plan de cours : gif-16116

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;
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• 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.
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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 %
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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
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