Architecture d'un micro-processeur☘
Tous les micro-processeurs conçus jusqu'à aujourd'hui s'organisent globalement de la même façon. Ils peuvent être décomposés en quatre composants décrits par le modèle de Von Neumann.
Le modèle de Von Neumann☘
Pour traiter une information, un microprocesseur seul ne suffit pas, il faut l'insérer au sein d'un système minimum de traitement programmé de l'information. John Von Neumann est à l'origine d'un modèle de machine universelle de traitement programmé de l'information.
Cette machine universelle est composée des éléments suivants:
- une unité centrale,
- une mémoire principale,
- des interfaces d'entrées/sorties.
Les différents organes du système sont reliés par des voies de communication appelées bus.
Remarque
Le bus
Les données doivent circuler entre les différentes parties d’un ordinateur, notamment entre la mémoire vive et le CPU. Le système permettant cette circulation est appelé bus. Il existe, sans entrer dans les détails, 3 grands types de bus :
- Le bus d’adresses permet de faire circuler des adresses (par exemple l’adresse d’une donnée à aller chercher en mémoire).
- Le bus de données permet de faire circuler des données.
- Le bus de contrôle permet de spécifier le type d’action (exemples: écriture d’une donnée en mémoire, lecture d’une donnée en mémoire).
Un article à lire☘
Lire attentivement cet article du site interstices sur le modèle d'architecture de Von Neumann.
Rôle des composantes du modèle☘
Le modèle de von Neumann donne les quatre composants essentiels qui constituent un micro-processeur. Il décrit également les interactions entre ces différents composants.
Les quatre composants du modèle de von Neumann sont les suivants.
L'unité arithmétique et logique☘
L'unité arithmétique et logique (UAL ou ALU en anglais) ou unité de traitement a pour rôle d’effectuer les opérations de base (addition,soustraction, OU, ET, NON,...).
L'unité de contrôle☘
L'unité de contrôle est chargée du « séquençage » des opérations à effectuer: quelles sont les instructions à effectuer et à quel moment.
La mémoire☘
La mémoire contient à la fois les données et le programme (le programme indique à l’unité de contrôle quels sont les calculs à faire sur les données).
La mémoire se divise entre:
- mémoire volatile (programmes et données en cours de fonctionnement),
- mémoire permanente (programmes et données de base de la machine).
Les dispositifs d'entrée-sortie☘
Les dispositifs d'entrée-sortie permettent la communication entre la machine et le monde extérieur.
Note
Ce second schéma représente les bus de façon plus implicite: on peut donner plusieurs schémas d'un même modèle suivant ce sur quoi on veut insister. C'est là le rôle d'un modèle théorique: permettre de prendre la hauteur voulue pour décrire ce qu'il se passe à différents niveaux en ne retenant qu'une "partie du réel".