$course$/QCM de NSI/Première/Architectures matérielles Modèle de von Neumann, composants d'un ordinateur
(processeur, mémoire, périphériques d'entrée/sortie),
fonctionnement du processeur (cycle de von Neumann), notions
d'assembleur et de langage machine, hiérarchie mémoire.

]]> Architectures matérielles — Q01 : Modèle de von Neumann Quels sont les composants principaux d'un ordinateur selon
le modèle de von Neumann ?

]]> Avant von Neumann, les ordinateurs séparaient
programmes et données (architecture Harvard). Le génie
de von Neumann : permettre au programme d'être traité
comme une donnée, ce qui ouvre la voie aux compilateurs,
systèmes d'exploitation, etc.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc L'écran, le clavier et la souris

]]> Erreur : ce sont des périphériques spécifiques.
Le modèle de von Neumann est plus général et
structurel.

]]> Une unité de calcul (processeur), une mémoire pour les données et les instructions, et des entrées/sorties

]]> Bonne réponse : le modèle de von Neumann (1945)
est l'architecture de référence des ordinateurs
actuels. Sa particularité : la mémoire stocke à la
fois les données et les instructions (du
programme).

]]> Internet, l'écran et le clavier

]]> Erreur : Internet n'est pas un composant interne de
l'ordinateur.

]]> Le système d'exploitation et les applications

]]> Erreur : ce sont des composants logiciels, pas
le modèle d'architecture matérielle.

]]> Architectures matérielles — Q02 : Rôle du processeur Quel est le rôle principal du processeur (CPU) ?

]]> Un processeur moderne contient des milliards de
transistors. Il opère à plusieurs gigahertz (milliards
d'instructions par seconde) avec plusieurs cœurs en
parallèle.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Exécuter les instructions d'un programme : calculs arithmétiques, comparaisons, accès mémoire, etc.

]]> Bonne réponse : le processeur lit les instructions
en mémoire et les exécute une par une (cycle de
von Neumann). Il contient une unité arithmétique
et logique (UAL) et une unité de contrôle.

]]> Stocker les données à long terme

]]> Erreur : c'est le rôle des disques durs ou SSD. Le
processeur exécute les calculs.

]]> Afficher les images à l'écran

]]> Erreur : c'est le rôle de la carte graphique (GPU)
plus que du CPU principal.

]]> Stocker les fichiers en mémoire vive

]]> Erreur : c'est le rôle de la RAM (mémoire vive),
pas du processeur.

]]> Architectures matérielles — Q03 : Mémoire vive (RAM) Quelle est la caractéristique principale de la mémoire
vive (RAM) ?

]]> La hiérarchie mémoire moderne combine plusieurs niveaux
de vitesse : registres (CPU) > cache (CPU) > RAM > SSD
> disque dur > stockage réseau. Plus c'est rapide, plus
c'est cher et limité en capacité.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Elle est plus lente que le disque dur

]]> Erreur : c'est l'inverse. La RAM est typiquement
1000 fois plus rapide qu'un disque dur, et 100
fois plus rapide qu'un SSD.

]]> Elle stocke les programmes du système d'exploitation à long terme

]]> Erreur : c'est le disque dur qui stocke à long
terme. La RAM contient temporairement les
programmes en cours d'exécution.

]]> Elle conserve les données même après extinction de l'ordinateur

]]> Erreur : la RAM est volatile, elle perd ses
données quand l'ordinateur s'éteint. C'est ce qui
la distingue du disque dur ou SSD.

]]> Elle est rapide d'accès et volatile (perd ses données à l'extinction)

]]> Bonne réponse : la RAM est utilisée comme zone de
travail pour les programmes en cours d'exécution.
Sa rapidité (nanosecondes) la rend bien plus
performante que les SSD ou disques durs (microsecondes
à millisecondes).

]]> Architectures matérielles — Q04 : Cycle de von Neumann Quelles sont les étapes du cycle de von Neumann
exécuté par le processeur ?

]]> Ce cycle, simple en apparence, est largement optimisé
dans les processeurs modernes : pipelining (plusieurs
étapes en parallèle), exécution dans le désordre,
prédiction de branchement, etc.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Compiler, lier, exécuter

]]> Erreur : c'est le cycle de production d'un
exécutable, pas le cycle d'exécution des
instructions.

]]> Allumer, démarrer, attendre

]]> Erreur : ce serait plus une procédure de démarrage,
pas le cycle d'exécution des instructions.

]]> Fetch (lire l'instruction en mémoire), Decode (la décoder), Execute (l'exécuter)

]]> Bonne réponse : c'est le cycle « lecture, décodage,
exécution » qui se répète des milliards de fois par
seconde dans un processeur moderne. Certains modèles
ajoutent une étape « write back » (écriture du
résultat).

]]> Lire, écrire, supprimer

]]> Erreur : c'est plutôt le vocabulaire des opérations
sur fichiers, pas le cycle d'exécution.

]]> Architectures matérielles — Q05 : Bus Qu'est-ce qu'un bus dans une architecture
d'ordinateur ?

]]> Les processeurs modernes ont des bus très spécialisés
(PCIe pour les cartes d'extension, DDR pour la RAM,
USB pour les périphériques externes, etc.).

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Un système de transport public

]]> Erreur : analogie possible mais sans rapport en
informatique.

]]> Un programme qui transporte des fichiers entre dossiers

]]> Erreur : aucun rapport avec les programmes. Un bus
est physique.

]]> Un type de mémoire vive

]]> Erreur : confusion possible. Le bus relie les
composants, mais ce n'est pas une mémoire en
lui-même.

]]> Un ensemble de fils ou pistes conducteurs qui transportent des informations entre les composants

]]> Bonne réponse : le bus est l'autoroute interne de
l'ordinateur. On distingue le bus de données
(qui transporte les valeurs), le bus d'adresses
(où dans la mémoire ?), et le bus de contrôle
(signaux de coordination).

]]> Architectures matérielles — Q06 : Langage assembleur Qu'est-ce que le langage assembleur ?

]]> L'assembleur est différent pour chaque architecture
processeur (x86 pour Intel/AMD, ARM pour
smartphones et Apple Silicon, RISC-V open source).
Connaître l'assembleur aide à comprendre comment un
programme s'exécute concrètement.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Le langage utilisé par le système d'exploitation

]]> Erreur : les systèmes modernes sont surtout écrits
en C/C++ (avec un peu d'assembleur dans les
parties très bas niveau).

]]> Un compilateur qui transforme le code source en exécutable

]]> Erreur : un compilateur transforme un langage de
haut niveau (C, Java) en assembleur ou en machine.
L'assembleur est un langage, pas un outil.

]]> Un langage symbolique de bas niveau qui correspond directement aux instructions du processeur

]]> Bonne réponse : chaque instruction assembleur
correspond généralement à une instruction machine.
Par exemple, MOV AX, 5 charge la valeur 5 dans
le registre AX. C'est plus lisible que le binaire
mais reste très proche du matériel.

]]> Un langage de très haut niveau comme Python

]]> Erreur : c'est l'inverse. L'assembleur est un
langage de bas niveau, très proche du matériel.

]]> Architectures matérielles — Q07 : Unité arithmétique et logique Que fait l'unité arithmétique et logique (UAL) du
processeur ?

]]> L'UAL est composée de circuits logiques (additionneurs,
comparateurs, décaleurs, portes ET/OU/NON). C'est
l'application concrète de l'algèbre de Boole étudiée
en NSI.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Elle effectue les opérations arithmétiques (addition, soustraction, multiplication) et logiques (ET, OU, NON, XOR)

]]> Bonne réponse : l'UAL est le « calculateur » du
processeur. Elle prend deux opérandes en entrée et
produit un résultat selon l'opération demandée par
l'unité de contrôle.

]]> Elle stocke les fichiers du système

]]> Erreur : aucun stockage. L'UAL est une unité de
calcul.

]]> Elle gère les périphériques d'entrée/sortie

]]> Erreur : c'est le rôle des contrôleurs d'E/S, pas
de l'UAL.

]]> Elle décode les instructions

]]> Erreur : c'est l'unité de contrôle qui décode.
L'UAL exécute les opérations une fois décodées.

]]> Architectures matérielles — Q08 : Registres Qu'est-ce qu'un registre dans un processeur ?

]]> Un programme assembleur manipule essentiellement les
registres : on charge des données depuis la RAM dans
des registres, on calcule, et on écrit le résultat
ailleurs. C'est la base du fonctionnement à bas niveau.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Une zone de mémoire ultra-rapide située à l'intérieur du processeur, utilisée pour stocker les valeurs en cours de traitement

]]> Bonne réponse : les registres sont les zones de
stockage les plus rapides (accès en un cycle
d'horloge). Un processeur en contient typiquement
quelques dizaines à quelques centaines, contre des
milliards de bits en RAM.

]]> La mémoire vive de l'ordinateur

]]> Erreur : la RAM est externe au processeur. Les
registres sont internes.

]]> Un type de bus

]]> Erreur : un registre n'est pas un bus, c'est un
composant de stockage très rapide.

]]> Un fichier où l'on liste les utilisateurs

]]> Erreur : aucun rapport avec les utilisateurs.

]]> Architectures matérielles — Q09 : Horloge du processeur Que mesure-t-on en gigahertz (GHz) sur un processeur ?

]]> Attention : la fréquence n'est pas le seul facteur de
performance. Un processeur à 3 GHz peut être plus
rapide qu'un autre à 4 GHz s'il fait plus
d'opérations par cycle (pipeline, superscalaire) ou
s'il a plus de cœurs.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc La consommation électrique

]]> Erreur : la consommation se mesure en watts, pas en
hertz.

]]> La quantité de mémoire disponible

]]> Erreur : la mémoire se mesure en octets, pas en
hertz.

]]> La fréquence de l'horloge interne, combien de cycles par seconde le processeur peut effectuer

]]> Bonne réponse : un processeur à 3 GHz fait
3 milliards de cycles par seconde. Chaque cycle
peut typiquement exécuter une (ou plusieurs)
instructions. Mais ce n'est qu'une mesure parmi
d'autres de la performance.

]]> La taille des données traitées

]]> Erreur : c'est plutôt l'architecture (32, 64
bits) qui définit la taille des mots traités.

]]> Architectures matérielles — Q10 : Préfixes pour les octets Combien d'octets contient un kibioctet (Kio) ?

]]> Hiérarchie : 1 Kio = 2¹⁰ o ; 1 Mio = 2²⁰ o ;
1 Gio = 2³⁰ o ; 1 Tio = 2⁴⁰ o. Les
fabricants de disques durs utilisent souvent les
préfixes décimaux (KO, MO, GO), ce qui crée des
différences avec les kibi/mébi/gibioctets affichés par
les systèmes.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc 1\ 000

]]> Erreur : c'est 1 kilooctet (KO) en notation
décimale (base 10). Le kibioctet utilise la
base 2.

]]> 1\ 048\ 576

]]> Erreur : c'est 1 Mio (mébioctet, 2²⁰).

]]> 1\ 024

]]> Bonne réponse : 1 Kio = 2¹⁰ = 1\ 024 octets.
Cette notation IEC (2000) distingue le kilooctet
(kilo = 1000) du kibioctet (kibi = 1024). En
informatique, on utilise traditionnellement les
puissances de 2.

]]> 8

]]> Erreur : 8 bits font un octet. Un kibioctet
est bien plus.

]]> Architectures matérielles — Q11 : Hiérarchie mémoire Pourquoi a-t-on plusieurs niveaux de mémoire dans un
ordinateur (registres, cache, RAM, disque) ?

]]> Si l'on devait faire toute la mémoire au niveau des
registres, on aurait moins d'un kilooctet à coût
raisonnable. Si on faisait tout au niveau du disque,
le processeur passerait son temps à attendre.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Pour rendre l'ordinateur plus complexe

]]> Erreur : la complexité n'est pas un objectif.
C'est un compromis pratique.

]]> Parce que les ingénieurs n'ont pas su choisir

]]> Erreur : la hiérarchie est un choix délibéré, pas
un défaut.

]]> Pour rendre les programmes incompatibles

]]> Erreur : la hiérarchie est invisible aux programmes
(gérée par le matériel et le système d'exploitation).

]]> Pour faire un compromis entre vitesse, capacité et coût

]]> Bonne réponse : les registres et caches sont
ultra-rapides mais très petits et coûteux ; la RAM
est rapide et de taille modérée ; le disque dur est
lent mais énorme et bon marché. Combiner les trois
permet d'avoir à la fois la performance et la
capacité.

]]> Architectures matérielles — Q12 : Mémoire cache À quoi sert la mémoire cache d'un processeur ?

]]> Les processeurs modernes ont 3 niveaux de cache (L1,
L2, L3) avec des tailles et vitesses croissantes mais
restant bien plus rapides que la RAM. La gestion du
cache est un domaine complexe qui influe énormément
sur les performances.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Compresser les données

]]> Erreur : aucun rapport avec la compression.

]]> Stocker les fichiers temporaires du système

]]> Erreur : confusion possible avec le cache du
navigateur ou du système. Ici on parle du cache
processeur (interne).

]]> Sauvegarder les fichiers avant l'extinction

]]> Erreur : la cache processeur est volatile, comme
la RAM. Elle ne sert pas à la sauvegarde.

]]> Conserver les données récemment utilisées pour y accéder plus rapidement que via la RAM

]]> Bonne réponse : la cache exploite le principe de
localité (les programmes ont tendance à réutiliser
les mêmes données ou des données voisines). En
gardant les données chaudes dans une mémoire
ultra-rapide proche du processeur, on évite des
accès lents à la RAM.

]]> Architectures matérielles — Q13 : Adresse mémoire Qu'est-ce qu'une adresse mémoire ?

]]> En programmation, on manipule rarement les adresses
mémoire directement (sauf en C/C++ avec les pointeurs).
Le système d'exploitation gère la mémoire virtuelle
pour donner à chaque programme l'illusion d'avoir
toute la mémoire à lui.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Un identifiant unique pour chaque programme installé

]]> Erreur : c'est plutôt un PID (Process ID). Une
adresse mémoire est plus bas niveau.

]]> Le nom d'un fichier sur le disque

]]> Erreur : confusion avec un chemin. Une adresse
mémoire est numérique.

]]> Un numéro qui identifie un emplacement dans la mémoire

]]> Bonne réponse : la mémoire est vue comme un
immense tableau d'octets, indexés de 0 à
quelques milliards. L'adresse identifie où lire ou
écrire. Sur un processeur 64 bits, les adresses
peuvent aller jusqu'à 2⁶⁴.

]]> Le nom du processeur

]]> Le nom commercial du
processeur (par exemple
Intel Core i7) est une
dénomination, pas une
adresse mémoire. Une
adresse mémoire est un
entier qui désigne un
emplacement précis dans
la RAM.

]]> Architectures matérielles — Q14 : Architecture 64 bits Que signifie qu'un processeur est en architecture
64 bits ?

]]> Le passage à 64 bits (2003 pour AMD, 2006 pour
Apple Silicon) a permis de dépasser la barre des
4 Gio adressables, qui posait problème avec les
grandes bases de données et le calcul scientifique.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Il a 64 fils dans ses bus

]]> Erreur : trop simpliste. Le « 64 bits » concerne
la taille des registres et des adresses, pas le
nombre de fils physiques.

]]> Il fait 64 instructions par seconde

]]> Erreur : il en fait des milliards par seconde, pas
64.

]]> Ses registres principaux et ses adresses mémoire font 64 bits

]]> Bonne réponse : il peut traiter des entiers jusqu'à
2⁶⁴ - 1 en une seule instruction et adresser
jusqu'à 2⁶⁴ octets de mémoire (environ
16 exaoctets, largement plus que toute mémoire
actuelle). Les processeurs modernes sont presque
tous en 64 bits.

]]> Il a 64 cœurs

]]> Erreur : le nombre de cœurs et la taille des mots
sont indépendants. Un processeur 64 bits peut
avoir 1 ou 128 cœurs.

]]> Architectures matérielles — Q15 : Multi-cœurs Qu'apporte un processeur multi-cœurs ?

]]> Le multi-cœur a redéfini la programmation depuis les
années 2000. Beaucoup d'algorithmes ont dû être
repensés pour exploiter le parallélisme efficacement
(problèmes de synchronisation, de partage de données).

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Il fonctionne sans système d'exploitation

]]> Erreur : aucun rapport. Le SE est nécessaire pour
orchestrer les processus.

]]> Il peut exécuter plusieurs instructions en parallèle, accélérant ainsi les tâches qui le permettent

]]> Bonne réponse : avec N cœurs, on peut exécuter
N programmes (ou N threads) en vrai parallèle.
C'est devenu indispensable car les fréquences
d'horloge stagnent depuis les années 2005.

]]> Il consomme moins d'énergie que les anciens

]]> Erreur : ce n'est pas la motivation principale du
multi-cœur (même si l'efficacité énergétique est un
avantage indirect).

]]> Il a une mémoire vive plus grande

]]> Erreur : la mémoire est externe et ne dépend pas
du nombre de cœurs.

]]> Architectures matérielles — Q16 : Langage machine Qu'est-ce que le langage machine ?

]]> Le langage machine est spécifique à chaque architecture
(x86, ARM, RISC-V). Un programme en langage machine
pour x86 ne tourne pas tel quel sur un Mac M1
(ARM), il faut le recompiler ou utiliser un
émulateur.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Un langage de programmation comme C ou Python

]]> Erreur : C et Python sont des langages de haut
niveau, qu'il faut traduire en langage machine
pour qu'ils s'exécutent.

]]> Un protocole réseau

]]> Un protocole réseau (TCP,
HTTP, etc.) régit les échanges
entre machines. Le langage
machine, lui, est purement
interne au processeur.

]]> La représentation binaire des instructions exécutables directement par le processeur

]]> Bonne réponse : chaque instruction est codée en
binaire selon une grammaire précise (opcode,
opérandes). Le processeur lit ces bits et les
exécute. L'assembleur est une notation symbolique
du langage machine.

]]> Un langage parlé par les robots

]]> Le langage machine est
un encodage binaire
interne au processeur,
pas une langue parlée.
Les robots qui « parlent »
utilisent la synthèse vocale,
ce qui est tout autre chose.

]]> Architectures matérielles — Q17 : Compteur ordinal Qu'est-ce que le compteur ordinal (ou compteur de
programme, PC) du processeur ?

]]> Le PC est central dans le fonctionnement séquentiel
des programmes. Comprendre le PC permet de comprendre
comment fonctionnent les boucles, conditions, et
appels de fonction au niveau matériel.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Un compteur de bugs

]]> Le compteur ordinal n'a
aucun rapport avec les
bugs : c'est un registre
matériel qui pointe sur
la prochaine instruction
à exécuter.

]]> Un identifiant unique de l'utilisateur

]]> Le PC est interne au
processeur et change à
chaque cycle. Il n'identifie
ni l'utilisateur ni la session.

]]> Un registre qui contient l'adresse de la prochaine instruction à exécuter

]]> Bonne réponse : à chaque cycle, le processeur lit
l'instruction à l'adresse pointée par le PC,
l'exécute, puis incrémente le PC pour passer à la
suivante. Les sauts (if, boucles, fonctions)
modifient le PC autrement.

]]> Un compteur qui mesure la durée du programme

]]> Erreur : il ne mesure pas le temps. Il pointe sur
une instruction.

]]> Architectures matérielles — Q18 : Interruption Qu'est-ce qu'une interruption matérielle ?

]]> Les interruptions sont gérées par le vecteur
d'interruptions : une table d'adresses de routines
à exécuter selon le type d'interruption. C'est un
mécanisme fondamental pour le multitâche et la gestion
des périphériques.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Une panne du processeur

]]> Erreur : ce serait un crash, pas une interruption.
Les interruptions sont un mécanisme normal de
fonctionnement.

]]> Un signal qui interrompt l'exécution du programme courant pour traiter un événement urgent (clavier appuyé, paquet réseau reçu, etc.)

]]> Bonne réponse : sans interruptions, le processeur
devrait constamment vérifier (« sondage ») chaque
périphérique. Avec elles, le périphérique signale
au processeur quand quelque chose se passe, ce qui
libère le CPU pour d'autres tâches.

]]> Un message d'erreur

]]> Erreur : les messages d'erreur sont logiciels. Les
interruptions sont des signaux électriques.

]]> La fin du programme

]]> Erreur : la fin de programme est plutôt un appel
système, pas une interruption matérielle.

]]> Architectures matérielles — Q19 : SSD vs disque dur Quelle est la différence principale entre un SSD et
un disque dur classique (HDD) ?

]]> Pour un usage usuel : SSD pour le système et les
applications (rapidité critique), HDD pour les gros
fichiers d'archive (économique). Les disques durs
mécaniques tendent à disparaître hors usage de stockage
massif.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Le SSD utilise des disques magnétiques en rotation, le HDD des puces de mémoire

]]> Erreur : c'est l'inverse exact. Le HDD a des
plateaux mécaniques, le SSD est purement
électronique.

]]> Aucune différence fondamentale

]]> Erreur : ils ont des technologies très différentes
avec des compromis différents.

]]> Le SSD coûte moins cher au gigaoctet

]]> Erreur : c'est plutôt l'inverse, même si l'écart se
réduit. Pour de gros volumes, le HDD reste moins
cher.

]]> Le SSD utilise des puces de mémoire flash sans pièce mobile, alors que le HDD utilise des plateaux mécaniques en rotation

]]> Bonne réponse : le SSD est beaucoup plus rapide
(pas de temps d'accès mécanique), plus silencieux,
plus résistant aux chocs. Mais il a une durée de
vie limitée par le nombre d'écritures par cellule.

]]> Architectures matérielles — Q20 : ROM vs RAM Quelle est la différence entre ROM et RAM ?

]]> ROM = Read-Only Memory ; RAM = Random Access Memory.
Aujourd'hui, la « ROM » des ordinateurs est en réalité
souvent une mémoire flash, modifiable mais
non-volatile (firmware UEFI mis à jour par exemple).

]]> 1.0 0.0 0 true true abc ROM concerne la mémoire externe (disque), RAM la mémoire interne

]]> Erreur : les deux sont des mémoires internes,
c'est leur volatilité qui les distingue.

]]> ROM (mémoire morte) est non volatile et généralement non modifiable ; RAM (mémoire vive) est volatile et modifiable

]]> Bonne réponse : la ROM contient typiquement le
firmware ou BIOS, qui doit être conservé même
quand l'ordinateur est éteint. La RAM est la zone
de travail temporaire.

]]> ROM est plus rapide que RAM

]]> Erreur : la RAM est généralement plus rapide d'accès.
La ROM se distingue par sa persistance et sa
non-modifiabilité (dans sa version de base).

]]> ROM est plus grande que RAM

]]> Erreur : c'est généralement l'inverse. La ROM est
souvent de petite taille (firmware), la RAM bien
plus grande pour les programmes en cours.

]]> Architectures matérielles — Q21 : Pipeline Qu'est-ce que le pipeline dans un processeur moderne ?

]]> Le pipeline est l'une des principales optimisations
des processeurs modernes. Mais il pose des défis :
branchements (sauts conditionnels), dépendances de
données. La prédiction de branchement et
l'exécution spéculative sont des techniques
avancées pour minimiser les pertes.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc Un câble pour brancher des périphériques

]]> Le pipeline n'est pas un
composant physique externe.
C'est une organisation
interne du circuit qui
découpe l'exécution d'une
instruction en plusieurs
étages.

]]> Un mécanisme qui permet de superposer les étapes du cycle de von Neumann sur plusieurs instructions simultanément, comme une chaîne de montage

]]> Bonne réponse : pendant que l'instruction 1 est
exécutée, l'instruction 2 est décodée et
l'instruction 3 est lue. On gagne un facteur
× 3 ou × 4 en théorie, plus en
pratique avec des pipelines plus profonds.

]]> Une connexion physique entre deux processeurs

]]> Erreur : c'est plutôt un bus ou une
interconnexion. Le pipeline est interne au
processeur.

]]> Un système de refroidissement

]]> Le refroidissement (ventilateur,
dissipateur) est un dispositif
thermique. Le pipeline, lui,
est une technique d'organisation
de l'unité d'exécution.

]]> Architectures matérielles — Q22 : Boutisme (endianness) Qu'est-ce que le boutisme (ou endianness) d'une
architecture ?

]]> Le terme vient des « Voyages de Gulliver » (deux
camps : ceux qui mangent leur œuf par le gros bout vs
le petit bout). Important quand on échange des
données binaires entre architectures différentes
(sérialisation, protocoles réseau).

]]> 1.0 0.0 0 true true abc La quantité de mémoire d'un processeur

]]> Erreur : aucun rapport avec la quantité.

]]> Le sens de rangement des octets d'un mot multi-octets en mémoire

]]> Bonne réponse : pour un entier 32 bits, on peut
stocker l'octet de poids fort en premier
(big-endian) ou en dernier (little-endian).
x86 est little-endian, certaines architectures
réseau sont big-endian. Cela peut poser des
problèmes de compatibilité.

]]> La fréquence d'horloge

]]> La fréquence d'horloge
(mesurée en gigahertz)
décrit la cadence du
processeur, pas l'ordre
de stockage des octets
en mémoire.

]]> Le nombre d'instructions disponibles

]]> Erreur : aucun rapport.

]]> Architectures matérielles — Q23 : Mémoire virtuelle À quoi sert la mémoire virtuelle gérée par le système
d'exploitation ?

]]> La pagination utilise le disque comme « swap » quand
la RAM est pleine. Très utile mais bien plus lent que
la RAM : si l'ordinateur swappe beaucoup, les
performances chutent drastiquement.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc À partager toute la mémoire entre tous les programmes simultanément

]]> Erreur : c'est l'opposé. La mémoire virtuelle
isole les programmes les uns des autres.

]]> À chiffrer la RAM

]]> Erreur : aucun rapport avec le chiffrement.

]]> À ralentir l'ordinateur

]]> Erreur : la mémoire virtuelle a un léger surcoût
mais offre des bénéfices essentiels.

]]> À donner à chaque programme l'illusion d'avoir une grande mémoire continue à lui seul, et à isoler les programmes les uns des autres

]]> Bonne réponse : chaque processus voit un espace
d'adressage qui lui est propre, traduit par
l'unité de gestion mémoire (MMU) en adresses
physiques réelles. Cela permet l'isolation
(sécurité), le partage et la pagination (utiliser le
disque comme extension de la RAM).

]]> Architectures matérielles — Q24 : RISC vs CISC Quelle est la différence principale entre les architectures
RISC et CISC ?

]]> L'arrivée d'Apple Silicon (M1, M2, M3, M4,
tous ARM/RISC) a montré que RISC peut concurrencer
voire surpasser x86 en performance et efficacité
énergétique pour le grand public.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc RISC est plus rapide, CISC plus lent

]]> Erreur : trop simpliste. Les performances dépendent
de nombreux facteurs.

]]> RISC a moins d'instructions, plus simples ; CISC a un jeu d'instructions très riche, parfois complexes

]]> Bonne réponse : RISC (Reduced Instruction Set
Computer) : ARM, RISC-V, MIPS. CISC (Complex
Instruction Set Computer) : x86. Les deux
philosophies ont coexisté et convergé : x86
moderne est en réalité décomposé en micro-opérations
internes proches du RISC.

]]> RISC est plus ancien

]]> Erreur : c'est plutôt CISC qui est plus ancien.
RISC a émergé dans les années 1980 comme
réaction à la complexité croissante des CISC.

]]> RISC est utilisé sur PC, CISC sur smartphones

]]> Erreur : c'est l'inverse historiquement. ARM
(RISC) domine les smartphones, x86 (CISC)
dominait les PC (mais ARM y arrive aussi avec les
Mac Apple Silicon).

]]> Architectures matérielles — Q25 : Évolution historique Lequel des énoncés suivants est vrai sur l'évolution
des architectures matérielles depuis 50 ans ?

]]> L'avenir s'oriente vers un retour à du calcul
spécialisé : processeurs graphiques pour
l'intelligence artificielle, processeurs
neuronaux pour les téléphones, circuits logiques
programmables dans les serveurs. À plus long
terme, on attend l'arrivée à grande échelle du
calcul quantique et neuromorphique.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc La fréquence d'horloge des processeurs grand public a continué de doubler chaque année

]]> Erreur : la fréquence stagne autour de 3-5 GHz
depuis 2005 environ. Le gain de performance vient
d'autres techniques (multi-cœurs, parallélisme,
architecture).

]]> La complexité (nombre de transistors) a continué de croître exponentiellement (loi de Moore), mais la performance par cœur s'est stabilisée et le multi-cœur s'est généralisé

]]> Bonne réponse : la loi de Moore reste globalement
vraie pour la densité, mais traduite différemment :
plus de cœurs, plus de cache, plus d'unités
spécialisées (GPU, NPU). La performance brute par
fil d'exécution stagne depuis ~2005.

]]> Les ordinateurs sont aujourd'hui aussi performants que dans les années 1970

]]> Erreur : la performance a augmenté de plusieurs
ordres de grandeur depuis les années 1970.

]]> Le modèle de von Neumann est obsolète depuis longtemps

]]> Erreur : le modèle de von Neumann reste la base de
tous les ordinateurs modernes, même s'il est
enrichi par de nombreuses optimisations.

]]> Architectures matérielles — Q26 : Périphériques d'entrée/sortie Parmi les éléments suivants, lequel n'est pas un
périphérique d'entrée/sortie ?

]]> Les périphériques d'entrée/sortie permettent à
l'ordinateur de dialoguer avec l'utilisateur ou
avec d'autres machines. Un même appareil peut
assurer les deux rôles : un disque dur (lecture
et écriture), un écran tactile (affichage et
saisie) ou une carte réseau (réception et envoi).

]]> 1.0 0.0 0 true true abc L'imprimante

]]> L'imprimante est un périphérique de sortie :
elle reçoit des données de l'ordinateur pour
produire un document physique.

]]> Le transistor

]]> Bonne réponse : un transistor est un composant
électronique élémentaire utilisé pour fabriquer
des portes logiques au cœur du processeur. Il
ne sert pas à communiquer avec l'extérieur, il
est interne au matériel.

]]> Le clavier

]]> Le clavier est un périphérique d'entrée :
chaque touche enfoncée envoie un code à
l'ordinateur.

]]> La souris

]]> La souris est bien un périphérique d'entrée :
elle transmet à l'ordinateur la position du
curseur et les clics de l'utilisateur.

]]> Architectures matérielles — Q27 : Loi de Moore Que dit la loi de Moore, énoncée par Gordon Moore en
1965 ?

]]> Énoncée à partir de l'observation de quelques années,
la loi de Moore est devenue une feuille de route pour
toute l'industrie : les fondeurs prévoient leurs
investissements en supposant cette progression. Elle
ralentit aujourd'hui pour des raisons physiques (taille
des transistors approchant celle de l'atome).

]]> 1.0 0.0 0 true true abc La taille des ordinateurs est divisée par deux tous les deux ans

]]> Erreur : la loi parle d'augmentation de la
densité de transistors, pas de réduction de la
taille des machines. Les ordinateurs ont rapetissé,
mais c'est une conséquence indirecte.

]]> La vitesse d'horloge des processeurs double tous les deux ans

]]> Erreur : c'est une conséquence partielle, mais ce
n'est pas l'énoncé original. La vitesse d'horloge
a même cessé de croître depuis le milieu des
années 2000 (limites thermiques), alors que la
loi de Moore continue plus ou moins à s'appliquer.

]]> La puissance d'un ordinateur double chaque année

]]> Erreur : ni la période (deux ans, pas un an), ni
la grandeur visée (transistors, pas puissance) ne
sont correctes. La puissance globale a longtemps
suivi la loi, mais ce n'est pas l'énoncé direct.

]]> Le nombre de transistors intégrables sur une puce double environ tous les deux ans

]]> Bonne réponse : c'est une observation empirique sur
l'industrie des semi-conducteurs, qui s'est
remarquablement vérifiée pendant plus de cinquante
ans. Elle traduit la miniaturisation continue des
transistors, à coût équivalent.

]]> Architectures matérielles — Q28 : Mesure de performance en FLOPS Que mesure l'unité FLOPS (\text{FLoating-point}
\text{Operations Per Second}) ?

]]> Pour comparer des processeurs ou des
supercalculateurs, on utilise plusieurs unités
complémentaires : FLOPS (calculs flottants), MIPS
(instructions entières), Hz (cadence d'horloge),
Go/s (débit mémoire). Aucune n'est suffisante seule :
un programme peut être limité par les calculs, par
la mémoire ou par les entrées/sorties.

]]> 1.0 0.0 0 true true abc La fréquence d'horloge du processeur

]]> Erreur : la fréquence d'horloge se mesure en hertz
(Hz), pas en FLOPS. Un processeur peut tourner à
3 GHz et n'effectuer qu'un nombre limité de
calculs flottants par cycle.

]]> Le débit du bus mémoire

]]> Erreur : le débit mémoire se mesure en octets par
seconde (Go/s, GT/s). Les FLOPS portent sur les
calculs effectués, pas sur les transferts.

]]> Le nombre d'instructions entières par seconde

]]> Erreur : c'est l'unité MIPS (millions
d'instructions par seconde) qui mesure les
instructions entières. Les FLOPS visent
spécifiquement les calculs en virgule flottante.

]]> Le nombre d'opérations sur des nombres flottants effectuées par seconde

]]> Bonne réponse : un FLOPS est une opération sur des
nombres à virgule flottante (addition,
multiplication, etc.) par seconde. Les
supercalculateurs modernes atteignent plusieurs
exaflops, soit 10¹⁸ opérations flottantes par
seconde.

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