Électronique numérique - Maîtriser les circuits logiques

Objectifs d'apprentissage

• Maîtriser les concepts fondamentaux de l'électronique numérique, y compris la représentation des données et les systèmes numériques.
• Comprendre et appliquer les principes de la logique combinatoire et séquentielle pour concevoir des circuits numériques.
• Apprendre les méthodes de simplification des fonctions logiques, notamment la méthode de Quine-McCluskey.
• Acquérir des connaissances sur l'architecture de base d'un ordinateur, y compris le processeur, la mémoire et les interfaces d'entrées/sorties.
• Développer des compétences en algorithmique et en programmation pour concevoir des solutions logicielles efficaces.
• Savoir synthétiser un circuit séquentiel synchrone et comprendre son fonctionnement dans un système numérique.

Public cible

Ce cours s'adresse principalement aux étudiants en génie électrique, informatique ou en sciences de l'ingénieur, ainsi qu'aux professionnels souhaitant approfondir leurs connaissances en électronique numérique. Les apprenants doivent avoir des bases en mathématiques et en électronique de base pour tirer pleinement profit de ce cours. Il convient également aux passionnés de technologie désireux de comprendre le fonctionnement interne des systèmes numériques modernes.

Contenu détaillé

1. Représentation des données

Cette section couvre les fondamentaux de l'électronique numérique, en commençant par une introduction aux systèmes numériques et à la représentation des données. Les étudiants apprendront les éléments de la logique combinatoire, y compris les portes logiques et les tables de vérité. Les méthodes de simplification des fonctions combinatoires, telles que les diagrammes de Karnaugh et la méthode de Quine-McCluskey, seront expliquées en détail. Enfin, la logique séquentielle et la synthèse de circuits synchrones seront abordées pour comprendre les systèmes plus complexes.

2. Introduction à l'architecture

Cette partie du cours explore l'architecture des ordinateurs, en commençant par une vue d'ensemble des principes de fonctionnement. Les étudiants découvriront l'organisation de la mémoire centrale, la circulation de l'information dans un calculateur et le rôle du processeur central. Les différents types de mémoires (RAM, ROM, cache) seront étudiés, ainsi que le fonctionnement du microprocesseur Intel 8086 comme exemple concret. Les interfaces d'entrées/sorties et leur importance dans la communication entre les composants seront également discutées.

3. Algorithmique et langages évolués

La dernière section se concentre sur l'algorithmique et la programmation. Les étudiants apprendront à concevoir des algorithmes efficaces et à évaluer leur qualité en termes de complexité et d'optimisation. Les concepts de base de la programmation et des langages évolués seront introduits, avec un accent sur leur application dans le développement de solutions logicielles pour les systèmes numériques. Des exercices pratiques permettront de renforcer ces compétences.

Méthodologie

Le cours combine des enseignements théoriques avec des travaux pratiques pour une compréhension approfondie. Des exercices de conception de circuits logiques, des simulations numériques et des projets de programmation seront proposés pour appliquer les concepts appris. Des ressources supplémentaires, telles que des vidéos explicatives et des études de cas, seront disponibles pour soutenir l'apprentissage.

Résultats attendus

À la fin du cours, les étudiants seront capables de concevoir et d'analyser des circuits numériques, de comprendre l'architecture des ordinateurs et de développer des algorithmes efficaces pour résoudre des problèmes techniques. Ils auront également acquis des compétences pratiques en simulation et en programmation, essentielles pour une carrière dans l'ingénierie numérique.