Design Second Edition: The Hardware/Software Interface", David Patterson, John Hennessy, Morgan Kaufmann, 1997, ISBN: 1−55860−428−6. Modalités d'évaluation Examen Date Heure Pondération de la note finale Examen 1 Mercredi 15 mars 2006 13h30 à 15h20 40.00 % Examen 2 Mercredi 26 avril 2006 13h30 à 15h20 40.00 % Travail Date Heure Pondération de la note finale Laboratoire 1 Vendredi 3 février 2006 15h00 4.00 % Laboratoire 2 Mercredi 15 février 2006 12h00 2.00 % Laboratoire 3 Samedi 25 février 2006 15h00 3.00 % 3/4 Laboratoire 4 Samedi 18 mars 2006 15h00 3.00 % Laboratoire 6 Vendredi 28 avril 2006 13h30 8.00 % Horaire Cours : Mercredi 13h30 à 15h30 PLT−2505 Vendredi 12h30 à 13h30 PLT−2505 4/4