Architectures Logicielles et Materielles

Introduction......Page 9
Notion d'information......Page 13
L'ordinateur : une machine qui exécute......Page 17
Où sont le matériel et le logiciel ?......Page 22
Fonctionnalités des ordinateurs......Page 25
Plan du livre......Page 28
I Outils de base de l'algorithmique logicielle   et matérielle......Page 31
Algèbre de Boole et fonctions booléennes......Page 33
Algèbre de Boole......Page 34
Fonctions booléennes......Page 36
Représentation des fonctions booléennes......Page 39
Manipulation de représentations de fonctions booléennes......Page 46
Exercices......Page 54
Notion de codage d'informations......Page 57
Les naturels......Page 59
Les relatifs......Page 66
Lien entre l'arithmétique et les booléens......Page 72
Les caractères......Page 73
Les nombres réels, la virgule flottante......Page 74
Exercices......Page 75
Représentation des traitements et des données : langage d'actions......Page 83
Un langage d'actions......Page 84
Représentation des données en mémoire......Page 90
Traduction des affectations générales en accès au tableau MEM......Page 98
Utilisation des pointeurs et gestion dynamique de la mémoire......Page 99
Piles, files et traitements associés......Page 103
Exercices......Page 104
Machines séquentielles simples......Page 109
Machines séquentielles avec actions......Page 117
Temps, données temporelles et synchronisation......Page 129
Interface entre un dispositif informatique et un environnement physique......Page 130
Signaux logiques et représentation par des chronogrammes......Page 134
Problèmes de synchronisation......Page 135
Un exemple : la machine à café......Page 141
II Techniques de l'algorithmique matérielle......Page 143
Phénomènes à l'échelle atomique......Page 145
Phénomènes à l'échelle électrique......Page 148
Phénomènes à l'échelle logique......Page 151
Circuits logiques......Page 156
Fabrication des dispositifs......Page 164
Exercices......Page 170
Circuits combinatoires......Page 173
Notion de circuit combinatoire......Page 174
Assemblage de blocs de base.........Page 181
Algorithmique câblée : conception logique......Page 186
Etude de cas......Page 194
Exercices......Page 196
Eléments de mémorisation......Page 199
Points de mémorisation de bits : bascules et registres......Page 200
La mémoire : organisation matricielle des points de mémorisation......Page 211
Réalisation des mémoires statiques......Page 215
Optimisations et techniques particulières......Page 218
Circuits séquentiels......Page 223
Notion de circuit séquentiel......Page 224
Synthèse des automates décrits par leur graphe......Page 230
Synthèse des circuits séquentiels par flots de données......Page 241
Exercices......Page 248
Conception de circuits séquentiels par séparation du contrôle et des opérations......Page 251
Principe général......Page 252
Notion de partie opérative type......Page 253
Partie contrôle......Page 257
Etudes de cas......Page 261
Exercices......Page 271
III Techniques de l'algorithmique logicielle......Page 275
Le langage machine et le langage d'assemblage......Page 277
Le langage machine......Page 278
Le langage d'assemblage......Page 304
Un exemple de programme......Page 310
Exercices......Page 316
Traduction des langages à structure de blocs en langage d'assemblage......Page 321
Cas des programmes à un seul bloc......Page 322
Cas des programmes à plusieurs blocs......Page 327
Traduction en langage d'assemblage : solutions globales......Page 342
Exercices......Page 351
IV A la charnière du logiciel et du matériel.........Page 357
Le processeur : l'interprète câblé du langage machine......Page 359
Les principes de réalisation......Page 360
Exemple : une machine à 5 instructions......Page 363
Une réalisation du processeur......Page 364
Critique et amélioration de la solution......Page 368
Extensions du processeur......Page 372
Exercices......Page 375
V Architecture d'un système matériel   et logiciel simple......Page 383
Un système matériel et logiciel simple......Page 385
Le bus mémoire......Page 389
Utilisation de plusieurs circuits de mémoire......Page 393
Accès à des données de tailles différentes......Page 397
Exercices......Page 403
Notion d'entrées/sorties......Page 405
Synchronisation entre le processeur et un périphérique......Page 407
Connexion d'organes périphériques......Page 408
Programmation d'une sortie......Page 410
Programmation d'une entrée......Page 416
Optimisation des entrées/sorties groupées......Page 417
Exercices......Page 423
Pilotes de périphériques......Page 425
Structure d'un pilote de périphérique......Page 426
Pilote pour un clavier......Page 427
Pilote pour un disque......Page 431
Pour aller plus loin.........Page 440
Vie des programmes......Page 443
Interprétation et compilation......Page 444
Compilation séparée et code translatable......Page 450
Format des fichiers objets translatables et édition de liens......Page 462
Système de gestion de fichiers......Page 471
Situation du système de gestion de fichiers......Page 473
Structure des données et influence sur l'implantation......Page 474
Implantation dispersée sur un disque......Page 478
Noms externes et autres informations attachées aux fichiers......Page 484
Etude de quelques fonctions du système de gestion de fichiers......Page 485
Démarrage du système, langage de commandes et interprète......Page 491
Démarrage du système......Page 492
Mécanisme de base : le chargeur/lanceur......Page 493
Programmation de l'interprète de commandes......Page 503
Fonctions évoluées des interprètes de commandes......Page 509
VI Architecture des systèmes matériels  et logiciels complexes......Page 511
Qu'appelle-t-on système complexe ?......Page 513
Scrutation......Page 515
Mécanisme d'interruption : définition et types d'utilisations......Page 516
Plan de la suite......Page 518
Architecture d'un processeur pour la multiprogrammation......Page 519
Introduction d'un mécanisme de scrutation élémentaire......Page 523
Un exemple détaillé d'utilisation : mise à jour de la pendule......Page 529
Notion de concurrence et d'atomicité des opérations......Page 536
Exercices......Page 538
Principe et définitions......Page 539
Structures de données associées aux processus......Page 544
Organisation du traitant de commutation......Page 547
Création et destruction de processus......Page 554
Exercices......Page 558
Généralisation du mécanisme d'interruption et applications......Page 559
Classification des différentes sources d'interruption......Page 560
Protection entre processus, notion de superviseur......Page 567
Entrées/sorties gérées par interruption......Page 573
Bibliographie......Page 578