INF4170 - Architecture des ordinateurs
Plan de cours Automne 2023
Version PDF du plan de cours
Site web du cours: https://ena01.uqam.ca/course/view.php?id=59915
Responsable(s) du cours
Coordination
| Giraldeau, Francis |
| PK-4820 |
| giraldeau.francis@uqam.ca |
Enseignement
|
Description officielle
Objectifs
Familiariser l’étudiant avec la structure des ordinateurs modernes. Initier au fonctionnement interne, à l’agencement des organes.
Sommaire du contenu
Classification des architectures. Structure des ordinateurs parallèles, pipelines, matriciels et à multiprocesseurs. Fonctionnement d’un processeur. Unité de traitement: étude comparative des catégories d’instructions, unité de contrôle, U.A.L. Mémoires: architecture, fonctionnement, types. Entrée/sortie: adressage des composants, synchronisation, interfaces, canaux. Pipelining: principe, arithmétique et instructions, fonctionnement. Traitement vectorisé: caractéristiques et exemples. Multiprocesseurs: structures fonctionnelles, réseaux d’interconnexion, organisation de la mémoire parallèle, logiciels d’exploitation.
Préalables académiques
Modalités de communication à privilégier pour rejoindre l’enseignant
- Le forum du cours est le moyen officiel de communication en dehors des séances de cours et/ou de laboratoire.
- Pour des questions plus spécifiques, personnelles ou pour relancer, contactez l’enseignante par courriel.
- Aucune remise de TP ou de devoir par courriel ne sera acceptée.
Le site web officiel du cours est sur Moodle. Il contient l’information à jour sur le cours ainsi que le matériel du cours (diapositives, énoncés, etc.).
Objectif du cours
Comprendre les principes de base du fonctionnement interne des ordinateurs et comprendre comment cette organisation interne affecte les performances. Étudier les méthodes et techniques utilisées dans les architectures modernes pour améliorer les performances. Comprendre les interrelations entre logiciel et matériel, particulièrement dans les machines modernes. Avoir un aperçu des directions futures vers lesquelles les architectures vont se développer.
Contenu du cours
- Structure et fonction d’un ordinateur. Évolution historique. Performance
- Vue d’ensemble. Composants et fonctions. Structures d’interconnexion. Bus. PCI.
- Mémoire cachée. Mémoire interne. Correction d’erreur.
- Gestion de mémoire. TLB.
- Arithmétique : Représentation des données. Circuits logiques. Fonctionnement d’une unité arithmétique: addition, soustraction, multiplication. Arithmétique à point-flottant.
- Jeux d’instructions. Types d’opérandes. Types d’instructions. Modes d’adressage. Formats d’instruction.
- Fonctionnement d’un processeur : Organisation du processeur. Registres. Cycle d’instruction. Pipelines. Pentium et PowePC.
- RISC. Grands jeux de registres. Pipelines RISC. MIPS R4000. SPARC. RISC vs CISC.
- Parallélisme d’instructions. Superscalaires.
- Architecture IA-64. Spéculation. Organisation de l’Itanium.
- Unité de contrôle. Microinstructions.
- Organisation parallèle. Machines SMP. Cohérence des caches. Agglomérats. Accès non-uniforme à la mémoire.
- Autres architectures.
- Programmation des fils d’exécution (threads).
| Séance | Contenu |
|---|---|
| 1 | Introduction (chap. 1) |
| 2 | Circuits combinatoires et séquentiels (chap. 2 et 3) |
| 3 | Composants logiques (chap. 5) |
| 4 | Jeu d’instruction RISC-V (chap. 6) |
| 5 | Processeur à 1 cycle (chap. 7) |
| 6 | Processeur à 1 cycle (suite) |
| 7 | Examen mi-session (intra) |
| 8 | Pipelines, aléas, prédiction de branches (chap. 7) |
| 9 | Pipelines, aléas, prédiction de branches (suite) |
| 10 | Hiérarchie des caches (chap. 8) |
| 11 | Traduction des adresses virtuelles (chap. 8) |
| 12 | Multi-processeurs et cohérence des caches (chap. 8) |
| 13 | Processeurs superscalaires (chap. 7) |
| 14 | Évaluation de la performance |
| 15 | Examen final |
Modalités d’évaluation
| Description | Date | Pondération |
|---|---|---|
| Quiz 1 | 28 octobre 2023 | 5% |
| Quiz 2 | 23 novembre 2023 | 5% |
| Remise du TP1 | 2 novembre 2023 | 15% |
| Remise du TP2 | 30 novembre 2023 | 15% |
| Examen intra | 19 octobre 2023 | 25% |
| Examen final | 14 décembre 2023 | 35% |
- L’examen final est récapitulatif
- L’examen intra sera d’une durée de 3 heures.
- L’examen final sera d’une durée de 3 heures.
- Une moyenne d’au moins 50% aux examens est exigée pour réussir le cours.
- Les travaux doivent être effectués seul, ou en équipe de deux personnes.
- Une pénalité de 10% par jour de retard sera appliquée sur les travaux.
- La qualité du français sera prise en considération, tant dans les examens que dans les travaux pratiques (jusqu’à 10% de pénalité).
- Les règlements concernant le plagiat seront strictement appliqués.
- La note finale (en lettre, A+, A, etc.) pour le trimestre sera attribuée en fonction de l’atteinte des objectifs spécifiques à travers les évaluations. La distribution des résultats dans le groupe pourrait aussi être utilisée. Aucune autre opportunité (travail supplémentaire, etc.) d’augmenter le nombre de points ne sera accordée.
Médiagraphie
Manuel de référence du cours (obligatoire)
HARRIS, D and HARRIS, S. – Digital Design and Computer Architecture RISC-V Edition – Morgan Kaufmann, 2021. ISBN 978-0-12-820064-3.
Les ressources suivantes sont recommandées.
PATTERSON, D.A. and Hennessy, J.L. – Computer Organisation and Design, RISC-V EDITION – Morgan Kaufmann Publishers, 2018. ISBN 978-0-12-812275-4.
PATTERSON, D.A. and Hennessy, J.L. – Computer Organisation and Design, ARM EDITION – Morgan Kaufmann Publishers, 2017. ISBN 978-0-12-801733-3.
PATTERSON, D.A. and Hennessy, J.L. – Computer Organisation and Design, Revised Printing – MORGAN KAUFMANN PUBLISHERS, INC. FOURTH EDITION, 2012. ISBN 978-0-12-374750-1.
STALLINGS, W. – Organisation et architecture de l’ordinateur – 6E ÉDITION, PEARSON EDUCATION, 2003. ISBN 2-7440-7007-6
STALLINGS, W. – Computer Organization and Architecture – 6TH EDITION. PRENTICE HALL, 2003. ISBN 0-13-035119-9
HENNESSY, J.L. and PATTERSON, D.A. – Computer Organisation and Design – MORGAN KAUFMANN PUBLISHERS, INC. SECOND EDITION, 1998. ISBN 1-55-860-428-6.
PATTERSON, D.A. et HENNESSY, J.L. – Organisation et conception des ordinateurs: L’interface matériel/logiciel – DUNOD, 1994. EN VENTE À LA COOP SCIENCES.
PATTERSON, D.A. et HENNESSY, J.L. – Architectures des ordinateurs: Une approche quantitative – MCGRAW-HILL, 1996.
STALLINGS, W. – Computer Organization and Architecture – 4TH EDITION. PRENTICE HALL, 1996.
TANENBAUM, A.S. – Architecture de l’ordinateur – 3E ÉDITION, PARIS INTEREDITION, 1996.
BARON, R.J. and L. HIGBIE – Computer Architecture – ADDISON-WESLEY PUBLISHING COMPANY, 1992.
Monitorat de programme
Le département d’informatique offre un service gratuit d’aide à la réussite s’adressant plus particulièrement aux étudiant.e.s du baccalauréat et du certificat en informatique. Il concerne principalement les cours de base comme INF1070, INF1120, INF1132, INF2120 et INF2171, mais, selon la connaissance du moniteur ou de la monitrice, un support dans d’autres cours peut également être offert.
Objectifs
Permettre aux étudiant.e.s de :
- Bénéficier d’un encadrement par les pairs ;
- Recevoir un suivi personnalisé en cas de difficulté ;
- Profiter d’un soutien supplémentaire à la matière vue en classe ;
- Obtenir un support technique sur les technologies, les outils, les bibliothèques et les cadriciels utilisés dans les cours (installation, configuration, utilisation)
Informations
- Voir https://info.uqam.ca/aide/ pour la grille horaire et tous les détails
- Le service est généralement disponible à partir de la deuxième semaine
- D’autres plages horaires pourraient être ajoutées en cours de session selon les besoins
- Clavardage en direct: ~aide (Mattermost)
Information sur les Services à la vie étudiante
Services
Les services à la vie étudiante accompagnent les étudiantes et les étudiants dans la réussite de leur parcours universitaire.
Bureau
Bureau des services-conseils (soutien psychologique, bien-être aux études, information scolaire et insertion professionnelle, orientation, emploi): pour prendre rendez-vous, communiquez au 514 987-3185 ou par courriel à services-conseil@uqam.ca.
Aide financière
Bureau de l’aide financière: pour prendre rendez-vous, écrivez à aidefinanciere@uqam.ca.
Bourses d’études
Concernant les bourses, pensez à consulter Le Répertoire institutionnel des bourses d’études (RIBÉ) et écrivez à bourse@uqam.ca pour toute question.
Informations générales
Consultez les informations et l’ensemble des coordonnées et services offerts par les Services à la vie étudiante à l’adresse suivante: vie-etudiante@uqam.ca.
Politique d’absence aux examens
Reprise d’examen
L’autorisation de reprendre un examen en cas d’absence est de caractère exceptionnel. Pour obtenir un tel privilège, l’étudiant-e doit avoir des motifs sérieux et bien justifiés.
Conflits d’horaire
Il est de la responsabilité de l’étudiant.e de ne pas s’inscrire à des cours qui sont en conflit d’horaire, tant en ce qui concerne les séances de cours ou d’exercices que les examens. De tels conflits d’horaire ne constituent pas un motif justifiant une demande d’examen de reprise.
Procédure
L’étudiant.e absent.e lors d’un examen doit, dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la date de l’examen, présenter une demande de reprise en utilisant le formulaire prévu, disponible sur http://info.uqam.ca/repriseexamen/.
Pièces justificatives
Dans le cas d’une absence pour raison médicale, l’étudiant.e doit joindre un certificat médical original et signé par le médecin décrivant la raison de l’absence à l’examen. Les dates d’invalidité doivent être clairement indiquées sur le certificat. Une vérification de la validité du certificat pourrait être faite. Dans le cas d’une absence pour une raison non médicale, l’étudiant.e doit fournir les documents originaux expliquant et justifiant l’absence à l’examen ; par exemple, lettre de la Cour en cas de participation à un jury, copie du certificat de décès en cas de décès d’un proche, etc. Toute demande incomplète sera refusée. Si la direction du programme d’études de l’étudiant.e constate qu’un.e étudiant.e a un comportement récurrent d’absence aux examens, l’étudiant.e peut se voir refuser une reprise d’examen.
Pour plus d’informations
Consulter la page http://info.uqam.ca/politiques.
Règlement numéro 18 sur les infractions de nature académique (extraits)
Tout acte de plagiat, fraude, copiage, tricherie ou falsification de document commis par une étudiante, un étudiant, de même que toute participation à ces actes ou tentative de les commettre, à l’occasion d’un examen ou d’un travail faisant l’objet d’une évaluation ou dans toute autre circonstance, constituent une infraction au sens de ce règlement.
La liste non limitative des infractions est définie comme suit :
la substitution de personnes;
l’utilisation totale ou partielle du texte d’autrui en la faisant passer pour sien ou sans indication de référence;
la transmission d’un travail pour fins d’évaluatiion alors qu’il constitue essentiellement un travail qui a déjà été transmis pour fins d’évaluation académique à l’Université ou dans une autre institution d’enseignement, sauf avec l’accord préalable de l’enseignante, l’enseignant;
l’obtention par vol, manoeuvre ou corruption de questions ou de réponses d’examen ou de tout autre document ou matériel non autorisés, ou encore d’une évaluation non méritée;
la possession ou l’utilisation, avant ou pendant un examen, de tout document non autorisé;
l’utilisation pendant un examen de la copie d’examen d’une autre personne;
l’obtention de toute aide non autorisée, qu’elle soit collective ou individuelle;
la falsification d’un document, notamment d’un document transmis par l’Université ou d’un document de l’Université transmis ou non à une tierce persone, quelles que soient les circonstances;
la falsification de données de recherche dans un travail, notamment une thèse, un mémoire, un mémoire-création, un rapport de stage ou un rapport de recherche;
Les sanctions reliées à ces infrations sont précisées à l’article 3 du Règlement no 18.
Les règlements concernant le plagiat seront strictement appliqués. Pour plus de renseignements :
Politique no 16 visant à prévenir et combattre le sexisme et les violences à caractère sexuel
Les violences à caractère sexuel se définissent comme étant des comportements, propos et attitudes à caractère sexuel non consentis ou non désirés, avec ou sans contact physique, incluant ceux exercés ou exprimés par un moyen technologique, tels les médias sociaux ou autres médias numériques. Les violences à caractère sexuel peuvent se manifester par un geste unique ou s’inscrire dans un continuum de manifestations et peuvent comprendre la manipulation, l’intimidation, le chantage, la menace implicite ou explicite, la contrainte ou l’usage de force.
Les violences à caractère sexuel incluent, notamment :
- la production ou la diffusion d’images ou de vidéos sexuelles explicites et dégradantes, sans motif pédagogique, de recherche, de création ou d’autres fins publiques légitimes;
- les avances verbales ou propositions insistantes à caractère sexuel non désirées;
- la manifestation abusive et non désirée d’intérêt amoureux ou sexuel;
- les commentaires, les allusions, les plaisanteries, les interpellations ou les insultes à caractère sexuel, devant ou en l’absence de la personne visée;
- les actes de voyeurisme ou d’exhibitionnisme;
- le (cyber) harcèlement sexuel;
- la production, la possession ou la diffusion d’images ou de vidéos sexuelles d’une personne sans son consentement;
- les avances non verbales, telles que les avances physiques, les attouchements, les frôlements, les pincements, les baisers non désirés;
- l’agression sexuelle ou la menace d’agression sexuelle;
- l’imposition d’une intimité sexuelle non voulue;
- les promesses de récompense ou les menaces de représailles, implicites ou explicites, liées à la satisfaction ou à la non-satisfaction d’une demande à caractère sexuel.
Pour consulter la politique no 16
https://instances.uqam.ca/wp-content/uploads/sites/47/2018/05/Politique_no_16.pdf
Pour obtenir de l’aide, faire une divulgation ou une plainte
Bureau d’intervention et de prévention en matière de harcèlement
514-987-3000, poste 0886
Pour obtenir la liste des services offerts à l’UQAM et à l’extérieur de l’UQAM
Soutien psychologique (Services à la vie étudiante)
514-987-3185
Local DS-2110
CALACS Trêve pour Elles – point de services UQAM
514 987-0348
calacs@uqam.ca
http://trevepourelles.org
Service de la prévention et de la sécurité
514-987-3131
Politique no 44 d’accueil et de soutien des étudiant.e.s en situation de handicap
Politique
Par sa politique, l’Université reconnait, en toute égalité des chances, sans discrimination ni privilège, aux étudiant.e.s en situation de handicap, le droit de bénéficier de l’ensemble des ressources du campus et de la communauté universitaire, afin d’assurer la réussite de leurs projets d’études, et ce, dans les meilleures conditions possibles. L’exercice de ce droit est, par ailleurs, tributaire du cadre réglementaire régissant l’ensemble des activités de l’Université.
Responsabilité de l’étudiant.e
Il incombe aux étudiant.e.s en situation de handicap de rencontrer les intervenant.e.s (conseiller.ère.s à l’accueil et à l’intégration du Service d’accueil et de soutien des étudiant.e.s en situation de handicap, professeur.e.s, chargé.e.s de cours, direction de programmes, associations étudiantes concernées, etc.) qui pourront faciliter leur intégration à la communauté universitaire ou les assister et les soutenir dans la résolution de problèmes particuliers en lien avec les limitations entraînées par leur déficience.
Service d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap
Le Service d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap (SASESH) offre des mesures d’aménagement dont peuvent bénéficier certains étudiant.e.s. Il est fortement recommandé aux de se prévaloir de ces services afin de réussir ses études, sans discrimination. Pour plus d’information, visiter le site de ce service : https://vie-etudiante.uqam.ca/etudiant-situation-handicap/nouvelles-ressources.html et celui de la politique institutionnelle d’accueil et de soutien aux étudiant.e.s en situation de handicap : https://instances.uqam.ca/wp-content/uploads/sites/47/2018/05/Politique_no_44.pdf
Il est important d’informer le SASESH de votre situation le plus tôt possible :
- En personne : 1290, rue Saint-Denis, Pavillon Saint-Denis, local AB-2300
- Par téléphone : 514 987-3148
- Par courriel : situation.handicap@uqam.ca
- En ligne : https://vie-etudiante.uqam.ca/