Présentation
Auteur(s)
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Dominique HOUZET : Docteur de l’Institut National Polytechnique de Toulouse - Habilité à diriger des Recherches - Maître de Conférences à l’ENSEEIHT-INPT
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Lire l’articleINTRODUCTION
Dans cet article, les auteurs se sont attachés à utiliser, dans la mesure du possible, les mots de la langue française et non pas ceux de la langue anglaise. Toutefois, lorsqu’il n’existe pas d’équivalence largement acceptée et suffisamment précise, le terme anglais – qui est souvent celui sous lequel la notion est apparue – est utilisé. A la première apparition dans le texte d’une notion, désignée par un terme anglais, une définition est donnée.
De façon symétrique, lorsqu’une notion, désignée par un terme français, apparaît pour la première fois, le terme équivalent anglais est indiqué.
Les auteurs espèrent que cette façon de procéder ne rebutera pas le lecteur, la clarté et la concision de l’exposé ayant été leurs motivations essentielles.
Le domaine des microprocesseurs évolue très vite et l’intensité de la compétition conduit souvent les acteurs à des déclarations dans lesquelles la rigueur n’occupe qu’une très faible part. Les auteurs ont essayé de donner les informations les plus récentes possible en cherchant à éviter toutefois le côté « poudre aux yeux » que certains fabricants et une certaine presse spécialisée n’hésitent pas à utiliser.
Les auteurs ont choisi d’aborder les microprocesseurs sous l’angle de leur architecture et de leur utilisation et non pas sous l’angle de la technologie et des processus industriels qui en permettent l’existence. En particulier, les relations avec le logiciel : systèmes d’exploitation et compilateurs y sont abordées.
Dans cet article le terme architecture fait référence au répertoire d’instructions utilisable par les programmeurs (l’interface entre le matériel et le logiciel) et aux mécanismes matériels sous-jacent permettant leur mise en œuvre. On parlera aussi d’implémentation d’une architecture : ce terme désigne une réalisation particulière d’une architecture. Une même architecture est susceptible d’avoir plusieurs implémentations répondant, par exemple, à des objectifs différents en matière de performance; du point de vue du logiciel, ces différentes implémentations sont compatibles, elles permettent d’exécuter les mêmes programmes.
Devant la variété des microprocesseurs disponibles et plutôt que de traiter superficiellement l’ensemble du sujet, les auteurs ont choisi, après l’exposé général de chacun des aspects, d’analyser plus particulièrement les microprocesseurs de haut de gamme.
Cet article étant de volume limité, le lecteur intéressé par certains aspects pourra consulter les références bibliographiques.
Cet article est la refonte actualisée du texte écrit précédemment par R. J. Chevance,
Ingénieur du Conservatoire national des arts et métiers,
Docteur ès sciences,
Professeur associé au Conservatoire national des arts et métiers.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1983 par Wladimir MERCOUROFF, François-Marie BLONDEL
- Version archivée 2 de sept. 1993 par R.J. CHEVANCE
- Version courante de août 2012 par Dominique HOUZET
DOI (Digital Object Identifier)
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Classification des microprocesseurs1. Origine et perspective de développement
Les microprocesseurs se caractérisent par la matérialisation sur un circuit intégré (chip) de la fonction unité de traitement. La figure 1 représente le microprocesseur Pentium d’Intel.
1.1 Évolution
Ce bref historique ne prétend pas à l’exhaustivité. Il illustre simplement l’évolution des microprocesseurs en s’appuyant sur l’exemple de deux acteurs majeurs de ce domaine que sont les sociétés Intel et Motorola.
De l’histoire, bien que récente, de l’informatique, le microprocesseur a été certainement l’un des éléments qui ont le plus marqué l’évolution de cette industrie.
Le concept de microprocesseur a été créé par la société Intel. Cette société, créée en 1968, était spécialisée dans la conception et la fabrication de chips mémoire. A la demande de deux de ses clients fabricants de calculatrices et de terminaux, Intel étudia une unité de calcul (le CPU Central Processing Unit ) implémentée sur un seul chip. Cela donna naissance, en 1971, au premier microprocesseur, le 4004, qui était une unité de calcul 4 bits et qui fut suivi, en 1972, du 8008 qui était une unité fonctionnant sur 8 bits [ou 1 octet (1 o)]. Le premier micro-ordinateur a été conçu et fabriqué par la société française R2E (reprise ensuite par Bull) en 1972-1973. En raison des contraintes technologiques (densité des circuits et nombre de broches des chips), ces microprocesseurs se caractérisaient par des espaces d’adressage de très petite taille [respectivement, 1 Ko et 16 Ko (1 Ko = 210 = 1 024 octets)]. La génération suivante a été celle des 8080 et 8085 qui ont été introduits en 1974 et en 1976 respectivement. Il s’agissait d’unités de 8 bits ayant un espace d’adressage de 64 Ko. Les applications réalisées à base de ces chips ont commencé à se multiplier.
L’étape suivante fut le passage à une architecture 16 bits avec le 8086 introduit en 1978 ; l’espace d’adressage du 8086 était limité à 1 Mo (1 M = 220). Avec le 8086, Intel a atteint des capacités d’adressage et des niveaux de performance proches des modèles de bas et moyen de gamme des mini-ordinateurs de l’époque. En raison du niveau d’intégration...
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