Calculateur mécaniquevignette| Hamann Manus R. Un calculateur mécanique est construit à partir de composants mécaniques tels que des leviers et des engrenages, plutôt que des composants électroniques. Les exemples les plus courants sont les calculatrices mécaniques qui utilisent la rotation des engrenages pour augmenter les affichages de sortie. Des exemples plus complexes pourraient effectuer la multiplication et la division et même une analyse différentielle. Un modèle vendu dans les années 1960 pouvait calculer les racines carrées.
Architecture matériellevignette|Architecture matérielle d'un processeur Intel Core2. vignette|Architecture matérielle d'un Cyclops64 (BlueGene/C). L’architecture matérielle décrit l’agencement interne de composants électroniques ainsi que leurs interactions. Le terme interne employé ici permet de bien faire la différence avec l’architecture (externe) de processeur (ou architecture de jeu d'instruction), qui s'intéresse à la spécification fonctionnelle d'un processeur, du point de vue du programmeur en langage machine.
Address generation unitThe address generation unit (AGU), sometimes also called address computation unit (ACU), is an execution unit inside central processing units (CPUs) that calculates addresses used by the CPU to access main memory. By having address calculations handled by separate circuitry that operates in parallel with the rest of the CPU, the number of CPU cycles required for executing various machine instructions can be reduced, bringing performance improvements.
Indicateur de retenueDans un processeur, l'indicateur de retenue, (Carry Flag en anglais, généralement noté C) est un des bits du registre d'état utilisé pour indiquer qu'une retenue ou un emprunt arithmétique a été généré sur le bit de poids fort de l'UAL. L'indicateur de retenue permet aux nombres d'une largeur supérieur à celle d'une UAL d'être additionnés/soustraits en retenant (ajoutant), au bit de poids faible d'un mot plus grand, un chiffre binaire d'une addition/soustraction partielle.
Instruction cycleThe instruction cycle (also known as the fetch–decode–execute cycle, or simply the fetch-execute cycle) is the cycle that the central processing unit (CPU) follows from boot-up until the computer has shut down in order to process instructions. It is composed of three main stages: the fetch stage, the decode stage, and the execute stage. In simpler CPUs, the instruction cycle is executed sequentially, each instruction being processed before the next one is started.
Execution unitIn computer engineering, an execution unit (E-unit or EU) is a part of the central processing unit (CPU) or graphics processing unit (GPU) that performs the operations and calculations forwarded from the instruction unit. It may have its own internal control sequence unit (not to be confused with the CPU's main control unit), some registers, and other internal units such as an arithmetic logic unit, address generation unit, floating-point unit, load–store unit, branch execution unit or some smaller and more specific components.
Dépassement d'entiervignette|Le vol 501 d'Ariane 5 en 1996 s'est soldé par sa destruction en raison d'un dépassement d'entier. Un dépassement d'entier (integer overflow) est, en informatique, une condition qui se produit lorsqu'une opération mathématique produit une valeur numérique supérieure à celle représentable dans l'espace de stockage disponible. Par exemple, l'ajout d'une unité au plus grand nombre pouvant être représenté entraîne un dépassement d'entier. Le dépassement d'entier porte le numéro CWE-190 dans la nomenclature Common Weakness Enumeration.
Load–store unitIn computer engineering, a load–store unit (LSU) is a specialized execution unit responsible for executing all load and store instructions, generating virtual addresses of load and store operations and loading data from memory or storing it back to memory from registers. The load–store unit usually includes a queue which acts as a waiting area for memory instructions, and the unit itself operates independently of other processor units. Load–store units may also be used in vector processing, and in such cases the term "load–store vector" may be used.
Registre d'étatLe registre d'état, ou registre de drapeaux, est un ensemble de bits représentant des drapeaux au sein d'un processeur. Le registre RFLAGS est un exemple de registre d'état propre à l'architecture de processeurs x64. Les bits composant le registre d'état sont indépendants les uns des autres, et la valeur de chacun apporte une information supplémentaire quant au résultat d'une opération antérieure. En effet, au cours d'un calcul, le processeur va automatiquement mettre à jour le registre d'état, en plus de fournir le résultat de l'opération.
Architecture 16 bitsvignette|Le WDC W65C816S, un micro-processeur 16 bits En informatique, l’architecture est un type de structure d'ordinateur exploitant des mots (processeur, mémoire, bus) d'une taille de (soit deux octets). Un mot de peut stocker 2 valeurs différentes, soit . Un processeur peut donc adresser directement de mémoire. Au milieu des années 1960, les premiers ordinateurs commercialisés incluent le HP-2116 de HP, le PDP-11 de DEC et le Nova de Data General. Ils sont conçus et fabriqués à base de composants discrets et de ce fait relativement complexes et volumineux.
Combinational logicIn automata theory, combinational logic (also referred to as time-independent logic or combinatorial logic ) is a type of digital logic which is implemented by Boolean circuits, where the output is a pure function of the present input only. This is in contrast to sequential logic, in which the output depends not only on the present input but also on the history of the input. In other words, sequential logic has memory while combinational logic does not.
Processeurthumb|La puce d'un microprocesseur Intel 80486DX2 dans son boîtier (taille réelle : ). Un processeur (ou unité centrale de calcul, UCC ; en anglais central processing unit, CPU) est un composant présent dans de nombreux dispositifs électroniques qui exécute les instructions machine des programmes informatiques. Avec la mémoire, c'est notamment l'une des fonctions qui existent depuis les premiers ordinateurs. Un processeur construit en un seul circuit intégré est un microprocesseur.
Pipeline (computing)In computing, a pipeline, also known as a data pipeline, is a set of data processing elements connected in series, where the output of one element is the input of the next one. The elements of a pipeline are often executed in parallel or in time-sliced fashion. Some amount of buffer storage is often inserted between elements. Computer-related pipelines include: Instruction pipelines, such as the classic RISC pipeline, which are used in central processing units (CPUs) and other microprocessors to allow overlapping execution of multiple instructions with the same circuitry.
Signal propagation delayPropagation delay is the time duration taken for a signal to reach its destination. It can relate to networking, electronics or physics. In computer networks, propagation delay is the amount of time it takes for the head of the signal to travel from the sender to the receiver. It can be computed as the ratio between the link length and the propagation speed over the specific medium. Propagation delay is equal to d / s where d is the distance and s is the wave propagation speed. In wireless communication, s=c, i.
Opération bit à bitEn logique, une opération bit à bit est un calcul manipulant les données directement au niveau des bits, selon une arithmétique booléenne. Elles sont utiles dès qu'il s'agit de manipuler les données à bas niveau : codages, couches basses du réseau (par exemple TCP/IP), cryptographie, où elles permettent également les opérations sur les corps finis de caractéristique 2. Les opérations bit à bit courantes comprennent des opérations logiques bit par bit et des opérations de décalage des bits, vers la droite ou vers la gauche.
Pipeline (architecture des processeurs)330px|droite|Plan d'un pipeline générique à trois étapes En microarchitecture, un pipeline (ou chaîne de traitement), est l'élément d'un processeur dans lequel l'exécution des instructions est découpée en plusieurs étapes. Le premier ordinateur à utiliser cette technique est l'IBM Stretch, conçu en 1961. Avec un pipeline, le processeur peut commencer à exécuter une nouvelle instruction sans attendre que la précédente soit terminée. Chacune des étapes d’un pipeline est appelé étage.
Registre de processeurUn registre est un emplacement de mémoire interne à un processeur. Les registres se situent au sommet de la hiérarchie mémoire : il s'agit de la mémoire la plus rapide d'un ordinateur, mais dont le coût de fabrication est le plus élevé, car la place dans un microprocesseur est limitée. Une architecture externe de processeur définit un ensemble de registres, dits architecturaux, qui sont accessibles par son jeu d'instructions. Ils constituent l'état externe (architectural) du processeur.
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.
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.
4-bit computing4-bit computing is the use of computer architectures in which integers and other data units are 4 bits wide. 4-bit central processing unit (CPU) and arithmetic logic unit (ALU) architectures are those that are based on registers or data buses of that size. Memory addresses (and thus address buses) for 4-bit CPUs are generally much larger than 4-bit (since only 16 memory locations would be very restrictive), such as 12-bit or more, while they could in theory be 8-bit. A group of four bits is also called a nibble and has 24 = 16 possible values.
