1) Éléments principaux d’un système à microprocesseur
À retenir : un système à µp = CPU + horloge + mémoires + bus + interfaces E/S.
Réponse (liste structurée)
- Microprocesseur (CPU) : exécute les instructions et traite les données.
- Horloge : synchronise toutes les opérations (rythme du système).
- Mémoires : stockent programmes et données (ROM/Flash, RAM, cache…).
- Bus : transportent adresses, données et signaux de contrôle.
- Interfaces Entrées/Sorties (E/S) : relient clavier, afficheur, capteurs, réseau, etc.
Schéma global (interactif)
Le BUS regroupe généralement : bus d’adresses, bus de données, bus de contrôle.
2) Rôle de l’Unité de Commande (UC) et de l’Unité de Traitement (UT)
UC = “chef d’orchestre”, UT = “calcul et manipulation des données”.
Réponse attendue
- Unité de commande (UC) : séquence le déroulement des instructions (orchestration).
- Unité de traitement (UT) : traite les données (opérations arithmétiques/logiques, registres de travail).
Mémo : UC “séquencer”, UT “traitement des données”.
Schéma interne CPU (interactif)
Mémo : UC = contrôle ; UT = calcul.
3) Rôle des registres / UAL / pile — et leur unité (UC ou UT)
Clique sur une ligne pour afficher un rappel rapide.
Tableau de synthèse
| Composant | Rôle | Unité |
|---|---|---|
| Compteur de programme (PC) | Stocke l’adresse de la prochaine instruction à exécuter | UC |
| Registre d’instruction (IR) | Stocke temporairement l’instruction machine en cours de traitement | UC |
| Registre d’état (Flags) | Indique l’état du processeur / résultat des opérations (flags) | UT |
| Accumulateur | Stocke opérandes et résultats des opérations arithmétiques et logiques | UT |
| Pile (Stack) | Stocke des données critiques (adresse de retour CALL/RET, etc.) | UC |
| UAL (ALU) | Exécute les opérations arithmétiques et logiques | UT |
Conseil : PC & IR = “pilotage”, ALU/accumulateur/flags = “calcul”.
Mini-illustration : “où ça se place ?”
Rappel express (utile en examen)
- PC : “où est la prochaine instruction ?” → UC
- IR : “quelle instruction je traite ?” → UC
- Pile : “où revenir après CALL ?” → UC
- UAL + Accu + Flags : “je calcule et je mémorise le résultat” → UT
4) Différences clés : CISC vs RISC • Harvard vs Von Neumann • Classique vs Pipeline
Compare “philosophie d’instructions”, “organisation mémoire”, et “mode d’exécution”.
- Instructions souvent longues et puissantes (une instruction = plusieurs micro-étapes).
- Objectif historique : réduire le nombre d’instructions (au prix de complexité matérielle).
- Instructions simples, souvent de durée plus régulière.
- Objectif : vitesse matérielle et exécution efficace (souvent pipeline-friendly).
Harvard vs Von Neumann (schéma interactif)
Classique vs Pipeline (animation + “cycle”)
Classique : une instruction à la fois.
Pipeline : plusieurs instructions avancent en parallèle (Fetch/Decode/Execute).
Lecture “cycle par cycle” : à chaque cycle, une instruction avance d’une étape.
5) Les 3 phases principales d’exécution d’une instruction
Fetch → Decode → Execute (et on recommence pour l’instruction suivante).
Réponse attendue
- Recherche (Fetch) de l’instruction en mémoire
- Décodage (Decode) par l’unité de commande
- Exécution (Execute) de l’opération
Mini-méthode pour expliquer aux étudiants
- Fetch : “je lis la consigne”
- Decode : “je comprends ce que je dois faire”
- Execute : “je fais l’action (calcul, lecture/écriture, saut…)”
Animation + explication (interactif)
Ces 3 étapes : fetch, decode, execute.