Dans ce module, les apprenants découvriront l'algèbre booléenne, fondement mathématique de tous les systèmes logiques numériques et des opérations informatiques. Les étudiants apprendront les principes et les lois de l'algèbre booléenne, et comprendront comment les opérations logiques sont effectuées dans les circuits numériques. Ce module se concentre sur les techniques de minimisation au niveau des portes logiques, en enseignant aux apprenants comment optimiser les circuits numériques en termes d'efficacité et de performances, ce qui est essentiel pour comprendre comment les ordinateurs traitent les opérations logiques et prennent des décisions.

Dans ce module, les apprenants découvriront les circuits logiques combinatoires et séquentiels, qui constituent le fondement même des systèmes numériques et de l'architecture informatique. Les étudiants apprendront à concevoir et à analyser des circuits combinatoires, dont les sorties dépendent uniquement des entrées actuelles, ainsi que des circuits séquentiels intégrant des éléments de mémoire et présentant un comportement dépendant du temps. Ce module aborde les applications pratiques de ces deux types de circuits dans les systèmes informatiques, permettant ainsi aux apprenants de comprendre comment les ordinateurs effectuent des opérations arithmétiques, stockent des informations, conservent leur état et exécutent des opérations dépendantes du temps, indispensables à l'exécution des programmes.

Dans ce module, les apprenants se plongeront dans les principes fondamentaux de l'organisation et de l'architecture des ordinateurs, afin de comprendre comment les composants matériels fonctionnent ensemble pour former un système informatique complet. Les étudiants exploreront la structure et l'interconnexion des principaux composants informatiques, notamment le processeur (CPU), la hiérarchie de la mémoire, les systèmes d'entrée-sortie et les bus. Ce module permet de comprendre comment les choix architecturaux influencent les performances et les fonctionnalités du système, préparant ainsi les apprenants à saisir la relation entre la conception matérielle et l'exécution logicielle dans les systèmes informatiques modernes.

Dans ce module, les apprenants découvriront l'architecture du jeu d'instructions (ISA) du LC-3 (Little Computer 3), un modèle d'ordinateur simplifié conçu à des fins pédagogiques. Les étudiants exploreront le jeu d'instructions du LC-3, ses modes de fonctionnement et le format du langage machine, acquérant ainsi une expérience pratique de la manière dont les processeurs décodent et exécutent les instructions. Ce module offre une base concrète pour comprendre la conception et le fonctionnement des processeurs, comblant ainsi le fossé entre les concepts théoriques de l'architecture informatique et les détails pratiques de mise en œuvre indispensables à la programmation en langage assembleur.

Dans ce module, les apprenants s'initieront à la programmation pratique en langage assembleur à l'aide du jeu d'instructions LC-3, en mettant en application leurs connaissances en architecture informatique dans le cadre d'exercices pratiques de codage. Les étudiants apprendront à écrire, déboguer et optimiser des programmes en langage assembleur, tout en comprenant le lien direct entre les concepts de programmation de haut niveau et les opérations machine de bas niveau. Ce module aborde les techniques de programmation essentielles en langage assembleur, permettant ainsi aux apprenants de comprendre comment les compilateurs traduisent le code de haut niveau en instructions machine, et en quoi l'efficacité de l'exécution d'un programme dépend de la compréhension des capacités matérielles sous-jacentes.