Institut National d Informatique 20/12/2000 EMD1 de Structure Machine Durée : 2 heures Documents non autorisés

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Clémence Turgeon
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1 Institut National d Informatique 20/12/2000 EMD1 de Structure Machine Durée : 2 heures Documents non autorisés Exercice 1 : ( 5points ) On dispose d'une machine ou les valeurs numériques réelles sont représentées sur 16 bits numérotés de (0 à 15) avec: - une quantité fractionnaire sur 10 bits (0 à 9 ) - un exposant biaisé, codé sur 5 bits (10 à 14 ) - le bit 15 pour le signe de la mantisse ( 0 si M>0, 1 SI M <0) a./ Donner sous la forme ± a * 2 b (a et b décimaux), la valeur qui correspond au nombre hexadecimal suivant: N1 = ( B380 ) 16 b./ Donner sous forme hexadecimal la représentation sur cette machine du nombre N2 = - ( 7,625 ) 10 c./ Trouver l'intervalle fermé des valeurs strictement positives représentables sur cette machine. Exercice 2 : ( 5 points ) Soit à réaliser un circuit convertisseur de code (transcodeur) BCD à EXCESS3. Rappel: Le code excess3 est formé à partir du code BCD en ajoutant systématiquement 3 à chaque chiffre. a./ Etablir la table de vérité, donner les expressions algébriques simplifiées par KARNAUGH. b./ Réaliser le schéma en utilisant un minimum de portes logiques et le circuit suivant. I 0a I 1a I 0b I 1b I 0c I 1c I 0d I 1d C A V Sa Sb Sc Sd

M>0, 1 SI M <0) a./ Donner sous la forme ± a * 2 b (a et b décimaux), la valeur qui correspond au nombre hexadecimal suivant: N1 = ( B380 ) 16 b.

2 Exercice 3 : ( 5 points ) Un distributeur de timbres est constitué de: - deux fentes qui peuvent recevoir respectivement des pièces de 10DA et 50DA. - deux touches de sélection permettent d'obtenir 1 ou 5 timbres à 10DA. Un choix peut être la somme de deux sélections (6 timbres = 5+1). L'opérateur sélectionne son choix et introduit l'argent sachant que pour un choix de nombre de timbres, il ne peut introduire qu'une pièce par fente. - Si la somme d'argent introduite est supérieure à la somme d'argent correspondant au choix du nombre de timbres, les timbres seront fournis et la monnaie sera rendue. - Si la somme d'argent introduite est inférieure à la somme demandée, les timbres ne sont pas fournies et l'argent est restitué. - Si la somme fournie est égale a la somme demandée les timbres sont fournies et il n'y a pas de monnaie. Les timbres se trouvent dans 2 tiroirs différents et la fonction d'ouverture de ce tiroir vaut ' 1' si ce tiroir est ouvert. Question : Etudier ce circuit sans faire de schéma. Exercice 3 : ( 5 points ) a./ Réaliser un additionneur EXCESS3, en utilisant un minimum d'additionneurs binaires de deux nombres de 4 bits chacun. b./ Transformer le circuit précédent pour qu'il réalise la soustraction en EXCESS3. Bon Courage

L'opérateur sélectionne son choix et introduit l'argent sachant que pour un choix de nombre de timbres, il ne peut introduire qu'une pièce par fente.

3 Institut National d'informatique EMD 2 de Structure Machine 1ère Année Durée : 2 heures Tous Documents interdits Présentation: 1 point Exercice 1: ( 4 points) Soit le circuit Asynchrone suivant: a./ Tracer le chronogramme en montrant les états transitoires. On supposera que l'état initial du compteur est à " 0 ". b./ Donner le cycle du compteur sans tenir compte des états transitoires. Exercice2: ( 7 points ) Soit un registre décrit par le schéma et la table de vérité suivants: E3 E2 E1 E0 Z U S0 S1 H Q3 + Q2 + Q1 + Q0 + Mode Es H Z Registre R Q3 Q2 Q1 Q0 S0 S1 1 x x x x Asynchrone 0 1 x x x Asynchrone x Q3 Q2 Q1 Q0 Synchrone Q3 Q3 Q2 Q1 Synchrone Es Q3 Q2 Q1 Synchrone E3 E2 E1 E0 Synchrone Z : remise à Zéro Asynchrone de toutes les bascules du registre U : mise à Un Asynchrone de toutes les bascules du registre Questions: a./ Faire l'etude de ce registre à l'aide bascules D. b./ A l'aide de ce registre et d'un minimum de portes logiques, proposer le schéma du circuit qui génère la séquence suivante: 0,8,12,14,15,7,3,1,0, c./ A l'aide de ce registre et d'un minimum de portes logiques, proposer le schéma du circuit qui permet d'avoir un Compteur Modulo 8 (0,1,,7,0, ). Balla/Cherid/Dahamni_Emd2_2001_ Strm1 1/2

/ Donner le cycle du compteur sans tenir compte des états transitoires.

4 Exercice 3: ( 8 points) Soit le circuit de la figure suivante représentant une Unité Arithmétique et Logique (U.A.L) élémentaire. C A U. A.L S B A et B sont sur 1bit C (3bits) : permet de sélectionner une opération parmi les 8 fonctions que peut effectuer l unité. Arithmétique: S = A + B S = A + 1 S= A S = B + 1 Logique: S = A B ; S = A Nand B ; S = A et B S = A Nor B Questions: a./ Faire le schéma de l unité en utilisant un minimum de circuits combinatoires et de portes logiques nécessaires. b./ Proposer le schéma d'un circuit séquentiel synchrone qui permet de générer le code C à chaque front descendant d'une horloge h. c./ Proposer le schéma du circuit qui permet à partir du code C, de générer une commande de mémorisation de la sortie S dans des bascules D-Latch.. (Il y a autant de bascules que d'opérations). Bon Courage Balla/Cherid/Dahamni_Emd2_2001_ Strm1 2/2

Arithmétique: S = A + B S = A + 1 S= A S = B + 1 Logique: S = A B ; S = A Nand B ; S = A et B S = A Nor B Questions: a.

5 Institut National d'informatique EMD 3 de Structure Machine 1ère Année Durée : 2 heures Tous Documents interdits REDIGER LES PARTIE I et II SUR DES COPIES SEPAREES PARTIE I: Exercice 1: (6 points) On désire remplacer dans MIASM les instructions ENT 01 et SOR 02 par ENT Adr et SOR Ard dont les effets sont: ENT Adr : Lecture d'une information à partir du clavier et son rangement directement à l'adresse indiquée Adr; SOR Adr : Ecriture sur imprimante de l'information qui se trouve à l'adresse Adr. Questions: a./ Définir ces deux instructions: Format, Adressage, Positionnement des indicateurs de codes de conditions. b./ Dérouler uniquement une de ces deux instructions. c./ Ecrire un programme qui lit une liste de 10 valeurs à partir du clavier, puis qui imprime la plus grande valeur ( le programme doit utiliser les instructions définies en a./ ). Exercice2: ( 6 points ) On désire enrichir la machine MIASM avec un nouveau mode d'adressage. Pour cela on rajoute un registre d'index de 16 bits appelé X au chemin de données, de sorte à avoir le mode d'adressage suivant: L'Adresse Effective: AE = Adr + ( X ) La syntaxe de l'instruction devient: [Etiq] Mnémonique [ * ] Adr [, X ] Pour Manipuler le registre d'index, nous avons besoin des instructions suivantes: INCX : Incrémente le contenu de X : X ( X ) + 1 DECX : Decrémente le contenu de X : X ( X ) - 1 TAX : Transfert le contenu de l'accumulateur vers X: X ( ACC ) TXA : Transfert le contenu de X vers l'accumulateur: ACC ( X ) Questions: Balla/Cherid/Dahamni_Emd3_2001_ Strm1 1/2

directement à l'adresse indiquée Adr; SOR Adr : Ecriture sur imprimante de l'information qui se trouve à l'adresse Adr. Questions: a.

6 a./ Définir ces instructions de manipulation de X : Format, Adressage, Positionnement des indicateurs de codes de conditions. b./ Dérouler uniquement DECX ou INCX en complétant les liaisons nécessaires. c./ Réécrire le programme de l'exercice 1 (Question c./ ) en utilisant ces instructions. PARTIE II Exercice 3: ( 5 points) a./ Faire l'étude et le schéma d'une mémoire de 16 méga x 16 bits organisée en deux (2) modules entrelacés avec un degré d'entrelacement D = 2 ( l'entrelacement se fait à l'intérieur de chaque module). Cette mémoire est réalisée à base de circuits de 4 méga x 16 bits. Remarque: faire le schéma d'un seul module et soignez sa présentation. b./ Déterminer le domaine (en Hexadécimal) des adresses pour chacun des modules. Justifier votre réponse. c./ Que doit-on faire pour rajouter deux (2) autres modules? Exercice 4: ( 3 points) Faire le schéma de l'additionneur complet à l'aide d'un circuit PAL. Bon Courage Balla/Cherid/Dahamni_Emd3_2001_ Strm1 2/2

/ Faire l'étude et le schéma d'une mémoire de 16 méga x 16 bits organisée en deux (2) modules entrelacés avec un degré d'entrelacement D = 2 ( l'entrelacement se fait à l'intérieur de chaque module).

7 INI 1 Année Ingénieur SEPTEMBRE 2001 Durée 2h EPREUVE DE RATTRAPAGE Documents Interdits STRUCTURE MACHINE Exercice 1 ( 7 points ) : On souhaite disposer d une instruction permettent de se brancher à une des deux adresses selon les conditions des indicateurs : i, : adresse de branchement si l indicateur i : adresse de branchement si l indicateur j =1 Remarque : Il suffira d une seule condition satisfaisante pour que le branchement ait lieu (soit i, soit j). Le séquenceur commencera par tester l indicateur i. Syntaxe de l instruction : Questions : 1. Définir le format de la nouvelle instruction sans changer la taille du registre RI. 2. Dérouler l instruction. Exercice 2 (6 points) : Faire l algorithme puis le programme MIASM permettant de faire la multiplication entière de deux entiers positifs. Pour cela nous disposons de : 1 mot mémoire pour le multiplicande (MCD) 1 mot mémoire pour le multiplicateur (MPL) 2 mots mémoire pour contenir le résultat (RES1 pour le poids fort et RES2 pour le poids faible). MCD MPL RES1 RES2 Debut

seule condition satisfaisante pour que le branchement ait lieu (soit i, soit j). Le séquenceur commencera par tester l indicateur i. Syntaxe de l instruction : BCV,i,j @dr1,@dr2 Questions : 1.

8 Exercice 3 ( 7 points) : On dispose d une machine dont le bus d adresses est sur N bits et le bus de données est sur 8 bits. La mémoire est composée d un module mémoire VIVE de 32Kilo*8 et d un module mémoire PROM de 16Kilo*8. Questions : 1. Quel est le nombre de bits N nécessaires du bus d adresses? Justifier votre réponse. 2. Faites l étude de la mémoire VIVE en utilisant des circuits de 16kilo*8. 3. Faites l étude de la mémoire PROM en utilisant des circuits de 8kilo*8. 4. Faire le schéma global. 5. Déterminer le domaine (en hexadécimal) des adresses pour chacun des circuits utilisés dans la mémoire VIVE et la mémoire PROM. Bon Courage

Quel est le nombre de bits N nécessaires du bus d adresses? Justifier votre réponse. 2. Faites l étude de la mémoire VIVE en utilisant des circuits de 16kilo*8.

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