TPE Les microprocesseurs
Structure Structure générale
Parties principales
Parties auxiliaires
Deux types de processeurs
Fonctionnement Le calcul binaire
Les transistors
Les portes logiques
Une opération simple

Le calcul binaire

Origine

Le Physicien Claude Shannon démontre que l’on peut effectuer des opérations logiques à l’aide de contacteurs ( interrupteurs) fermés pour vrai et ouverts pour faux. On associe alors le nombre 0 quand le courant ne passe pas et le nombre 1 quand le courant passe. Mais cela pose un problème de conversion puisque nous raisonnons non pas sur une base binaire (composée de 0 et de 1) mais sur une base décimale (De 0 à 9 ).

 

Définition

Le bit signifie en anglais « binary digit », code en langage binaire, c’est à dire 0 ou 1. C’est la plus petite partie d’information traitable par un processeur. On peut facilement créer des tableaux de calcul qui montrent les possibilités de codage avec le bit. Avec 2 bits, on peut avoir quatre séquences différentes, soit 2*2. 

1

0

1

0

1

0

0

1


 Avec 3 bits, on peut avoir huit séquences différentes, soit 2*2*2.

0

0

0

1

1

0

1

1

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

0

0

0

1

1

1

On peut généraliser à n bits, avec lesquels on peut avoir 2n séquences.
L’information traitée dans les microprocesseurs est sous la forme d’octet, séquence de huit bits. Il y a donc 28 = 256 possibilités de séquence.
Ensuite, on utilise d’autres unités plus importantes telles que le kilooctet, le mégaoctet, et le gigaoctet. Cependant, le kilooctet n’est pas égal à 1000 octets, mais 210 octets, c’est à dire 1024 octets. Il en va de même pour le méga et le giga octet, respectivement égaux à 1 048 576 et 1 073 741 824 octets.

Exemples d’informations en base binaire :

En base binaire (où b= 2)

En base décimale ( où b = 10) :

1010 = 1*b3 + 0*b2 +1*b+ 0*b0

1100100=1*b6 +1*b5 +1*b2

etc.

10 = 1*b1 + 0*b0

100 = 1*b2 + 0*b1 + 0*b0

etc.

De même le processeur peut être amené à effectuer des additions ou soustractions comme opérations logiques. Celles-ci se déroulent comme dans une base décimale.

A=1010+1100100
A=1101110

A=100+10
A=110

Puis, pour une multiplication ou une division, il faut revenir à chaque degré de base …ou apprendre les tables de multiplication en binaire !

A = 1101*101
A = (b3+b2+b0)*(b2+b0)
A = b3 b2 + b2 b2 + b2 b2+b3+ b2+ b0
A= b5  + b4  + b2  + b3  + b2 + b0
A= b5 +  b4  + b3 + 2b2 +  b 0  

Or 2 b2 = b 3
Et 2 b3 = b 4
Et 2 b4 = b 5
Et 2 b5 = b 6

Donc :
A =  b6 + b 0
A = 1000001

A=13*5 = 65