Utilisateur:Genius um/Oral Brevet Version 2

Script pour l'oral (Objectif : 5 minutes)

Diapositive 1 - Titre

(0 sec) Bonjour Madame, Monsieur le jury. Je m'appelle Gabriel Fabre, je suis en 3ème B, et aujourd'hui je vais vous présenter le microprocesseur LC-3 dans le cadre de mon oral du brevet. C'est un sujet qui touche à l'informatique et au fonctionnement interne des ordinateurs. (15 sec) [Clic]

Diapositive 2 - Sommaire

(20 sec) Voici le plan que je vais suivre : Je commencerai par une présentation générale du LC-3. Ensuite, j'aborderai quelques notions de base nécessaires pour comprendre son fonctionnement. Puis, je détaillerai son architecture interne et son jeu d'instructions. Je terminerai par ses applications, ses limites, et une brève conclusion. (35 sec) [Clic]

Diapositive 3 - Présentation du microprocesseur

(40 sec) Alors, qu'est-ce que le LC-3 ? Son nom signifie "Little Computer 3". C'est un microprocesseur théorique, conçu avant tout pour l'enseignement. Il a été développé par Yale Patt et Sanjay Patel. Son but principal n'est pas d'être utilisé dans nos ordinateurs de tous les jours, mais d'être un outil pédagogique simple et minimaliste pour apprendre comment fonctionne un processeur. Il est beaucoup utilisé dans les universités, notamment aux États-Unis, souvent avec le livre Introduction to Computing Systems. (1 min 10 sec) [Clic]

Diapositive 4 - Notions essentielles : Hardware / Software

(1 min 15 sec) Pour bien comprendre, rappelons juste la différence entre Hardware et Software. Le Hardware, c'est la partie matérielle, physique : les cartes électroniques, les puces, les disques durs, comme ce circuit imprimé. Le Software, ce sont les programmes, les instructions, le code, comme un bout de programme ou une ligne de commande. Le microprocesseur fait partie du Hardware, mais il exécute le Software. (1 min 35 sec) [Clic]

Diapositive 5 - Concepts : Architecture de von Neumann

(1 min 40 sec) La plupart des ordinateurs, y compris le LC-3, suivent une architecture standard dite "de von Neumann". Elle repose sur quelques éléments clés : le CPU (le processeur) qui exécute les instructions ; la Mémoire qui stocke les données et les programmes ; un Bus Système qui transporte les informations entre les composants ; et des unités d'Entrée/Sortie pour interagir (clavier, écran...). (2 min 00 sec) [Clic]

Diapositive 6 - Notions : Mémoire, Registres, Bus

(2 min 05 sec) Plus précisément : la Mémoire est une grande zone de stockage où chaque information a une adresse unique. Les Registres sont de petites zones de mémoire très rapides situées à l'intérieur du processeur pour un accès immédiat aux données en cours de traitement. Et le Bus de données est comme une autoroute qui permet à toutes ces données de circuler entre le CPU, la mémoire et les autres parties. (2 min 25 sec) [Clic]

Diapositive 7 - Principe de fonctionnement

(2 min 30 sec) Comment fonctionne concrètement un microprocesseur comme le LC-3 ? Son rôle est de lire et exécuter les instructions d'un programme, de faire des calculs, et de gérer les données. Pour cela, il suit un cycle appelé Fetch-Decode-Execute :

• Fetch : Il va chercher (récupérer) la prochaine instruction à exécuter dans la mémoire.
• Decode : Il analyse l'instruction pour comprendre ce qu'il doit faire.
• Execute : Il réalise l'opération demandée, par exemple un calcul dans l'ALU (Unité Arithmétique et Logique) ou un accès à la mémoire.

Et ce cycle recommence très rapidement, rythmé par une horloge. (3 min 00 sec) [Clic]

Diapositive 8 - Architecture détaillée du LC-3 : Schéma

(3 min 05 sec) Voici une vue plus détaillée de l'intérieur du LC-3. On voit les différents blocs connectés. Ce schéma peut paraître complexe, mais on y retrouve les éléments dont j'ai parlé. Par exemple, l'ALU, ici, qui effectue les opérations (additions, opérations logiques ET/OU/NON). Elle prend des données en entrée (souvent depuis les registres) et produit un résultat. Elle met aussi à jour des indicateurs (les "flags" N, Z, P) pour savoir si le résultat est négatif, zéro ou positif. (3 min 30 sec) [Clic]

Diapositive 9 - Structure interne : CU et Registres

(3 min 35 sec) Deux autres éléments importants sont : l'Unité de Contrôle (CU), qui est le chef d'orchestre qui décode les instructions et envoie les bons signaux aux autres composants. Et les Registres : le LC-3 en a 16, de 16 bits chacun. Huit sont généraux (R0 à R7), et d'autres sont spécifiques comme le PC (Program Counter) qui contient l'adresse de la prochaine instruction, et l'IR (Instruction Register) qui contient l'instruction en cours d'exécution. (3 min 55 sec) [Clic]

Diapositive 10 - Structure interne : Mémoire et Bus

(4 min 00 sec) Côté mémoire, le LC-3 utilise des adresses de 16 bits, ce qui lui permet de gérer jusqu'à 64 Kilo-octets de mémoire. Les données sont aussi stockées sous forme de mots de 16 bits. Le bus système relie tout cela pour transférer les adresses, les données et les signaux de contrôle (lecture, écriture). (4 min 15 sec) [Clic]

Diapositive 11 - Jeu d'instructions : Aperçu

(4 min 20 sec) Pour dire au LC-3 quoi faire, on utilise son jeu d'instructions. Ce sont les opérations de base qu'il comprend. Il y en a pour faire des additions (ADD), charger des données (LD), les stocker (ST), faire des sauts dans le programme (JMP), etc. (4 min 30 sec) [Clic]

Diapositive 12 - Types d'instructions

(4 min 35 sec) Ces instructions sont codées sur 16 bits. Elles couvrent les opérations arithmétiques et logiques de base, les accès à la mémoire, et le contrôle du déroulement du programme. Mais attention, c'est une architecture minimaliste : il n'y a pas d'instruction directe pour soustraire, multiplier ou diviser (il faut les simuler), et il ne gère que les nombres entiers. (4 min 50 sec) [Clic]

Diapositive 13 - Applications et cas d'utilisation

(4 min 55 sec) Donc, à quoi sert le LC-3 ? Principalement à l'éducation en informatique, électronique ou génie logiciel. On l'utilise avec des simulateurs, comme lc3tools, pour faire des travaux pratiques. Il peut aussi servir pour tester des idées simples en architecture (recherche). Ses limites sont claires : il est lent, pas optimisé, et le format 16 bits n'est plus courant dans l'industrie actuelle. (5 min 15 sec) [Clic]

Diapositive 14 - Conclusion

(5 min 20 sec) Pour conclure, le LC-3 est un microprocesseur théorique, conçu pour l'apprentissage. Il n'est pas utilisé dans nos appareils, mais il est parfait pour comprendre les bases du fonctionnement d'un ordinateur car il est simple et accessible. Personnellement, étudier ce sujet m'a permis de mieux visualiser comment les instructions se transforment en actions concrètes dans une machine, et cela renforce mon intérêt pour l'informatique, qui est une voie que j'envisage pour mon orientation. (5 min 45 sec) Je vous remercie pour votre attention. Si vous avez des questions, je suis prêt à y répondre. Fin du script