annexes poly cours sans instructions 68000

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  • Annexes - Architecture des microprocesseurs

    J. FRANCOMME G. MERCIER - V1.0 1

    ______________________ Table des matires ANNEXE 1 - Reprsentation des donnes _______________________________________ 2

    1. Introduction ____________________________________________________________ 2 2. Changements de bases____________________________________________________ 2

    2.1 Reprsentation des nombres entiers_________________________________________ 2 2.2 Reprsentation des nombres fractionnaires____________________________________ 3 2.3 Passage d'une base quelconque la base 10 __________________________________ 3 2.4 Passage de la base 10 vers une base quelconque_______________________________ 3 2.5 Cas des bases 2, 8 et 16 _________________________________________________ 4 2.6 Oprations arithmtiques_________________________________________________ 4

    3. Codification des nombres entiers ___________________________________________ 4 3.1 Entiers naturels________________________________________________________ 4 3.2 Entiers relatifs_________________________________________________________ 5

    4 Reprsentation des caractres ______________________________________________ 5 5. Reprsentation des nombres rels (norme IEEE) ________________________________ 6 6. Table des codes ASCII standards _________________________________________ 8

    ANNEXE 2 - Technologie des mmoires ________________________________________ 9 1. PRESENTATION ______________________________________________________ 9 2. CARACTERISTIQUES GENERALES DES MEMOIRES ____________________ 9

    2.1. LA CAPACITE _____________________________________________________ 9 2.2. ORGANISATION - STRUCTURE _____________________________________ 10 2.3. MODE D'ACCES A L'INFORMATION_________________________________ 10 2.4. MODE DE FONCTIONNEMENT _____________________________________ 10 2.5. LA RAPIDITE _____________________________________________________ 10 2.6. LA PERMANENCE ________________________________________________ 11 2.7. EVOLUTION DES MEMOIRES INTEGREES (exemple des RAMs) _________ 11

    3. CLASSIFICATION DES MEMOIRES SUIVANT LE SUPPORT DE L'INFORMATION ______________________________________________________ 12

    3.1. MEMOIRES A SEMI-CONDUCTEUR _________________________________ 12 3.2. MEMOIRES MAGNETIQUES________________________________________ 12 3.3. MEMOIRES OPTIQUES ____________________________________________ 12 3.4. CLASSIFICATION DES MEMOIRES__________________________________ 13

    4. LES MEMOIRES A SEMI-CONDUCTEUR_______________________________ 13 4.1. CLASSIFICATION DES MEMOIRES A SEMI-CONDUCTEUR,____________ 13 4.2. STRUCTURE DES MEMOIRES A ACCES DIRECT______________________ 15 4.3. TECHNOLOGIE DES MEMOIRES A SEMl-CONDUCTEUR ______________ 22

    ANNEXE 3 : Jeu dinstructions du microprocesseur 68000 Motorola ________________ 40

  • Annexes - Architecture des microprocesseurs

    J. FRANCOMME G. MERCIER - V1.0 2

    ANNEXE 1 - Reprsentation des donnes

    1. Introduction Les informations traites par un ordinateur peuvent tre de diffrents types ( texte, nombres, etc.) mais elles sont toujours reprsentes et manipules par l'ordinateur sous forme binaire. Toute information sera traite comme une suite de 0 et de 1. L'unit d'information est le chiffre binaire (0 ou 1), que l'on appelle bit (pour binary digit : chiffre binaire).

    Le codage d'une information consiste tablir une correspondance entre la reprsentation externe (habituelle) de l'information (le caractre A ou le nombre 36 par exemple), et sa reprsentation interne dans la machine, qui est une suite de bits. On utilise la reprsentation binaire car elle est simple, facile raliser techniquement l'aide de bistables (systme deux tats raliss l'aide de transistors). Enfin, les oprations arithmtiques de base (addition, multiplication ...) sont faciles exprimer en base 2 (noter que la table de multiplication se rsume 0 x 0 = 0, 1 x 0 = 0 et 1 x 1 = 1).

    2. Changements de bases Avant d'aborder la reprsentation des diffrents types de donnes (caractres, nombres naturels, nombres rels), il convient de se familiariser avec la reprsentation d'un nombre dans une base quelconque (par la suite, nous utiliserons souvent les bases 2, 8, 10 et 16 ).

    Habituellement, on utilise la base 10 pour reprsenter les nombres, c'est dire que l'on crit l'aide de 10 symboles distincts, les chiffres dcimaux.

    En base b, on utilise n chiffres. Notons ai la suite des chiffres utiliss pour crire un nombre x = an-1 an-2... a2 al ao. ao est le chiffre des units.

    En dcimal, b = 10, ai {0, 1 ,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} En binaire, b = 2, ai {0, 1} : 2 chiffres binaires, ou bits; En hexadcimal, b = 16, ai {O, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F}

    (on utilise les 6 premires lettres de lalphabet comme des chiffres).

    2.1 Reprsentation des nombres entiers

    En base 10, on crit par exemple 2001 pour reprsenter le nombre

    2001 = 2.103+ 0.102+ 0.101 + 1.100

    Dans le cas gnral, en base b, le nombre reprsent par une suite de chiffres an-1 ... al ao est donn par :

    an-1 ... al ao = =

    1-n

    0i ai.bi

    ao est le chiffre de poids faible, et an-1 le chiffre de poids fort.

  • Annexes - Architecture des microprocesseurs

    J. FRANCOMME G. MERCIER - V1.0 3

    Exemple en base 2 : (101)2 = 1.22+0.21+1.20 = 4+0+1 = 5 La notation ( )b indique que le nombre est crit en base b.

    2.2 Reprsentation des nombres fractionnaires

    Les nombres fractionnaires sont ceux qui comportent des chiffres aprs la virgule. Dans le systme dcimal, on crit par exemple : 12,346 = 1.101 + 2.100 + 3.10-1 + 4.10-2 + 6.10-3 En gnral, en base b, on crit : an-1 an-2 a n-3a3 a2 al ao = an-1.bn-1+ an-2.bn-2+ a n-3.bn-3+ + a3.b3+a2.b2+al.b1+ao.b0

    2.3 Passage d'une base quelconque la base 10

    Il suffit d'crire le nombre comme ci-dessus et d'effectuer les oprations en dcimal. Exemple en hexadcimal: (AB)16 = 10.161 + 11.160 = 160 + 11 = (171)10 (en base 16, A reprsente 10, B reprsente 11, et F reprsente 15).

    2.4 Passage de la base 10 vers une base quelconque

    Nombres entiers On procde par divisions successives. On divise le nombre par la base, puis le quotient obtenu par la base, et ainsi de suite jusqu'a obtention d'un quotient nul.

    La suite des restes obtenus correspond aux chiffres dans la base vise, ao a1 a2 a3 an-3 an-2 an-1. Exemple : soit convertir (44)10 vers la base 2. 44 = 2 x 22 + 0 a0 = 0 22 = 2 x 11 + 0 a1 = 0 11 = 2 x 5 + 1 a2 = 1 5 = 2 x 2 + 1 a3 = 1 2 = 2 x 1 + 0 a4 = 0 1 = 2 x 0 + 1 a5 = 1 Donc (44)10 quivaut (101100)2.

  • Annexes - Architecture des microprocesseurs

    J. FRANCOMME G. MERCIER - V1.0 4

    Nombres fractionnaires On multiplie la partie fractionnaire par la base en rptant l'opration sur la partie fractionnaire du produit jusqu'a ce qu'elle soit nulle ( ou que la prcision voulue soit atteinte).

    Pour la partie entire, on procde par divisions comme pour un entier.

    Exemple: conversion de (54,25)10 en base 2

    Partie entire : (54)10 = (110110)2 par divisions successives. Partie fractionnaire :

    2 x 0,25 = 0,50 a-1 = 0 2 x 0,50 = 1,00 a-2 = 1 2 x 0,00 = 0,00 a-3 = 0

    2.5 Cas des bases 2, 8 et 16

    Ces bases correspondent des puissances de 2 (21,23 et 24), d'o des passages de l'une l'autre trs simples. Les bases 8 et 16 sont pour cela trs utilises en informatique, elles permettent de reprsenter rapidement de manire compacte des configurations binaires. La base 8 est appele notation octale, et la base 16 notation hexadcimale. Chaque chiffre en base 16 (24) reprsente un paquet de 4 bits conscutifs. Par exemple:

    (10011011)2 = (1001 1011)2 = (9B)16

    De mme, chaque chiffre octal reprsente 3 bits conscutifs. On manipule souvent des nombres forms de 8 bits, nomms octets, qui sont donc reprsents sur 2 chiffres (digits) hexadcimaux.

    2.6 Oprations arithmtiques Les oprations arithmtiques seffectuent dans une base quelconque b avec les mmes mthodes qu'en base 10. Une retenue ou un report apparat lorsque l'on atteint ou dpasse la valeur b de la base.

    3. Codification des nombres entiers La reprsentation (ou codification) des nombres est ncessaire afin que toutes les donnes soient stockes ou manipule par un ordinateur. Le principal problme est la limitation de la taille du codage : un nombre mathmatique peut prendre des valeurs arbitrairement grandes, tandis que le codage dans l'ordinateur doit s'effectuer sur un nombre de bits fix.

    3.1 Entiers naturels

    Les entiers naturels (positifs ou nuls) sont cods sur un nombre d'octets fix (un octet est un groupe de 8 bits). On rencontre habituellement des codages sur 1, 2 ou 4 octets, plus rarement sur 64 bits (8 octets). Un codage sur n bits permet de reprsenter tous les entiers naturels compris entre 0 et 2n 1. Par exemple sur 1 octet, on pourra coder les nombres compris entre 0 255 = 28 - 1.

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