plan de cours : gif-16116 - Pixel

PLAN DE COURS
Hiver 2008
GIF−16116 A − Ordinateurs: structure et applications
Informations générales
Crédits :
Temps consacré :
Formule pédagogique :
Préalable(s) :
Concomitant(s) :
Site Web :
Intranet Pixel :
Enseignant(s) :
Responsable :
3
3−0−3−3
LT
aucun
GIF−10279, (IFT−19965 ou IFT−17582)
http://cours.gel.ulaval.ca/2008h/16116/
https://pixel.fsg.ulaval.ca
Tremblay, Étienne [email protected]
Maldague, Xavier [email protected]
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 :
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• 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;
• 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:
• Être 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 d'un système d'exploitation (6h) : Caractéristiques des systèmes
d'exploitation. Gestion des processus et de la mémoire. Mémoire virtuelle. Accès disques.
Liens entre le système d'exploitation et le matériel. Exemples de systèmes d'exploitation.
• Entrées/Sortie et ports externes d'un 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.
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Modalités sur les laboratoires
Règlement sur la sécurité dans les laboratoires du Département de génie électrique et de génie
informatique et formation sur les dangers de l'électricité
Le Département de génie électrique et de génie informatique a adopté un règlement sur la sécurité
dans ses laboratoires.
Ce règlement est disponible à l'adresse :
http://www2.gel.ulaval.ca/fileadmin/documentation/services/securite/reglements−securite−lab−v2.pdf
Tous les étudiants sont priés de respecter celui−ci scrupuleusement.
Par ailleurs une formation sur les dangers de l'électricité est offerte aux étudiants à chaque début de
session. Certains cours exigent que cette formation soit suivie avant le début des laboratoires.
Les étudiants qui n'auront pas suivi cette formation se verront refuser l'accès aux laboratoires.
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.
Échelle des cotes
Échelle des cotes
A+ [ 90.00 − 100 ]
A [ 86.00 − 89.99 ]
A− [ 82.00 − 85.99 ]
Réussite
B+ [ 78.00 − 81.99 ]
B [ 74.00 − 77.99 ]
B− [ 70.00 − 73.99 ]
Réussite
C+ [ 66.00 − 69.99 ]
C [ 62.00 − 65.99 ]
C− [ 58.00 − 61.99 ]
Réussite
D+ [ 54.00 − 57.99 ]
D [ 50.00 − 53.99 ]
E [ 0.00 − 49.99 ]
X
Réussite
Échec
Abandon sans échec
(dans les délais prévus)
Bibliographie
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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
Document(s) autorisé(s)
Examen 1
Mercredi 12 mars
2008
13h30 à
15h30
40.00%
Calculatrice scientifique seulement
Examen 2
Mercredi 30 avril
2008
13h30 à
15h30
40.00%
Calculatrice scientifique seulement
Travail Équipes
Date
Heure
Pondération de la note finale
Lab1
1à2
Mercredi 6 février 2008
13h30
4.00%
Lab2
1à2
Mercredi 20 février 2008
13h30
3.00%
Lab3
1à2
Mercredi 5 mars 2008
13h30
3.00%
Lab4
1à2
Mercredi 26 mars 2008
13h30
4.00%
Lab5
1à3
Vendredi 18 avril 2008
13h30
6.00%
Horaire et disponibilités
Plages normales : Mercredi 13h30 à 15h30 PLT−2551
Vendredi 12h30 à 13h30 PLT−2551
Dépannages : aucun
Disponibilité de l'enseignant :
(du 14 janv. au 25
Mercredi 15h30 à 16h30 PLT−1114o
avril)
Politique sur l'utilisation d'appareils électroniques pendant une séance d'évaluation
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L'utilisation d'appareils électroniques (cellulaire ou autre appareil téléphonique sans fil, pagette,
baladeur, agenda électronique, etc.) est interdite au cours d'une séance d'évaluation et de toute autre
activité durant laquelle l'enseignant l'interdit.
De plus, seuls certains modèles de calculatrices sont autorisés durant les séances d'évaluation.
Pour l'année 2007−2008, les modèles suivants sont autorisés :
Hewlett Packard
Texas Instrument
Sharp
Casio
HP 20S, HP 30S, HP 32S2, HP 33S
TI−30Xa, TI−30XIIB, TI−30XIIS, TI−36X,
BA35
EL−531*, EL−546*, EL−520*
ASIO FX−300 MS, FX−300W Plus
* Calculatrices Sharp: sans considération pour les lettres qui suivent le numéro
Dans tous les cas, la calculatrice doit être validée par une vignette autocollante émise par la COOP
étudiante ZONE.
Politique sur le plagiat et la fraude académique
L'Université Laval possède des dispositions relatives au plagiat et à la fraude académique. Le
« Règlement disciplinaire à l'intention des étudiants de l'Université Laval » est disponible à cette
adresse http://www.ulaval.ca/sg/reg/Reglements/Disc. Ce texte encadre les activités sanctionnées sur
le plan du plagiat, de la tricherie et de la fraude académique. Ces mesures ont été mises en place afin
de protéger l'intégrité académique au sein de l'institution « dans le but de préserver la crédibilité des
attestations ou des diplômes délivrés et afin de s'assurer que les relevés de notes et les diplômes
témoignent de la compétence et de la formation réelle des étudiants ». Parmi les infractions
académiques, l'article 28 répertorie différentes infractions reliées au plagiat:
• copier un document;
• utiliser l'oeuvre d'autrui, en tout ou en partie, sans en mentionner la source;
• soumettre le même travail dans deux cours différents à l'insu des enseignants;
• etc.
Ce règlement s'attribue à toutes les activités exigées de l'étudiant dans le cadre de son cours et de son
programme d'études. Les conséquences peuvent mener à une réprimande, une mise en probation,
l'attribution d'une cote « R », une suspension d'inscription à l'Université, le congédiement, une
expulsion ou au rappel du diplôme de l'individu.
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