Les structures de l'électronique numérique reposent toutes sur des composants appelés transistors.

Les transistors s'apparentent à des interrupteurs qui laissent passer ou non le courant électrique. L'utilisation de transistors complémentaires (quand l'un laisse passer le courant, l'autre le bloque) permet d'obtenir des cellules unitaires qui délivrent soit un niveau logique "0" ou un niveau logique "1". Ce fonctionnement binaire - on parle de logique binaire -explique le fait que l'on utilise la base 2 pour coder des programmes informatiques.

Le bit :

De l'anglais binary digit, le bit décrit une variable n'ayant que deux états possibles.

Par exemple : Un nombre peut être pair ou non.

Lorsque des combinaisons intermédiaires sont nécessaires, on associe plusieurs bits pour obtenir des variables de valeurs plus grandes.

Un peu d'histoire....

Le premier microprocesseur, le 4004 d'INTEL était capable de traiter des données de 4 bits (un quartet).

Avec un quartet, une variable pouvait avoir 16 valeurs différents (2 puissance 4).

Pour représenter ces valeurs sur un caractère, on a fait appel au code hexadécimal.

Mais très vite, on s'est aperçu que 4 bits était très limitatif tant en nombre de valeurs, qu'en temps de calcul.

Les microprocesseurs qui ont suivi le 4004 (6800 de Motorola, Z80 de Zilog, 6805 de Fairchild, 8008 d'Intel....) furent dotés de calculateurs de 8 bits, multipliant par l'occasion les temps de calcul par 2 ou 3.

L'octet

Avec un octet - 8 bits - une valeur peut représenter 256 valeurs différentes (2 à la puissance 8).

Par exemple la couleur d'un pixel à l'écran est caractérisée par 3 variables qui sont ROUGE, VERT et BLEU. Ainsi la couleur jaune est définie par ROUGE=255=$FF  VERT=$FF=255 et BLEU = $00=0

Remarque : pour signaler un mot hexadécimal, on utilise la lettre $ ou h ou 0x.

Exemple $FF=FFh=0xFF 

 

On appelle structure combinatoire, l'association d'éléments logiques pour lesquels un changement d'une variable d'entrée introduit immédiatement un changement possible de la sortie.

Exemple :

Soit un coffre fort disposant de quatre boutons. Si chaque bouton est positionné sur la bonne valeur, le coffre s'ouvre. L'ordre de manipulation n'a aucune importance. L'ouverture est simplement conditionnée par la bonne combinaison.

Il s'agit d'un fonctionnement combinatoire.

 

 

 

Les portes logiques sont des structures combinatoires. 

On appelle structure séquentielle, l'association d'éléments logiques faisant intervenir la notion de mémoire et d'états précédents pour provoquer le changement d'état de sortie de la structure.

Exemple :

Une carte bancaire dispose d'un code secret de 4 chiffres. L'ordre de saisi à son importance. Pour que le code soit accepté, il faut que les 4 numéros soient exacts et saisis dans l'ordre.

Il s'agit d'un fonctionnement qui respecte une séquence. Il s'agit d'un fonctionnement séquentiel.

 

  Les registres, les bascules logiques, les compteurs sont des structures séquentielles