Exercices sur la structure des ordinateurs - examen 4, Examens de Programmation informatique
Christophe
Christophe3 mars 2014

Exercices sur la structure des ordinateurs - examen 4, Examens de Programmation informatique

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Exercices d’informatique sur la structure des ordinateurs - examen 4. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: exercices.
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E.N.S.E.I.R.B.Filière Informatique 1ère annéeFilière Télé om 1ère année Année 2007-2008STRUCTURE DES ORDINATEURSEXAMEN2 heuresave do uments de oursN.B. : - Les réponses aux questions doivent être argumentées et aussi on ises que possible.- Le barème est donné à titre indi atif.Question 1. (7 points)Les bas ules D sont des ir uits logiques à mémoire disposant de trois ls de ontrle : la sortie Q fourniten permanen e l'état binaire (0 ou 1) mémorisé par le ir uit, l'entrée D (pour  data ) permet de fournirau ir uit la nouvelle valeur à mémoriser, elle- i n'étant prise en ompte que si l'entrée C (pour  lo k )passe à l'état haut (front montant). On les représente s hématiquement ainsi : C

D QOn dispose d'une horloge H fournissant un signal re tangulaire régulier de fréquen e f .(1.1) (1 point)Comment âbler les ls D et Q d'une bas ule pour qu'à haque front montant de C la sortie Q de labas ule hange d'état ? Dessinez le s héma orrespondant.(1.2) (2 points)Tra er un hronogramme représentant l'évolution des états de H et de Q au ours du temps (onsupposera que l'état initial de Q est 0). Au vu de e s héma, que pouvez-vous dire du signal de Qpar rapport à elui de H ?(1.3) (2 points)Comment âbler deux bas ules D, appelées D0 et D1, pour que leurs états de sortie Q0 et Q1par ourent les quatre états 00, 01, 10, 11, dans et ordre, en hangeant d'état à haque front montantde H ? Dessinez le s héma orrespondant. Le signal Q0 orrespondra au bit de poids faible, et Q1 aubit de poids fort.(1.4) (2 points)Réalisez le s hema d'un ir uit permettant de ommander trois signaux de sortie an de réaliser un henillard , prenant su essivement les six états suivants : 000, 001, 011, 111, 110, 100, et ainsi desuite, et hangeant d'état à haque front montant de H.Question 2. (10 points)On s'intéresse à l'é riture du mi ro- ode d'un pro esseur.(2.1) (3 points)Qu'est- e qu'un mi ro- ode ? Quels sont les avantages et les in onvénients de disposer d'un mi ro- odeau sein d'un pro esseur ? (20 lignes maximum)1

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La ou he ISA du pro esseur dont il est question i i est basée sur un jeu d'instru tions à 3 adresses, où haque instru tion est toujours odée sur un mot mémoire, et utilisant des registres généraux notés Ri,ave i ompris entre 0 et 31. Le registre 30 est le pointeur de pile, et le registre 31 le ompteur ordinal.Tous les a ès mémoire se font par mots.Le mi ro- ode est basé sur une ar hite ture à une seule adresse où les numéros de registres i, j, et k utiliséspar l'instru tion ISA ourante sont pla és dans des registres internes X, Y et Z. La valeur immédiate Immd'une instru tion ISA, si elle existe, est disponible dans le registre interne I. Les résultats des opérationsarithmétiques de l'UAL interne sont toujours pla és dans le registre interne a umulateur A. Le registreinterne M ontient l'adresse à laquelle seront ee tuées les le tures ou les é ritures mémoire. Les mi ro-instru tions omprennent  MOVF Reg , qui pla e dans le registre A le ontenu du registre Reg,  MOVT Reg , qui pla e dans Reg le ontenu du registre A,  MOVI Imm , qui pla e dans A la valeur immédiate Imm,  ADD Reg , qui ajoute à A la valeur du registre Reg,  LD Reg , qui pla e dans Reg le motmémoire lu à partir de l'adresse ontenue dans le registre interne M, plus d'autres instru tions, toujours àune adresse, qu'il vous sera peut-être né essaire d'imaginer (raisonnablement) et d'expliquer ( lairement).Les registres utilisables par le mi ro- ode sont don : A, I, M, R[X℄, R[Y℄, R[Z℄, ou en ore R[Imm℄, oùImm est un numéro de registre ompris entre 0 et 31.On suppose qu'à la n de tout blo d'instru tions mi ro- odées odant une instru tion ISA, le ompteurordinal (registre R31 de l'ar hite ture ISA) est automatiquement in rémenté.(2.2) (1 point)Donnez le mi ro- ode de l'instru tion ISA  LDI Ri,Imm , qui pla e dans le registre Ri la valeurimmédiate Imm.(2.3) (2 points)Donnez le mi ro- ode de l'instru tion ISA  LDBI Ri,Rj(Rk)+Imm , qui pla e dans Ri le motmémoire ontenu à l'adresse al ulée en ajoutant à la valeur de Rj elle de Rk, plus le dépla ementimmédiat Imm.(2.4) (1 point)Donnez le mi ro- ode de l'instru tion ISA  INC Ri , qui in rémente le ontenu du registre Ri.(2.5) (2 points)Donnez le mi ro- ode de l'instru tion ISA  PUSH Ri , qui pla e au sommet de pile la valeur ontenuedans le registre Ri, et dé rémente le sommet de pile (ar hite ture à pile des endante).(2.6) (1 point)Donnez le mi ro- ode de l'instru tion ISA  JMP Imm , qui positionne le ompteur ordinal del'ar hite ture ISA à la valeur Imm.Question 3. (3 points)Un disque dur tourne à 12000 t/min. Le plateau de e disque fait 8 m de diamètre, et l'axe entral dudisque en fait 2. Le disque possède 2000 pistes par m. La moitié des pistes la plus pro he de l'axe entralpossède 32 se teurs, et l'autre moitié 64 se teurs.Du fait de l'appli ation de streaming mise en pla e sur le serveur hébergeant le disque, les requêtes dele ture arrivent très régulièrement au taux moyen de 1250 requêtes par se onde. Quel doit être le fa teurd'entrela ement global du disque an d'optimiser en moyenne les le tures de blo s logiques onsé utifs ?

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