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Auteur(s)
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René J. CHEVANCE : Ingénieur du Conservatoire National des Arts et Métiers - Docteur ès Sciences - Conseiller Technologie et Partenariats Bull - Professeur associé au CNAM
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Après une caractérisation des microprocesseurs, cet article présente une classification des architectures, tout d’abord en fonction de leur type d’architecture puis de leur usage. Les architectures de type RISC (Reduced Instruction Set Computer) (machines à jeu d’instructions réduit) ont été ces dernières années un facteur déterminant de l’augmentation de la performance des microprocesseurs, aussi il nous a semblé utile d’en rappeler ici l’histoire. Ce paragraphe se termine par une présentation des concepts de l’architecture IA-64 présentée par Intel et HP en octobre 1997.
On explicite ensuite les relations qui existent entre les architectures de microprocesseur et le logiciel de base : compilateurs et systèmes d’exploitation. Les différents niveaux de compatibilité et leurs implications sont ensuite discutés. L’article se termine par une description des techniques de migration d’architectures, c’est-à-dire des techniques qui permettent de supporter sur une architecture des programmes — au niveau binaire — qui fonctionnaient sur une autre architecture. Ce genre de technique permet d’exploiter le potentiel de performance des nouvelles architectures (et de leurs implémentations) pour « récupérer » l’existant.
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Classification des architectures de microprocesseursArticle inclus dans l'offre
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2. Relation des architectures de microprocesseur avec le logiciel
Quelle que soit l’utilisation d’un microprocesseur (c’est-à-dire usage général ou préprogrammé), il y a une relation forte entre son architecture et le logiciel qui l’accompagne. À l’origine, les faibles capacités de traitement des microprocesseurs et la faible capacité des mémoires ont conduit les concepteurs à utiliser des langages de programmation proches de l’architecture (c’est-à-dire langage d’assemblage ou langage de type PL/M) avec les inconvénients associés : complexité, coût de développement et dépendance vis-à-vis de l’architecture du microprocesseur (c’est-à-dire logiciel non portable sur d’autres architectures). L’utilisation des langages de haut niveau s’est rapidement généralisée, deux facteurs ont contribué à cette généralisation : le progrès technologique (puissance de traitement des microprocesseurs, capacité des mémoires) et la volonté de limitation des coûts de développement du logiciel. Un microprocesseur étant destiné à être programmé, il ne saurait se concevoir sans un environnement logiciel.
On distingue :
-
les compilateurs ;
-
les systèmes d’exploitation ;
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les outils d’aide à la conception des systèmes à base de microprocesseurs (niveau matériel) ;
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les outils d’aide à la mise au point du logiciel.
On va examiner les compilateurs et les systèmes d’exploitation. Les méthodes et outils de développement font l’objet de l’article Performances et développement de systèmes Microprocesseurs. Performances et méthodes de développement.
2.1 Compilateurs
Les compilateurs ont pour objet de traduire les programmes exprimés en langage de haut niveau tels que : Fortran, Pascal, Ada, Cobol, C et C++ ... en des programmes exécutables par les systèmes réalisés à base de microprocesseurs. Le schéma général est donné sur la figure 5.
Les compilateurs sont un élément fondamental dans l’utilisation...
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