Architecture des calculateurs

Résumé du document

L'objectif de cette étude est de comprendre le fonctionnement d'une unité centrale que nous appellerons calculateurs dans la suite de ce rapport. Cette étude comporte trois parties. Dans un premier temps, nous allons décrire d'une part les éléments constituant un calculateur et d'autre part le fonctionnement d'une unité centrale [1]. Dans une seconde partie, nous appliquerons ces caractéristiques au microprocesseur 8085 d'Intel fonctionnant sur 8 bits [2,3]. Enfin, dans la dernière partie, nous présenterons notre manipulation qui consiste à illustrer par des animations, à l'aide du logiciel PowerPoint de Microsoft®, certaines instructions permettant de comprendre le principe de fonctionnement des calculateurs. De plus, dans un but pédagogique, nous avons mis en œuvre des instructions dans un petit programme en assembleur. Ce dernier point sera également illustré par une animation

Extraits

[...] Figure II.4 : Registre d'Etat Le 8085 possède cinq indicateurs d'état qui sont actifs au niveau 1. L'indicateur de retenue est, en quelque sorte, un bit supplémentaire qui se charge de la retenue lors d'une opération en multiple précision, c'est à dire sur des mots d'une longueur multiple du mot traité normalement par le microprocesseur. L'indicateur de parité (ou d'imparité) indique si la somme des bits d'un mot est paire ou impaire, ce qui constitue l'une des façons de détecter des erreurs. [...]

[...] Ce registre n'est pas accessible directement par l'utilisateur. II Les Registres spécialisés Comme vous pouvez l'apercevoir sur le schéma (Figure II.1), nous ne retrouvons plus exactement les mêmes registres, certains ont disparu, cédant leur place à de nouveaux. Tel est le cas du registre index qui disparaît au profit du pointeur de pile. La conséquence directe est que ce microprocesseur ne connaît pas l'adressage indexé. II Le Compteur Ordinal Le compteur ordinal contient l'adresse de l'instruction à faire ou en cours d'exécution. [...]

[...] En effet, la lettre M désigne la paire HL. Branchement : Le branchement ne peut avoir lieu qu'avec un adressage immédiat. Ainsi le branchement inconditionnel à l'adresse 1500 s'effectue avec l'instruction : JUMP 1500. Le branchement inconditionnel quant à lui s'écrit différemment selon le test. Par exemple, le branchement conditionnel à l'adresse 1500 avec test de négativité donne : JM 1500. Pour les autres test nous vous proposons d'étudier l'annexe I. III Manipulation Dans un premier temps, notre manipulation consiste à animer à l'aide du logiciel PowerPoint de Microsoft( certaines des instructions concernant la structure à trois bus que nous avons décrite dans ce rapport. [...]

[...] La Figure I.6 donne, par exemple, le chargement immédiat de la valeur 7850 dans le registre B. Figure I.6 : Exemple d'adressage immédiat I Adressage Indirect (IND) La RA indique l'adresse à pointer pour trouver l'opérande. Prenons l'exemple d'une addition dans le registre B : ADDB / IND / 1000 (Figure I.7). Figure I.7 : Exemple d'adressage indirect Dans un premier temps, il faut aller chercher la valeur à ajouter au contenu du registre B. L'adresse 1000 contient 2500, c'est donc le contenu de l'adresse 2500, en l'occurrence 50, qui va être ajouté à 25. [...]

[...] Figure II.3 : Niveau de remplissage de la pile II Le Registre d'Etat Dans les microprocesseurs, un certain nombre de bascules (ou "flip-flops") sont chargées de témoigner d'un événement. On les appelle des indicateurs ; leur nom américain est "flag", littéralement drapeau, ce qui fait songer au drapeau que l'arbitre d'un match de football agite lorsque survient un événement précis, une balle en touche par exemple. Ainsi, ces indicateurs ne sont pas adressables par l'utilisateur, c'est l'UAL qui les gère. Le nombre de ces indicateurs peut varier selon les microprocesseurs. [...]