ajouts dossier von_Neumann, assets et fichier audio quantique

architecture/von_Neumann/README.md

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+## Architecture Von Neumann
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+### Avant la calculatrice...le calculateur !
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+Comme vu précédemment, l'informatique est avant tout une histoire de calcul et de ...philosophie !
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+Avant d'en arriver aux ordinateurs que nous utilisons quotidiennement, la technologie aura bien évoluée :
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+De la machine analytique de Charles Babbage à la machine de Turing, pourquoi l'informatique a t-elle évoluée ?
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+Après la machine de Babbage, [Alan Turing](https://fr.wikipedia.org/wiki/Alan_Turing) a probablement permis la plus grande avancée :
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+Il s'agit d'une machine virtuelle qu'on l'appelle [machine de Turing](https://fr.wikipedia.org/wiki/Machine_de_Turing).
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+Le vrai problème de cette machine de Turing est qu'elle ne peut faire qu'une chose : calculer. Il faut une machine entièrement dédiée pour effectuer ces calculs.
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+Turing imagine alors écrire sur le ruban la procédure à suivre : c'est le début de la **virtualisation** : les programmes deviennent des données comme les autres et une unique machine peut devenir **universelle** et réaliser n'importe quel calcul.
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+En 1945, **[Von Neuman](https://fr.wikipedia.org/wiki/John_von_Neumann)**,  invente un modèle qui définit un schéma d'ordinateur que l'on utilie toujours aujourd'hui :  une structure de stockage unique pour conserver à la fois  les instructions et les données demandées ou produites par le calcul. 
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+> Avec l'arrivée des odinateurs quantiques, ce modèle est probablement voué à disparaître prochainement.
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+[![architecture Van Neuman - source wikipédia - GNU ](../assets/von_neumann.png)](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/01/Von_Neumann_architecture_fr.svg/420px-Von_Neumann_architecture_fr.svg.png)
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+L’**architecture de Van Neumann** décompose l’ordinateur en 4 parties distinctes :
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+- l’**[unité arithmétique et logique](https://fr.wikipedia.org/wiki/Unité_arithmétique_et_logique)** ou unité de traitement : son rôle est d’effectuer les opérations de base.
+- l’**[unité de contrôle](https://fr.wikipedia.org/wiki/Unité_de_contrôle)**, chargée du « séquençage » des opérations.
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+Ces deux premières parties sont intégrées dans ce qu'on appelle le CPU ( Central Process Unit) ou [Processeur](https://fr.wikipedia.org/wiki/Processeur)
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+- la **[mémoire](https://fr.wikipedia.org/wiki/Mémoire_(informatique))** où sont stockées les données et programmes.
+- les dispositifs d’**[entrée-sortie](https://fr.wikipedia.org/wiki/Entrées-sorties)**, pour échanger avec le monde extérieur.
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+On peut également citer les [bus](https://fr.wikipedia.org/wiki/Bus_informatique) qui sont chargés de conduire des impulsions électriques entre les différents composants.
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+ Le processeur contient l'unité arithmétique et logique, l'unité de contrôle mais aussi une petite partie de mémoire, appelée **registre** :  il s'agit de la mémoire la plus rapide d'un ordinateur.
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+### Spécificités
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+Les échanges entre la mémoire et les registres du processeur se dont via des bus selon une chronologie décidée par l'horloge et suivant le type d'échange.
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+Tous les programmes sont enregistrés dans la mémoire désormais.
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+L'adresse d'une instruction (représentée par un nombre entier) en cours de traitement est stockée dans une mémoire interne au processeur.
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+La valeur de cette instruction est également stockée dans une autre mémoire interne.
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+Enfin, le CPU stock les données d'un programme avant son utilisation dans un *banc de registre* .
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+### Le processeur
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+![processeur](../assets/processeur.jpeg)
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+L'univté arithmétique effectue des opérations *arithmétiques* telles que :
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+- additions
+- opérations
+- logiques
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+Ces opérations sont transmises en langage binaire et donc incompréhensibles pour nous. Néanmoins, il existe un langage dit ***assembleur*** qui permet, à l'aide d'outils tels que des [compilateurs](https://fr.wikipedia.org/wiki/Compilateur)  de traduire le code d'un langage de haut niveau en langage compréhensible pour un microprocesseur et inversement.
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+ Le CPU dispose d'une horloge qui cadence l'accomplissement des instructions : on utilise l'unité de mesure ***cycle*** pour mesurer le nombres d'instructions à la seconde.
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+La fréquence d'un processeur correspond donc au nombre de cycles que celui-ci peut réaliser par seconde.
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+> Nos processeurs actuels sont cadencés à plusieurs GHz : plusieurs milliards de cycles d'horloges par seconde.
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+Jusqu'à 2005, la fréquence des processeurs évoluait de manière continuelle. Depuis, c'est plus compliquée : la chaleur produite par les puces devenait trop importante et perturbait la lecture des tensions. Il a donc fallu passer par l'augmentation des coeurs dans le processeur.
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+![frequences](../assets/evolution_freq.png)
+
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+> Un cycle représente cinq actions :
+>
+> - Lire l'instruction (LI)
+> - Décoder l'instruction (DI)
+> - Executer l'opération (EX)
+> - Accéder à la mémoire (M)
+> - Écrire le résultat dans les registres (ER)
+
+
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+Enfin, le processeur n'execute pas les instructions de manière séquentielle : il le fait simultanément pour différentes instructions qui sont à différentes étapes de leur traitement : on appelle ce principe *pipeline d'instructions*
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+| 1    | 2    | 3    | 4    | 5    | 6    | 7    | 8    | 9    |
+| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
+| LI   | DI   | EX   | M    | ER   |      |      |      |      |
+|      | LI   | DI   | EX   | M    | ER   |      |      |      |
+|      |      | LI   | DI   | EX   | M    | ER   |      |      |
+|      |      |      | LI   | DI   | EX   | M    | ER   |      |
+|      |      |      |      | LI   | DI   | EX   | M    | ER   |
+
+Dans ce tableau, nous avons cinq instructions : il nous faudrait vingt-cinq (25) cycles en théorie.
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+Ici, il ne nous en faut que neuf (9).
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+### Pour la culture ...
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+- Les constructeurs de processeurs avaient deux méthodes simples pour augmenter les performances :
+  - Reduire la taille des composants (Entre 10 et 5 nanomètres aujourd'hui)
+  - Augmenter la fréquence d'horloge
+-  Le constructeurs font en sorte de s'aligner sur ce qu'on appelle la **[loi de Moore](https://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_Moore)** pendant très longtemps : le nombre de transistors présents sur un processeur ne fait que doubler chaque année depuis 1975. 
+-  Limite physique : on ne peut plus réduire les composants car des problèmes physiques sont apparus.
+
+- L'augmentation des fréquences entraine une augmentation de la consommation électrique : une augmentation par deux des performances multiplie la consommation par...huit (8) !!
+  - Quels problèmes cela pose t-il ?
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+Pour poursuivre la course à la performance il faut donc trouvez d'autres solutions :
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+- Les microprocesseurs actuels embarquent plusieurs *coeurs*, c'est à dire plusieurs processeurs dans le processeurs.
+  - En réalité, le gain n'est obtenu que pour les applications spécifiquement programmé pour utilisés cette architecture et travailler en *parallèle* 
+- D'autres architectures apparaissent également, même si elles ne sont pas encore tout à fait au point, du moins pour le grand public :
+  - l'[ordinateur quantique](https://fr.wikipedia.org/wiki/Calculateur_quantique) que les scientifiques étudient depuis les années 1990 et qui fait des progrès impressionnant depuis quelques années.
+  - moins connu, l'[ordinateur ADN](https://fr.wikipedia.org/wiki/Ordinateur_à_ADN), un ordinateur non non électronique actuellement explorées pour résoudre des problèmes combinatoires.
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+Sources :
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+- [Wikipedia](https://fr.wikipedia.org/wiki/Wikip%C3%A9dia:Accueil_principal)
+- [Christophe Mieszczak](https://framagit.org/tofmzk/informatique_git/-/blob/master/premiere_nsi/architecture/microprocesseurs/architecture_van_neuman.md)
+- [France Culture](https://www.franceculture.fr/emissions/la-question-du-jour/a-quoi-sert-un-ordinateur-quantique)
+- [INRIA](https://www.inria.fr/fr/comment-fonctionne-un-ordinateur-quantique)
+- Manuel de spécialité NSI, éditions Hatier
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