| Semestre 3 | CM | TD | TP | Crédits |
| UEI7 (Fondamentale) | 14 | |||
Architecture des Ordinateurs | 1h30 | 1h30 | 5 | |
Algorithmique et Structures de Données 1 | 3h00 | 1h30 | 1h30 | 5 |
Systèmes d’Information | 1h30 | 1h30 | 4 | |
| UEI8 (Fondamentale) | 12 | |||
Analyse Numérique | 1h30 | 1h30 | 4 | |
Probabilités Statistiques | 1h30 | 1h30 | 4 | |
Logique Mathématique | 1h30 | 1h30 | 4 | |
| UEI9 (Méthodologique) | 4 | |||
Anglais 3 | 1h30 | 2 | ||
IHM (Option) | 1h30 | 2 | ||
CONTENUS PEDAGOGIQUES :
UEI7 (Fondamentale) 14 crédits
Architecture des Ordinateurs (5 crédits)
Objectif :
Le module se décompose en trois grandes parties : La première partie porte sur l'architecture externe d'un processeur 32 bits, et insiste sur la définition de l'interface matériel / logiciel et la programmation en assembleur. On illustre les concepts sur l'exemple du processeur industriel MIPS R3000. La seconde partie consiste en un rappel des fondements théoriques des systèmes matériels numériques synchrones. La troisième partie présente l'architecture interne du processeur MIPS R3000, dans une réalisation micro-programmée. On peut résumer les objectifs de la façon suivante :
- Présenter les organes principaux d'un ordinateur et leurs interactions : Processeur, Mémoire, Organes Périphériques.
- Définir l'interface matériel / logiciel et introduire les concepts de langage machine et de langage d'assemblage. Initier les étudiants à la programmation en langage d'assemblage.
- Expliciter les étapes de la transformation d'un programme écrit dans un langage procédural tel que le langage C en un code exécutable en langage machine. (on va jusqu'à la description fine de l'utilisation de la pile pour les appels et retours de procédures. • Décrire les mécanismes matériels permettant à un processeur de supporter un fonctionnement multi-tâches sous le contrôle d'un superviseur, ainsi que le mécanisme général de traitement des interruptions.
- Démystifier l'objet microprocesseur en analysant l'architecture interne d'un processeur microprogrammé (découpage partie contrôle / partie opérative et réalisation de la partie contrôle comme un automate d'états synchrone).
- Initier les étudiants aux techniques de microprogrammation, très largement utilisées dans les systèmes informatiques industriels.
Programme :
- La machine de Von Neuman. Les relations entre le processeur et la mémoire. Le concept d'instruction et de langage machine. La représentation des différents types de données en mémoire.
- Architecture externe du microprocesseur 32 bits MIPS R3000 : Les registres visibles du logiciel. L'adressage et la structuration de l'espace adressable. Le langage d'assemblage du processeur MIPS R3000.
- La programmation structurée et les appels de procédures : L'utilisation de la pile pour les variables locales, les sauvegardes de contextes, et le passage des paramètres. Le rôle du compilateur et le partage des tâches entre le matériel et le logiciel.
- Les deux modes utilisateur / superviseur comme support matériel au fonctionnement multi-tâches et multi-utilisateurs : Le rôle du système d'exploitation. Le traitement des interruptions, exceptions et trappes.
- Architecture générale d'un ordinateur moderne. Rôle des mémoire cache et hiérarchie mémoire. Communications entre le processeur et les organes périphériques. Rôle du bus système et mécanismes d'entrées/sorties.
- Algèbre de Boole. Simplification des sommes, des produits booléens. Correspondance entre expressions booléennes et implantation matérielle. Réalisation des principaux opérateurs combinatoires.
- Logique séquentielle. Modélisation des systèmes numériques synchrones, réalisation des registres et mémoires. Notions de temps de propagation / temps de réétablissement / temps de maintien.
- Théorie des automates d'état synchrones comme modèle général des systèmes numériques synchrones. Synthèse et implantation matérielle des automates de Moore et de Mealy.
- Architecture interne du microprocesseur MIPS R3000 microprogrammé : Décomposition entre partie opérative et microséquenceur centralisé. Principe de la microprogrammation.
- Description structurelle complète de la partie opérative du processeur : registres, opérateurs de calcul, bus de communications, en utilisant les opérateurs matériels introduits dans la seconde partie du cours.
- Modélisation et réalisation du micro-séquenceur comme un automate d'état synchrone. Correspondance entre microprogramme et automate. Microprogrammation effective de quelques instructions.
Référence bibliographique :
- Architecture des ordinateurs : Interface Matériel / Logiciel David Patterson / John Hennessy.
Algorithmique et Structures de données 1 (5 crédits)
Objectif:
Comprendre les notions d'algorithme, de structure de données et de complexité. Sensibiliser à la notion de preuve d'algorithme. Montrer l'impact du choix des structures de contrôle et des structures de données sur la complexité. Acquérir la connaissance des structures de données de base et des algorithmes de base sur les tris, les arbres, et les graphes. Acquérir un savoir-faire théorique et pratique sur ces notions à travers Cours, TDs et TP.
Programme :
- Notion d'algorithme et preuve d'algorithme.
- Complexités d'un algorithme.
- Structures séquentielles: piles, files et listes.
- Structures hiérarchiques: arbres.
- Structures hiérarchique: arbres binaires de recherche.
- Structures hiérarchiques : Les tas.
- Structure en table: Hachage.
- Introduction aux graphes: définitions, connexités, représentations, graphes particuliers.
- Parcours de graphes: cas des graphes non orientés; parcours particuliers: en profondeur et largeur.
- Parcours de graphes: cas des graphes orientés; parcours particuliers: en profondeur et largeur.
- Algorithme de Dijkstra.
Références bibliographiques:
- Introduction to Algorithms; Cormen, Leiserson et Rivest; Wiley
- Eléments d'Algorithmique; Berstel, Beauquier et Chrétienne; Masson
- Types de données et algorithmes; Gaudel, Froidevaux et Soria; INRIA
Systèmes d’Information (4 crédits)
Objectif :
Ce cours s’articule autour de trois parties essentielles : le monde de l’entreprise, les outils d’analyse fondamentaux et l’introduction aux systèmes d’information.
Programme :
- L’entreprise (différentes formes de structure, principales fonctions de l’entreprise, les différentes sous systèmes de l’entreprise).
- Les outils d’analyse (notion d’information, représentation de l’information, codification, contrôle, coût de stockage et de transport de l’information, confidentialité).
- Fichiers.
- Introduction aux systèmes d’information (rôle, place, cycle de vie).
- Notions de méthodes d’analyse et de conception d’un SI.
Références bibliographiques :
- J.L. Lemoigne. La théorie du système général. PUF
- V. Bertalanfy. Théorie générale des systèmes. Dunod.
- X. Castellani. Méthode générale d’analyse d’une application informatique. Tome2.
UEI8 (Fondamentale) 12 crédits
Analyse numérique (4 crédits)
- Notions d’erreurs.
- Approximation et interpolation polynomiale.
- Dérivation et intégration numérique.
- Résolution des systèmes linéaires.
- Résolution d’équations et systèmes non linéaires.
Probabilités Statistiques (4 crédits)
Théorie des Probabilités.
- Couple de variables aléatoires, étude du cas gaussien, conditionnement indépendance.
- Etude élémentaire d'un couple de variables aléatoires discrètes, extension à des variables aléatoires absolument continues, indépendance.
- Convergences (presque sûre, en probabilité, en loi).
Statistique inférentielle
- Echantillonnage:
- constitution des échantillons,
- distributions d'échantillonnage.
- Estimation:
- théorie élémentaire,
- estimation ponctuelle et par intervalle de confiance.
- Tests d'hypothèses:
- introduction à la théorie des tests,
- comparaison de deux moyennes,
- comparaison de deux proportions.
Logique Mathématique (4 crédits)
- Calcul des prédicats : Interprétation, consistance, validité.
- Systèmes axiomatiques.
- Correction, complétude, compacité.
- Théorème de Lowenheim-Skolem.
- Résolution : Bases et interprétation de Herbrand. Skolemisation. Théorème de Herbrand.
- Unification. Méthode de résolution.
- Calculabilité : Modèles de calcul. Fonctions récursives, thèse de Church.
- Numérotation de Godel et interprète universel.
- Technique élémentaires de la calculabilité. Problèmes décidables.
La source: Commission Nationale Mathématiques Informatique.