TP1: Conception d’un processeur rudimentaire – Architecture des Ordinateurs ADO – Architecture des Ordinateurs (ADO)

يقدم هذا العمل التطبيقي TP1 في مقياس هندسة الحاسوب (Architecture des Ordinateurs - ADO) منهجية تصميم معالج بسيط باستعمال مفاهيم الفصول الأولى من المقياس وأداة المحاكاة Logisim. يهدف العمل إلى تجميع المفاهيم المتعلقة بالمكونات الأساسية للمعالج وبناء نموذج عملي لمعالج قادر على تنفيذ التعليمات.

يتناول الوثيقة في البداية أهداف العمل وطريقة التقييم، حيث يتم إنجاز التصميم خلال ست حصص تتضمن التعرف على Logisim، تصميم وحدة الحساب والمنطق، بناء مسار البيانات، ثم تجميع المكونات واختبار المعالج النهائي. كما تشرح خصائص المعالج المطلوب إنجازه، والذي يعتمد على بنية Harvard التي تفصل بين ذاكرة التعليمات وذاكرة البيانات.

يركز المحتوى على مكونات المعالج الرئيسية: وحدة الحساب والمنطق UAL ذات 4 بت التي تدعم العمليات الحسابية والمنطقية مثل الجمع والطرح والضرب والقسمة والمقارنة والإزاحات، إضافة إلى سجلات الحالة والرايات مثل الصفر والتجاوز والنتيجة السالبة. كما يشرح بنك السجلات الذي يحتوي على أربعة سجلات عامة A وB وC وD، ووحدة العنونة التي تضم عداد البرنامج PC وسجل عنوان البيانات AD، ووحدة التحكم المسؤولة عن جلب التعليمات وفك ترميزها وتوليد إشارات التحكم.

يكتسب الطالب من هذا TP خبرة تطبيقية في ربط الدوائر الرقمية، فهم دورة تنفيذ التعليمة، واستعمال المحاكاة للتحقق من صحة التصميم. يمثل هذا العمل قاعدة مهمة لفهم المعالجات الحديثة رغم بساطة النموذج مقارنة بالبنى المتقدمة. في الخاتمة، يربط TP بين الجانب النظري لهندسة الحاسوب والتطبيق العملي لتصميم بنية معالج كاملة.