Solution TP 1: conception d’un processeur rudimentaire – Architecture des Ordinateurs

يتناول هذا الملف حل العمل التطبيقي الأول في مقياس هندسة الحاسوب، والمخصص لتصميم معالج بدائي. يهدف الدرس إلى فهم المراحل الأساسية لبناء المعالج ومكوناته المنطقية الداخلية. يبدأ المحتوى بتقديم المراحل الثلاث الرئيسية لتصميم المعالج، وهي تصميم الوحدة الحسابية والمنطقية UAL، وتصميم مسار البيانات Datapath، وتصميم وحدة التحكم UCC.

يركز الجزء الأكبر من الحل على تصميم UAL من خلال دراسة المكونات الرقمية الأساسية. يشرح الملف دور Full-Adder في تنفيذ عمليات الجمع الثنائية، ثم يوضح تركيب جامع 4 بت باستعمال عدة Full-Adder مع حساب حالة تجاوز السعة Overflow بواسطة بوابة XOR. كما يعرض دارة الجمع والطرح ذات 4 بت مع شرح إشارة التحكم التي تحدد العملية المطلوبة.

يتناول الملف أيضا المبدلات Multiplexeurs الضرورية في بناء المعالج، مع شرح أنواع Mux 2-1 وMux 2-1 ذات 4 بت وMux 4-1 وMux 4-1 ذات 4 بت، وكيفية استخدامها لاختيار البيانات الداخلة والخارجة. بالإضافة إلى ذلك، يقدم تصاميم خاصة بعمليات الإزاحة Shifter Left وShifter Right على 4 بت.

تساعد هذه الحلول الطالب على الربط بين الدوائر المنطقية الأساسية وبنية المعالج، كما تهيئه لفهم تصميم Datapath والتحكم في تنفيذ التعليمات. في سياق الامتحانات، يمكن الاستفادة من هذا الملف لمراجعة مكونات UAL، طرق بناء الجامعات والمبدلات، وأخطاء التصميم الشائعة مثل سوء تفسير إشارات التحكم أو إهمال Overflow. يمثل هذا العمل أساسا لفهم تنظيم الحاسوب وبنية المعالجات.