Fonctionnement d’un processeur (partie 1)

 

Le processeur est le cerveau de l’ordinateur. Il permet de manipuler des informations numériques, c’est-à-dire des informations codées sous forme binaire, et d’exécuter les instructions stockées en mémoire.

Fonctionnement:

Le processeur  est un circuit électronique cadencé au rythme d’une horloge interne, grâce à un cristal de quartz qui, soumis à un courant électrique, envoie des impulsions, appelées « top ». La fréquence d’horloge (appelée également cycle, correspondant au nombre d’impulsions par seconde, s’exprime en Hertz (Hz).

La fréquence d’horloge est généralement un multiple de la fréquence du système (FSB, Front-Side Bus), c’est-à-dire un multiple de la fréquence de la carte mèreA chaque top d’horloge le processeur exécute une actioncorrespondant une Instruction. La puissance du processeur peut être caractérisée par le nombre d’instructions qu’il est capable de traiter par seconde.

 

Une instruction:

Une instruction est l’opération élémentaire que le processeur peut accomplir. Les instructions sont stockées dans la mémoire principale, en vue d’être traitée par le processeur. Une instruction est composée de deux champs :

* le code opération, représentant l’action que le processeur doit accomplir.

* le code opérande, définissant les paramètres de l’action.

 

Fonctionnement d’un processeur (partie 2)-Les registres

Les registres:

Lorsque le processeur exécute des instructions, les données sont temporairement stockées dans de petites mémoires rapides de 8, 16, 32 ou 64 bits que l’on appelle registres.

 Suivant le type de processeur le nombre global de registres peut varier d’une dizaine à plusieurs centaines. 

Fonctionnement d’un processeur (dernière partie)-La mémoire cache

La mémoire cache: 

La mémoire cache est une mémoire rapide permettant de réduire les délais d’attente des informations stockées en mémoire vive. En effet, la mémoire centrale de l’ordinateur possède une vitesse bien moins importante que le processeur. La solution consiste donc à inclure ce type de mémoire rapide à proximité du processeur et d’y stocker temporairement les principales données devant être traitées par le processeur.

  Les ordinateurs récents possèdent plusieurs niveaux de mémoire cache :

* La mémoire cache de premier niveau ( L1 Cache) est directement intégrée dans le processeur. Elle se subdivise en 2 parties :

-La première est le cache d’instructions, qui contient les instructions issues de la mémoire vive décodées lors de passage dans les pipelines.

-La seconde est le cache de données, qui contient des données issues de la mémoire vive et les données récement utilisées lors des opérations du processeur.Les caches du premier niveau sont très rapides d’accés. Leur délai d’accès tend à s’approcher de celui des registres internes aux processeurs.

* La mémoire cache de second niveau (L2 Cache) est située au niveau du boîtier contenant le processeur (dans la puce).

 

Le cache de second niveau vient s’intercaler entre le processeur avec son cache interne et la mémoire vive. Il est plus rapide d’accès que cette dernière mais moins rapide que le cache de premier niveau.* La mémoire cache de troisième niveau (L3 Cache) est située au niveau de la carte mère, ou sur les processeurs haut de gamme. Pendant que le processeur travaille, le contrôleur de cache de premier niveau peut s’interfacer avec celui de second niveau pour faire des transferts d’informations sans bloquer le processeur. De même, le cache de second niveau est interfacé avec celui de la mémoire vive (cache de troisième niveau), pour permettre des transferts sans bloquer le fonctionnement normal du processeur.

Fonctionnement d’un ordinateur (partie 1)

Fonctionnement d’un ordinateur: Le « Hardware » 

Un PC est constitué:

 * d’une unité centrale   * d’un moniteur

* d’un clavier* d’une souris

* de périphériques internes: carte son, vidéo …