GLOSSAIRE

[A]

ALU
Arithmetic and Logic Unit. Littéralement unité arithmétique et logique, on l'appelle aussi unité à figule fixe (par opposition à l'unité à virgule flottante (FPU)) ou aussi unité entière puisqu'elle est conçue pour ne traîter que des nombres entiers.

[B]

BIOS
Partie de l'OS du plus bas niveau. Il ne sait que faire des opérations très primitives: lecture du clavier, affichage écran en mode texte, accès simplifié au lecteur de disquette et au disque dur, accès au ports série et parallèle.

Boot
Séquence de démarrage de l'ordinateur. On y teste la mémoire et les périphériques avant de lancer l'OS proprement dit. En anglais, boot signifie chaussure ou botte, car c'est d'un bon coup de pied que l'on démarre le système.

Bus
Epine dorsale d'un ordinateur. C'est sur les bus que transitent tous les signaux communs aux différents circuits et permettant leur intercommunication. On dénombre 3 bus: adresses, données et contrôle. Le bus de contrôle inclut les signaux de lecture/écrire mémoire, de sélection des octets, d'interrutions, d'accès direct à la mémoire (DMA) et quelques autres.

[C]


Cache
Depuis pas mal d'années, les circuits de mémoire ne sont plus assez rapides pour suivre la cadence des microprocesseurs. Pour que ces derniers puissent néanmoins fonctionner à une vitesse élevée, on intercale entre le microprocesseur et la mémoire RAM, une autre mémoire allant à la même vitesse que le microprocesseur. Celle-ci est de taille assez réduite car elle coûte bien plus cher que la mémoire RAM standard. Souvent, il y a deux caches, un pour le programme et un pour les données, cela permet d'optimiser la gestion du cache et de tirer parti d'une architecture harvard.

CCR
Condition Code Register: registre des codes conditions. Ce registre un peu particulier contient des valeurs booléennes (vrai ou faux) correspondant au résultat de la dernière opération effectuée dans l'ALU. Les indicateurs les plus fréquemùent rencontrés sont Z (zéro, résultat nul), N (negative, résultat négatif), C (carry, l'opération a généré une retenue) et V (overflow, il y a eu dépassement de la capacité de l'ALU).

CISC
Complex Instruction Set Computer: calculateur à jeu d'instructions complexe. Caractérise les microprocesseurs qui disposent d'un jeu étendu d'instructions avec de nombreux modes d'adressage. La plupart ne sert que dans des cas relativement rares. Ces instructions complexes nécessitent d'être microcodées et s'exécutent donc en plusieurs cycles. Il a été démontré que la technologie CISC est moins performante que la technologie RISC dès que les compilateurs de languages évolués génèrent un code plus optimisé.

CPU
Central Processing Unit voir à Micro-processeur

[D]

Design
Dans le cas de la micro-électronique, il s'agit de l'étape consistant à transformer le schéma d'un circuit électronique en un tracé prêt à graver dans le silicium.

DMA
Direct Memory Access: accès direct à la mémoire. Mécanisme de tranfert de blocs mémoire à haute vitesse car non gérés par le microprocesseur. Est utilisé par tous les circuits d'entrée-sortie nécessitant un haut débit de données (et généralement aussi un débit régulier):vidéo, audio, port parallèle, disquette, disque dur, CD-ROM.

[E]

Exception
Il s'agit d'une interruption déclenchée non pas par un signal électrique mais de façon logicielle, soit à la suite d'une erreur dans le programme (accès à une zone de mémoire interdite, utilisation d'instructions réservées, division par zéro...) soit en raison d'un appel volontaire par le programme: les exceptions sont utilisées comme points d'entrée dans les fonctions de l'OS.

[F]

FPU
Floating Point Unit: unité de calcul en virgule flottante. Permet des calculs d'arithmétique, y compris élévation à la puissance, racines, logarithmes et fonctions trigonométriques, sans avoir à programmer de telles fonctions en assembleur. Résultat: un code moins gros et surtout nettement plus rapide.

[G]

GLUE
Tout simplement comme de la colle. Désigne la circuiterie électronique qui sert à assembler tous les composants composant une carte à microprocesseur pour qu'elle puisse fonctionner. La glue intervient tout particulièrement au niveau du bus de contrôle en l'interfaçant avec les différents circuits.

[H]

Hardware, Hard
Désigne toute la partie "en dur" d'un ordinateur, donc tout le matiériel, y compris les périphériques. Le hard est complémentaire du soft.

Harvard (architechture)
Technique consistant à séparer les bus de programme et de données. Cela permet de gagner un cycle d'accès à la mémoire sur les instructions nécessitant des accès à la mémoire de données (ce qui est très fréquent) en plus de l'accès nécessaire à la mémoire de programme (pour y lire l'instruction à exécuter). Les microprocesseurs modernes (depuis 15 ans) sont tous d'architechture Harvard mais il n'y a qu'un bus mémoire en sortie (en fait le bus mémoire correspond au cumul des bus d'adresses et de données), en fait les bus ne sont séparés que jusqu'aux caches intégrés sur la puce, ils sont ensuite regroupés pour simplifier la conception de la machine.

[I]

Interruption
Signal provoquant l'interruption du programme en cours. A la place est exécutée une routine d'interruption qui traitera les causes de l'interruption. Le microprocesseur rendra la main au programme interrompu dès que la routine d'interruption arrivera à son terme. Cette technique permet de traîter sans délai des données qui ne peuvent attendre: gestion du port série, du port parallèle, lecture de la souris, affichage de la souris à l'écran, OS temps réel.

[M]

Mémoire
Il existe deux types de mémoire: RAM et ROM, reportez-vous à ces mots pour connaître les différences.

Microcode
Dans les microprocesseurs CISC, certaines instructions sont trop complexes pour être directement cablées dans le microprocesseur. Elles sont alors décomposées en une séquence d'instructions plus simples que traîte le microprocesseur. Ces instructions internes au microprocesseur portent le nom de microcode, elles sont d'un niveau primitif puisqu'elles agissent directement au niveau des aiguillages de données à l'intérieur du coeur du processeur.

Micro-controlleur
Version élaborée d'un CPU contenant également des entrées-sorties, la logique GLUE, souvent un peu de mémoire RAM (extensible en externe) et quelquefois aussi de la ROM (également exensible en externe). Un micro-controlleur a donc besoin d'un minimum de circuiterie pour fonctionner. Les versions dites "stand alone" intègrent suffisemment de RAM et de ROM et n'ont donc besoin de rien d'autre pour fonctionner si ce n'est une alimentation et un Quartz pour l'horloge (et encore, certains peuvent même se passer de quartz).

Micro-processeur
Appelé généralement CPU. Ensemble composé d'une ALU (au minimum, il peut y en avoir plus, et il peut aussi y avoir une FPU), de la logique de contrôle, du banc de registres et éventuellement du microcode. Pour pouvoir fonctionner, le micro-processeur a besoin d'être connecté à de la mémoire RAM et ROM, d'être relié à quelques circuits d'entrée-sortie (sinon il fonctionne en autharcie et ne sert alors à rien) et à une logique GLUE.

MMU
Memory Management Unit: Unité de gestion de la mémoire. Une MMU se charge de deux tâches particulièrement utiles pour les OS multi-taches. D'une part la protection de la mémoire: un programme tentant d'accéder à une zone de mémoire à laquelle il n'y pas droit provoquera une exception pour cause d'erreur (erreur de bus plus exactement). D'autre part, la translation des blocs mémoire permet de déplacer à volonté la mémoire physique (celle qui existe réellement) pour créer un espace de mémoire logique (celle que voit le programme) disposé différemment. Par ailleurs celle mémoire logique peut être d'une taille supérieure à la mémoire physique, dans ce cas, la MMU génère des exceptions pour les zones qui n'existent pas physiquement, l'OS se charge alors d'enregister sur le disque dur un bloc de mémoire physique qui ne sert pas à ce moment là et il attribue ce bloc à la zone de mémoire logique qui en avait besoin. C'est ce qu'on appelle de la mémoire virtuelle.

[O]

OS
Operating System. Le système d'exploitation est le programme permettant d'utiliser les circuits qui ont été cablés. Il peut-être entièrement en ROM ou ne disposer que d'un code de boot en ROM se chargeant de placer en RAM le reste de l'OS à partir de la disquette ou du disque dur. Souvent, une ROM de boot contient néanmoins la partie de l'OS la plus primitive: le BIOS. Le but de l'OS est de décharger le programme proprement dit de la plupart des tâches répétitives et de bas niveau. Les développeurs habitués travailler avec un OS gagnent du temps lors du développement de leur programmes et ont moins à se soucier du fonctionnement de la circuiterie électronique.

[P]

Parallèle
Possibilité de traîter plusieus données simultanément pour accélérer le fonctionnement d'un programme ou d'un OS. Le parallélisme peut être effectué à intérieur du micro-processeur (en installant deux unités entières ou en faisant fonctionner l'unité flottante en même temps que l'unité entière) ou à l'extérieur en cablant plusieurs processeurs se partageant le même bus. Le parallélisme est dit symétrique quand l'OS assigne le code à chaque processeur de façon indifférentiée, à l'inverse, il est asymétrique si chaque processeur est dédié à certains traitements (ce qui est particulièrement le cas quand les processeurs ne sont pas de même type).

PC
Program Counter: compteur de programme. Le registre est le plus important d'un microprocesseur, c'est lui qui indique en permanence quelle est l'adresse mémoire de la prochaine instruction à exécuter.

Pipeline
Afin que les instructions qui devraient s'exécuter en plusieurs cycles (soit parce qu'il s'agit d'instructions CISC, soit parce qu'elles traversent beaucoup de transistors, comme par exemple une multiplication ou une division) donnent l'impression de ne s'exécuter qu'en un cycle, on a pris l'habiture de découper l'exécution des instructions en plusieurs étapes. Les étapes sont effectuées les unes après les autres dans des unités spécifiques (à la queue leu-leu, comme dans un tube, d'ou le nom le pipeline), ainsi pendant que le processeur traîte la première étape d'une instruction, il traîte en même temps la deuxième étape de l'instruction précédente et ainsi de suite. Inconvénient de cette méthode: si une instuction à besoin de données issues d'une des instructions immédiatement précédentes, celle-ci ne peut s'exécuter, on dit qu'il y a rupture du flux et les performances se dégradent. Les compilateurs les plus sophistiqués sont conçus pour générer un code qui évite au maximum les ruptures de flux.

[R]

RAM
Random Access Memory: mémoire à accès aléaloire. En fait, ce n'est pas l'accès qui est aléatoire mais le contenu de ce qui est accédé, mais on a utilisé l'acronyme RAM pour sa consonnance avec ROM. Il s'agit de la mémoire volatile de l'ordinateur, dès que le courant est coupé tout en disparaît, par contre on peut en changer le contenu à volonté. Il existe plusieurs technologies de RAM. La S-RAM, mémoire statique, de conception simple, elle est rapide mais ne permet pas de grandes capacités (en raison de son coût et de son encombrement), actuellement on l'utilise surtout pour réaliser des mémoires caches. La D-RAM, mémoire dynamique, est basée sur un principe très particulier qui permet d'obtenir de grandes quantités de mémoire pour un coût réduit, inconvénient, cette mémoire est très volatile et il faut en rafraîchir le contenu plusieurs centaines de fois par seconde pour qu'il ne soit pas erroné. Ca refraîchissement se fait au détriment des autres circuits (microprocesseur, vidéo...) qui ne peuvent plus y accéder pendant ce temps là. L'utilisation de ce type de mémoire complique les cartes électroniques car il faut alors ajouter des circuits de rafraichissement de la mémoire et de multiplexage du bus d'adresses (c'est une particularité de la D-RAM, on fournit les adresses en 2 temps). La D-RAM évolue régulièrement, après la D-RAM en puces des débuts, elle a ensuite été conditionnée en barettes, d'abord de 8 bits, puis de 32 bits et enfin de 64 bits. Ces dernières, les plus récentes, disposent d'un adressages synchrone (S-DRAM) leur permettant d'importants gains de vitesse.

Registre
C'est une case mémoire destinée à mémoriser à l'intérieur même du microprocesseur les données sur lequel il effectue ses calculs. Il y en a toujours un nombre assez réduit (selon les processeurs, de 1 à 128 environ), on y place temporairement les données du programme au moment où l'on a besoin de travailler dessus. L'ensemble de tous les registres présents dans un microprocesseur se nomme le banc de registres, tous y sont présents, y compris les registres SP, PC, CCR (voir à ces noms).

RISC
Reduced Instruction Set Computer: calculateur à jeu d'instructions réduit. En utilisateur un jeu d'instructions plus réduit que la technologie CISC, les processeurs RISC peuvent disposer d'un jeu d'instructions entièrement cablé (donc sans microcode) ce qui permet une exécution des instructions en un cycle (même sans pipeline avec la plupart des instructions).

ROM
Read Only Memory: mémoire à lecture seule. Cette mémoire contient des données qui ne peuvent pas être modifiées, elle a l'avantage de ne pas perdre son contenu lors de l'extinction de la machine. C'est la ROM qui contient l'OS, ou tout du moins le boot, si le reste de l'OS est chargé depuis le disque. Il existe des technologies de ROM qui peuvent malgré tout être reprogrammées par l'utilisateur. On les appelle Flash-ROM ou EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM), elles permettent une mise à jour facile de l'OS ou du boot. Le seul danger de cette manipulation est le risque que la machine ne puisse plus redémarrer en cas de coupure de courant pendant la phase de reprogrammation (celle-ci est assez lente).

[S]

Silicium
Matériau utilisé pour la fabrication de puces électroniques. On l'obtient simplement à partir de sable, dont on extrait la silice (les grains brillants et foncés) que l'on purifie à l'extrème. Ce sont les propriétés de semi-conducteur du silicium qui en font un matériau destiné à l'électronique. Il existe d'autres semi-conducteurs: le germanium (matériau ancien et obsolète) et l'arséniure de gallium, "asga" pour les habitués (utilisé pour les hautes fréquences et les diodes LED).

Software, Soft
Par opposition au hardware, désigne tout ce qui n'est pas "en dur" dans un ordinateur, donc toute la partie logicielle: l'OS, les utilitaires et les programmes d'application.

SP
Stack Pointer: pointeur de pile. Ce registre permet de gérer un mécanisme d'empilage de données et d'adresses en mémoire. On peut ainsi appeler des sous-programmes et revenir à son point de départ sans que les registres soient altérés. On peut aussi utiliser la pile pour passer des paramètres à un sous-programme. La pile est également vitale pour le traîtement des interruptions et des exceptions.

Superscalaire
Un microprocesseur est de type superscalaire quand il intègre plus d'une unité entière (ALU) en con coeur. Les deux unités sont indépendantes et fonctionnent en parallèle, chacune de chargeant d'exécuter une instruction sur deux. Il est ainsi possible d'exécuter deux instructions par cycle d'horloge. Bien entendu, un compilateur performant est recommandé pour générer un code optimisé pour le superscalaire, donc qui n'utilise pas les résultats d'une instruction comme opérande de l'instruction suivante.

[U]

Unité entière
Voir ALU

Unité en virgule fixe
Voir ALU

Unité en virgule flottante
Voir FPU

Pascal Barlier - 6 juillet 2001