Université du Québec en Outaouais Département d'informatique et d'ingénierie
Sigle : INF4023  Gr. 01
Titre : Architecture des ordinateurs I
Session : Automne 2017  Horaire et local
Professeur : Bougataya, Mohammed
1. Description du cours paraissant à l'annuaire :

Objectifs

Au terme de cette activité, l'étudiante, l'étudiant aura acquis les connaissances de base de l'architecture, de la structure et des principes de fonctionnement d'un ordinateur.

Contenu

Architecture et organisation d'un ordinateur. Représentation des nombres, arithmétique en compléments et codes numériques. Les portes logiques et l'algèbre de Boole. Techniques de simplification des circuits. Analyse et conception de circuits logiques combinatoires : demi-additionneur, additionneur, comparateur, décodeur, multiplexeur. Les circuits logiques programmables PAL. Mémoire morte ROM. Concept de mémoire dynamique. Circuits logiques séquentiels. Les bascules, registres et compteurs. Introduction à la conception de la machine à états. Table et graphe des états et réduction des états, synthèse de circuits séquentiels. Introduction d'un outil de conception assisté par ordinateur. Ce cours comporte des séances obligatoires de travaux pratiques (TP) de trois heures par semaine.
2. Objectifs spécifiques du cours :
Ce cours couvre 1 des 12 qualités requises des diplômés telles que définies dans les normes d’agrément des programmes de génie au Canada (http://www.engineerscanada.ca/fr/ressources-en-matiere-dagrement):

a. Qualité 1 : Connaissances en génie

  • Acquisition des principes de base pour l'analyse et la synthèse des circuits numériques
  • Étude des technologies de circuits intégrés
  • Étude des composants de mémoire
  • Introduction aux circuits numériques programmables et microprocesseurs

L'accent est mis sur les différentes fonctions des circuits intégrés plutôt que leur architecture interne.

3. Stratégies pédagogiques :
  • Cours magistraux incluant des exercices d'application
  • Travaux pratiques
4. Heures de disponibilité ou modalités pour rendez-vous :
Sur rendez-vous.
5. Plan détaillé du cours sur 15 semaines :
Semaine Thèmes Dates
1   

Structure d'un ordinateur

Introduction. Famille des ordinateurs. Ordinateur de base. Quantités numériques et analogiques. 		05 sept. 2017 
2   

Systèmes de numération, opérations et codes

Nombres décimaux, binaires, octaux et hexadécimaux. Conversion d'une base à l'autre. Compléments de nombres. Arithmétique binaire. Codes. 		12 sept. 2017 
3   

Portes logiques, algèbre booléenne et simplification logique

Inverseur, Portes logiques ET, OU, NON, NON-ET, NON-OU, OU exclusif. Lois et règles de l'algèbre booléenne, Théorèmes de DeMorgan. Diagramme de Karnaugh

Travail pratique I: Portes logiques (Quiz 1)

19 sept. 2017 
4   

Circuits logiques combinatoires

Circuits logiques combinatoires de base. Additionneurs, Comparateurs, Décodeurs, Codeurs, Convertisseurs de code. Multiplexeurs. Démultiplexeurs. 		26 sept. 2017 
5   

Circuits logiques combinatoires (suite)

Circuits logiques combinatoires de base. Additionneurs, Comparateurs, Décodeurs, Codeurs, Convertisseurs de code. Multiplexeurs. Démultiplexeurs.

Travail pratique II : Simplification des circuits logiques (Quiz 2)

 03 oct. 2017 
6    Semaine d'études 10 oct. 2017 
7    Examen de mi-session 17 oct. 2017 
8   

Circuits logiques séquentiels

Caractéristiques opérationnelles des bascules RS, D, T, JK. Bascules sensibles aux niveaux, aux transitions. Bascules tampons. Applications des bascules.

Travail pratique III : Circuits combinatoires: décodeurs, mux/demux (Quiz 3)

 24 oct. 2017 
9   

Synthèse de circuits séquentiels synchrones

Diagrammes d'états. Table de vérité. Minimisation et codages des états. Entrées asynchrones. Analyse et conception de circuits séquentiels synchrones. 		31 oct. 2017 
10   

Synthèse de circuits séquentiels synchrones

Représentations de Moore et de Mealy. Applications de bascules JK, D et T. Exemple de conception d'un compteur de séquences binaires.

Travail pratique IV: Éléments de base des circuits séquentiels (Quiz 4)

 07 nov. 2017 
11   

Compteurs

Fonctionnement des compteurs asynchrones et synchrones. Compteurs croissants et décroissants. Compteurs à séquences non-binaires. Conception de compteurs synchrones. Compteurs montées en cascade. Décodage d'un compteur. Applications de compteurs. 		14 nov. 2017 
12    Registres à décalage

Registres à décalage série et parallèle. Registres à décalage bidirectionnel. Applications de registres à décalage.

Travail pratique V : Les compteurs et registres (Quiz 5)

 21 nov. 2017 
13    Mémoires et stockage

Mémoires vives et mortes. Mémoires mortes programmables. Mémoire flash. Stockage magnétique et optique.

28 nov. 2017 
14   

Révision

Solution et discussion des examens antérieurs. 		05 déc. 2017 
15    Examen final 12 déc. 2017 
6. Évaluation du cours :
  • Examen de mi-session 25 %
  • Examen final 40 %
  • Travaux pratiques (5) 25 %
  • Quiz (5) 10%

Il faut obtenir une moyenne minimale de 50% aux travaux pratiques pour que les notes des travaux comptent.

NOTE : Des modalités d'évaluation différentes seront appliquées aux étudiants provenant du programme de certificat en informatique de gestion.

7. Politiques départementales et institutionnelles :
8. Principales références :
  • Manuel obligatoire : Thomas L.Floyd,Systèmes Numériques, 11e edition, Les éditions Goulet Inc, 2017.
  • Références suggérées : M. Morris Mano, Digital Design, 3rd Edition, Prentice-Hall, 2002.
  • Data Book, Volume 2, Standard TTL, Texas Instruments.
  • Ronald J. Tocci, Circuits numériques : Théorie et applications, 2e édition, Les éditions Goulet Inc., 1992.
9. Page Web du cours :
https://moodle.uqo.ca