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

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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

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

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

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

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

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

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 : BCV,i,j 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

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

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