Systèmes et architectures avancées

Systèmes et architectures avancées   GTI4109

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Durée totale du cours: 30H

Semestre : 1

Nombre de crédits : 2

Modules spécialisés	Modules de base	Sciences et techniques de l'ingénierie	Préparation à la carrière professionnelle
		X

 

Nombre d’heures		Activités hors classe
30		18
cours	TD		TP
15	15

 

Code : GTI4109          Systèmes et architectures avancées

Objectifs d’apprentissage et compétences visées

La présente unité traite les technologies et architectures matérielles présentes dans les ordinateurs contemporains. Les points discutés dans le cours sont en relation avec les avancées atteintes du point de vue organisations, architectures et technologies adoptées par les ordinateurs et par leurs composants. Les travaux pratiques de ce cours sont une opportunité de découvrir les méthodes de programmation permettant de bénéficier de la puissance des composants matériels. A La fin de ce module, l’étudiant doit : Connaître les principales technologies des ordinateurs contemporains. Être capable de caractériser plusieurs types d’architectures matérielles. Savoir bénéficier des puissances de chaque architecture.

Contenu :

Semaine 1-2: Introduction aux systèmes et architectures avancées Concepts de base des systèmes et architectures : rôles, composants et interactions. Évolution des systèmes informatiques et rôle dans les télécommunications. Tendances actuelles et futures des architectures matérielles et logicielles. Semaine 3-4: Architectures de processeurs avancées Architecture RISC vs CISC. Pipelining et exécution superscalaire. Mémoires cache et hiérarchie mémoire. Prédiction de branchement et techniques d'optimisation de performance. Semaine 5-6: Systèmes d'exploitation distribués Principes des systèmes distribués. Communication inter-processus et synchronisation. Gestion de ressources dans un environnement distribué. Tolérance aux pannes et redondance. Semaine 7-8: Virtualisation et Cloud Computing Concepts de virtualisation : machines virtuelles (VM) et conteneurs. Technologies de virtualisation : VMware, KVM, Docker. Cloud Computing : modèles de services (IaaS, PaaS, SaaS) et avantages pour les télécommunications. Semaine 9-10: Réseaux définis par logiciel (SDN) et Fonctions réseau virtuelles (NFV) SDN : séparation du plan de contrôle et du plan de données. Contrôleurs SDN, protocoles (OpenFlow) et cas d'utilisation. NFV : virtualisation des fonctions réseau pour une flexibilité accrue. Applications des concepts SDN et NFV dans les réseaux de télécommunications. Semaine 11-12: Architecture des systèmes embarqués Principes des systèmes embarqués. Microcontrôleurs et microprocesseurs pour les systèmes embarqués. Conception de systèmes embarqués en temps réel. Applications des systèmes embarqués dans les dispositifs de télécommunications. Semaine 13-14: Sécurité des systèmes et architectures Menaces de sécurité dans les systèmes complexes. Mécanismes de sécurité : chiffrement, authentification, contrôle d'accès. Sécurité des systèmes embarqués et des objets connectés. Considérations de sécurité pour les réseaux et les communications. Semaine 15-16: Études de cas et projets Études de cas réels mettant en œuvre les concepts abordés dans le cours. Projets individuels ou en groupe impliquant la conception, la mise en œuvre ou l'analyse de systèmes avancés liés aux télécommunications.

Méthodes d’enseignement et d’apprentissage

Enseignement frontal (magistral) avec des exemples à résoudre en commun. Exercices théoriques et études de cas (présentation et discussion). Travaux pratiques (laboratoire) Travaux à faire à domicile (mini-projet, compte-rendu, …)

Connaissances et compétences pré-requises

Architectures des ordinateurs Programmation C

Références bibliographiques

Un polycopié (Notes du cours) de l’enseignant sera disponible. Autres références sous forme de tutoriaux, manuels ou documents à télécharger Les recommandations bibliographiques suivantes doivent être considérées : Douglas E. Comer, « Essentials of Computer Architecture », Pearson, 2005, 394p, ISBN : 0- 13-149179-2. David A. Patterson & John L. Hennessy, « Computer Organization and Design, The Hardware / Software Interface », Morgan Kaufmann, Fourth edition 2009, 912p, ISBN : 0123744938 9780123744937.

Modalité d’évaluation

40% Contrôle continu (Test, Assiduité, Devoir surveillé, travaux non présentiels, …) 60% Examen semestriel

Résultats d'apprentissage :

Après avoir réussi ce cours, les étudiants seront capables de : Compréhension des architectures avancées : Comprendre les principes fondamentaux des systèmes informatiques et des architectures avancées, ainsi que leur rôle dans le domaine des télécommunications. Connaissance des architectures de processeurs : Expliquer les concepts de pipelines, d'exécution superscalaire et de hiérarchie mémoire dans les architectures de processeurs. Gestion de systèmes d'exploitation distribués : Concevoir et administrer des systèmes d'exploitation distribués en utilisant des mécanismes de communication inter-processus et de synchronisation. Maîtrise des technologies de virtualisation : Utiliser des technologies de virtualisation telles que les machines virtuelles et les conteneurs pour la gestion efficace des ressources et des applications. Application de SDN et NFV : Mettre en œuvre des réseaux définis par logiciel (SDN) et des fonctions réseau virtuelles (NFV) pour améliorer la flexibilité et l'efficacité des réseaux de télécommunications. Conception de systèmes embarqués : Concevoir et développer des systèmes embarqués en utilisant des microcontrôleurs et des microprocesseurs, en tenant compte des contraintes temps réel. Sécurité des systèmes et architectures : Appliquer des mécanismes de sécurité tels que le chiffrement, l'authentification et le contrôle d'accès pour protéger les systèmes contre les menaces. Analyse des tendances technologiques : Évaluer les tendances actuelles et futures en matière d'architectures matérielles et logicielles, ainsi que leur impact sur les télécommunications. Analyse et résolution de problèmes : Identifier et résoudre efficacement les problèmes liés aux systèmes et aux architectures avancées, en utilisant des méthodes de dépannage et de diagnostic appropriées. Conception et intégration : Intégrer les concepts d'architectures avancées dans la conception de systèmes de télécommunications, en tenant compte des besoins spécifiques du domaine. Travail en équipe : Collaborer avec d'autres membres de l'équipe pour résoudre des problèmes complexes liés aux systèmes et architectures avancées. Pensée critique et créativité : Appliquer une pensée critique et créative pour concevoir et optimiser des solutions innovantes dans le domaine des systèmes et architectures. Présentation et communication : Communiquer efficacement les concepts complexes liés aux systèmes et architectures avancées à travers des rapports, des présentations et des discussions.