OrdinateurUn ordinateur est un système de traitement de l'information programmable tel que défini par Alan Turing et qui fonctionne par la lecture séquentielle d'un ensemble d'instructions, organisées en programmes, qui lui font exécuter des opérations logiques et arithmétiques. Sa structure physique actuelle fait que toutes les opérations reposent sur la logique binaire et sur des nombres formés à partir de chiffres binaires.
Porte logiquevignette|Composants TTL Une porte logique (gate) est un circuit électronique réalisant des opérations logiques (booléennes) sur une séquence de bits. Cette séquence est donnée par un signal d'entrée modulé en créneau (signal carré), et cadencé de façon précise par un circuit d'horloge, ou quartz. Les opérations logiques sont réalisées électriquement par une combinaison de bascules ou inverseurs, à base de transistors. Étant donné les capacités d'intégration en électronique, un circuit intégré comporte généralement plusieurs portes à la fois.
Algèbre de Boole (logique)Lalgèbre de Boole, ou calcul booléen, est la partie des mathématiques qui s'intéresse à une approche algébrique de la logique, vue en termes de variables, d'opérateurs et de fonctions sur les variables logiques, ce qui permet d'utiliser des techniques algébriques pour traiter les expressions à deux valeurs du calcul des propositions. Elle fut lancée en 1854 par le mathématicien britannique George Boole. L'algèbre de Boole trouve de nombreuses applications en informatique et dans la conception des circuits électroniques.
Bascule (circuit logique)Une bascule est un circuit logique capable, dans certaines circonstances, de maintenir les valeurs de ses sorties malgré les changements de valeurs d'entrées, c'est-à-dire comportant un état « mémoire ». Il s'agit de l'élément qui permet le passage de la logique combinatoire à la logique séquentielle. On distingue deux catégories principales de bascules dans un système séquentiel : les bascules asynchrones et les bascules synchrones.
NOR gateThe NOR gate is a digital logic gate that implements logical NOR - it behaves according to the truth table to the right. A HIGH output (1) results if both the inputs to the gate are LOW (0); if one or both input is HIGH (1), a LOW output (0) results. NOR is the result of the negation of the OR operator. It can also in some senses be seen as the inverse of an AND gate. NOR is a functionally complete operation—NOR gates can be combined to generate any other logical function. It shares this property with the NAND gate.
Fonction NON-ETLa fonction ET-NON (NAND en anglais) est un opérateur logique de l'algèbre de Boole. À deux opérandes, qui peuvent avoir chacun la valeur VRAI ou FAUX, il associe un résultat qui a lui-même la valeur VRAI seulement si au moins l'un des deux opérandes a la valeur FAUX. Les notations usuelles sont ou ou Ce qui peut se lire : « NON( A ET B ) est équivalent à : NON( A ) OU NON( B ) » Une lampe s'allume sauf si l'on appuie sur « a » et « b » et seulement dans ce cas-là.
Fonction OULa fonction OU ou OU inclusif (OR en anglais) est un opérateur logique de l'algèbre de Boole. À deux opérandes, qui peuvent avoir chacun la valeur VRAI ou FAUX, il associe un résultat qui a lui-même la valeur VRAI seulement si au moins un des deux opérandes a la valeur VRAI. La lampe s'allume si l'on appuie sur seulement « a » , ou sur seulement « b » , ou sur « a » et sur « b ». La fonction « OU » est caractérisée par des interrupteurs NO (normalement ouvert) montés en parallèle.
Fonction NONLa fonction NON (NOT en anglais) est un opérateur logique de l'algèbre de Boole et exprime un « état » en fonction de conditions. À un opérande, qui peut avoir la valeur VRAI ou FAUX, il associe un résultat qui a lui-même la valeur inverse de celle de l'opérande. Le circuit intégré 7404 intègre six portes logiques inverseuses du type NON. On la note Il correspond, en arithmétique, à : Une lampe s'allume lorsque l'on n'appuie pas sur « a ». La fonction « NON » est caractérisée par un interrupteur NF (normalement fermé).
XOR gateXOR gate (sometimes EOR, or EXOR and pronounced as Exclusive OR) is a digital logic gate that gives a true (1 or HIGH) output when the number of true inputs is odd. An XOR gate implements an exclusive or () from mathematical logic; that is, a true output results if one, and only one, of the inputs to the gate is true. If both inputs are false (0/LOW) or both are true, a false output results. XOR represents the inequality function, i.e., the output is true if the inputs are not alike otherwise the output is false.
Logic familyIn computer engineering, a logic family is one of two related concepts: A logic family of monolithic digital integrated circuit devices is a group of electronic logic gates constructed using one of several different designs, usually with compatible logic levels and power supply characteristics within a family. Many logic families were produced as individual components, each containing one or a few related basic logical functions, which could be used as "building-blocks" to create systems or as so-called "glue" to interconnect more complex integrated circuits.
Signal d'horlogevignette|Un signal d'horloge est typiquement un signal carré. vignette|Un signal d'horloge est produit par un générateur d'horloge, ici dans un ordinateur de bureau, constitué d'une puce (à droite) et d'un résonateur (à gauche). vignette|Connecteur PS/2 : le signal d'horloge se trouve sur les broches 5 et 6, respectivement pour la souris et le clavier. Un signal d’horloge est, en électronique, et particulièrement en électronique numérique, un signal électrique oscillant qui rythme les actions d'un circuit.
Fonction ETLa fonction ET (AND en anglais) est un opérateur logique de l'algèbre de Boole. À deux opérandes, qui peuvent avoir chacun la valeur VRAI ou FAUX, il associe un résultat qui a lui-même la valeur VRAI seulement si les deux opérandes ont la valeur VRAI. Il fonctionne comme un produit arithmétique : Une lampe s'allume si l'on appuie sur « a » ET « b » et seulement dans ce cas là. La fonction « ET » est caractérisée par des interrupteurs NO (normalement ouvert) montés en série.
Complementary metal oxide semi-conductorvignette|Vue en coupe d'un transistor MOS On appelle CMOS, ou Complementary Metal Oxide Semiconductor, une technologie de fabrication de composants électroniques et, par extension, les composants fabriqués selon cette technologie. Ce sont pour la plupart des circuits logiques (NAND, NOR) comme ceux de la famille Transistor-Transistor logic (TTL) mais, à la différence de ces derniers, ils peuvent être aussi utilisés comme résistance variable.
Électronique numériqueL'électronique numérique concerne le système ou la technologie appliquée dont les caractéristiques sont exprimées par des valeurs de nombres, en anglais digital signifiant « chiffre ». La meilleure fiabilité lors de la transmission des signaux numérisés procure en principe, un contrôle de bout en bout de la chaîne des signaux. Le mode numérique permet de s'affranchir le plus souvent du bruit de fond, des parasites et autres artefacts lors de la transmission et améliore notamment le rapport signal sur bruit.
Coïncidence (informatique)En informatique, l'opérateur logique coïncidence, également NON-OU exclusif (XNOR) et équivalence logique, peut se définir par la phrase suivante : On peut noter qu'il s'agit de la négation du OU exclusif, souvent noté XOR. On le nomme parfois (bien qu'abusivement) « identité » ou encore ET exclusif (XAND). Son symbole est traditionnellement un point ("DOT" en anglais) dans un cercle : « ⊙ ». Appelons A et B les deux opérandes considérés.
Logique séquentielleEn théorie des circuits électroniques, la logique séquentielle est un type de logique dont les résultats ne dépendent pas seulement des données actuellement traitées mais aussi des données traitées précédemment. Elle s'oppose à la logique combinatoire, dont les résultats sont fonction et seulement fonction des données actuellement traitées. En d'autres termes, la logique séquentielle utilise la notion de mémoire de stockage (Bascules, registres, etc.) alors que la logique combinatoire n'en a pas.
Histoire des ordinateursvignette|alt=Une grande salle avec des armoires métalliques contre les murs, sur lesquels sont connectés des dizaines de câbles qui sont reconnectés sur l'armoire adjacente|L'ENIAC, vers 1950. Lhistoire des ordinateurs commence au milieu du . Si les premiers ordinateurs ont été réalisés après la Seconde Guerre mondiale, leur conception repose sur le résultat de divers prototypes tels que l'Harvard Mark I et le Z3, machines électromécaniques programmables commencées en 1939, et surtout de deux calculateurs électroniques : le Colossus du service de cryptanalyse britannique en 1943, l'ENIAC en 1945.
Circuit synchroneUn circuit synchrone est un circuit électronique numérique qui fonctionne à un rythme dicté par une horloge. Cette horloge interne au processeur donne à intervalles réguliers une impulsion électrique simultanée (en première approximation) à tous les composants du processeur. Sa fréquence peut atteindre quelques gigahertz (GHz) pour des processeurs récents. Les ordinateurs personnels usuels sont munis de processeurs synchrones.
Calculatrice mécaniquethumb|Exemple de calculatrice mécanique : la Divisumma 24 d'Olivetti, datant de 1964. Le capot est retiré afin de faire ressortir le mécanisme de la machine. Les moteurs électriques sont à l’arrière Une calculatrice mécanique, appelée selon l'époque machine à calculer ou machine arithmétique, est une machine conçue pour simplifier et fiabiliser des opérations de calculs, et dont le fonctionnement est principalement mécanique. Le nom machine arithmétique fut choisi par Blaise Pascal, et donc utilisé à partir de 1642 et pendant tout le .
AdditionneurUn additionneur est un circuit logique permettant de réaliser une addition. Ce circuit est très présent dans les ordinateurs pour le calcul arithmétique mais également pour le calcul d'adresses, d'indice de tableau dans le processeur. On dénombre deux types d'additionneurs : parallèle (circuit combinatoire) et série (circuit séquentiel). Dans la classe des additionneurs parallèles, nous décrirons ici ceux à propagation de retenue et ceux à retenue anticipée.
