Principes de Fonctionnement
des Ordinateurs

- Ordinateurs -

Frédéric Boulanger
frederic.boulanger@centralesupelec.fr

CentraleSupélec
3e année mention Science du logiciel

Ordinateurs

Qu'est-ce qu'un ordinateur ?

Un ordinateur est un système de traitement de l'information programmable 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.
Wikipedia, août 2020
  • programmable
  • programme = séquence d'instructions
  • opérations logiques et arithmétiques
  • représentation binaire des données

Un peu d'histoire

Les machines à calculer

  • Pascaline (1642)
  • Machine de Leibniz (1694)
  • Curta (1948-1972) de Curt Herzstark (1902-1988)
    Conçue à l'usine du camp de Buchenwald où il était déporté.

Un peu d'histoire

Charles Babbage (1791-1871)

  • Machine à différences (1821-1833)
  • Machine à différences n°2 (1847-1849)
  • Machine analytique (1834-1836), programmable par cartes
  • Ada Lovelace (1815-1852), calcul des nombres de Bernoulli

Un peu d'histoire

Les premiers ordinateurs

  • ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer), 1946
    17468 tubes, 7200 diodes, 1500 relais, 30 tonnes, 167m2, 150kW
  • Modèle de von Neumann : Manchester Mark I, EDSAC, EDVAC (1949)
    Les programmes sont stockés en mémoire, comme les données
  • IBM 704 (1955), 1er ordinateur produit en série avec une unité flottante
    FORTRAN naît sur cette machine.

Évolution rapide

Des lampes aux transistors

De gauche à droite : Patsy Simmers - ENIAC (1946, lampes et relais, décimal), Gail Taylor - EDVAC (1949, lampes, binaire)
Milly Beck - ORDVAC (1951, lampes, opéré à distance), Norma Stec - BRLESC (1962, tubes et transistors)

Un peu d'histoire

Transistors

  • Le transistor, inventé en 1947, remplace les tubes à vide
  • Gamma 60 de Bull (1960)
  • PDP-1 de Digital Equipment Corporation (1960)

Un peu d'histoire

Circuits intégrés, mini-ordinateurs

  • Les circuits intégrés regroupent une dizaine (en 1964)
    à des millions de transistors
  • PDP-11 de DEC (1970-1983), (était au musée du bâtiment Bréguet)

Un peu d'histoire

Microprocesseurs, ordinateurs personnels

  • Les composants du processeur sont intégrés sur un seul circuit
  • Ordinateurs personnels (années 70 et 80) : Micral N (français), Altair 8800, Apple I, Apple II (VisiCalc), TRS-80, IBM PC, Commodore 64

Loi de Moore

Le nombre de transistors des microprocesseurs double tous les 2 ans.
Gordon Moore (cofondateur d'Intel en 1968), 1975

Suite…

Conception d'un microprocesseur