Chapitre 1
L’Informatique
Définition
de l’Association française de normalisation : « Ensemble des
disciplines scientifiques et techniques, spécifiquement applicable au
traitement d’information, effectué notamment par des moyens automatiques ».
Définition
de l’Académie française : « Science du traitement
rationnel, notamment par machine automatique, de l’information
considérée comme le support des connaissances et communications
dans les domaines technique, économique et social ».
Dans la langue
courante l’informatique tend à recouvrir toutes les techniques
d’utilisation d’ordinateurs, qui est une traduction du terme américaine
«computer science».
On appelle
information tout ce qui réduit l’incertitude.
Dans la langue
courante on confond souvent le terme «informatique» et le terme
«donnée».
·
La donnée est une
représentation codée.
·
L’information c’est la
signification que l’homme attribue à la donnée.
Strictement on
doit dire : « L’ordinateur traite les données et l’homme,
seul, traite l’information. Mais on utilise le terme «information» comme un
ensemble des données. Une information est contenue dans un message (ex.
texte, nombres, image son etc.) qui est enregistré sur un support
physique (ex. papier, disquette).
En informatique
«traiter l’information» c’est effectuer les opérations suivantes :
·
Collecte des données
–remplir un bon de livraison
·
Saisie – coder l’information
sur un support
·
Contrôle et
modification – par exemple reproduire, classer, sélectionner, calculer.
·
Stockage et
mémorisation – en général sur des supports
magnétiques ou optiques.
·
Diffusion des
résultats – sur des supports papier, vidéo etc.
·
Transmission – ceci concerne
à la fois les données et les résultats.
Tout ce que
permet de réaliser ces opérations (moyens matériels,
organisation) constitue le système informatique.
La machine
automatique doit permettre de réaliser tout ou partie des
opérations de traitement, c’est en particulier ce que pourra faire un
ordinateur.
Exemples
d’organes d’entrée :
·
clavier
·
souris
·
crayon optique (light pen)
·
écran tactile
·
manette à jeux (joystick)
·
tablette graphique
·
microphone
·
digitaliseur
·
lecteur de code-barre
·
capteur directe (scanner)
Mémoires auxiliaires :
·
bandes magnétiques
·
cassettes magnétiques
·
disquettes magnétiques / disques souples (floppy disks)
·
disques magnétiques / disques durs (fixes
et extractible)
·
disques optiques (CD ROM)
·
disques magnéto-optiques
·
mémoire flash
Organes de
communication :
·
carte réseau
·
modem
Organes de
sortie :
·
machine à
écrire
·
imprimante (printer)
à ligne, à marguerites, à matrice d’aiguilles, sans
impact, laser etc.
·
écran vidéo
·
traceur des courbes (plotter)
·
haut-parleur
·
synthétiseur
·
outils divers
L’ordinateur
est une machine programmable, c’est à dire que dans l’unité
centrale se trouve un logiciel (programme) permettant d’enchaîner les
différentes instructions que l’homme désire donner à cette
machine en fonction qu’il attend d’elle, et ainsi faire fonctionner le
matériel : matériel (hardware) et logiciel (software) n’ont
aucune utilité l’un sans l’autre.
Dans les
ordinateurs personnels l’unité de traitement est constituée dans
une puce, appelée microprocesseur. On divise la mémoire
centrale en :
·
mémoire vive (RAM),
dont le contenu peut être modifié. Elle est soit :
o
rémanente – le
contenue n’est pas détruit s’il manque d’alimentation.
o
volatile – le contenue est
effacé avec le coupe d’alimentation.
·
mémoire morte (ROM) –
dont le contenue ne peut être modifié. On ne peut que la lire.
·
tampon (buffer) –
c’est une mémoire vive intercalée entre la mémoire
principale est un organe périphérique pour stocker les
données temporairement. Les tampons sont nécessaires pour
la grande différence des vitesses de la mémoire centrale et
les périphériques.
Car la
mémoire ne peut contenir que des nombres nous allons examiner les
systèmes de représentation de nombre appelés systèmes de numération.
Le nombre est
une mesure de quantité. Le système de numération est un
moyen de présenter les nombres à l’aide de symboles
(caractères), appelés chiffres. Dans la vie quotidienne nous
utilisons le système décimal qui est un système de
numération de position parce que la valeur du nombre ne dépend
seulement des valeurs des chiffres, mais aussi du positon de chaque chiffre
dans la représentation. Si la représentation d’un
nombre est , alors le nombre actuel est
, ou q est un nombre qui s’appelle base
du système. pour le système
décimal q=10. Par exemple, le nombre 374 est en effet 4.100 +
7.101+3.102. Le nombre de différents chiffres. Le
système décimal nous permet de présenter n’importe quel
nombre à l’aide de 10 chiffres. Il est très convenable pour les
hommes et il a été établi dans les siècles précédants. Mais pour l’ordinateur la base la
plus convenable c’est 2 parce qu’on peut présenter tous les nombres
à l’aide de deux chiffres – 0 et 1. De leur coté ces chiffres
sont présentés très facilement par l’absence ou la
présence de tension ou de courant ou par l’orientation du champ
magnétique. Par exemple 101(2) = 1.20+0.21+1.22=5(10).
Pour calculer
les chiffres d’un nombre dans le système de base q examinons le
nombre qui est en effet
. On peut
présenter ce polynôme comme
.
Mais le polynôme en parenthèses est le quotient du nombre et q,
et a0 c’est le reste de la division et à la
fois il est le dernier chiffre du nombre. En répétant cette
procédure sur le quotient on va obtenir le chiffre suivant a1.
On doit continuer jusqu’au quotient devient zéro. Exemple :374 = 37.10 + 4 = (3.10+7).10+4 ® les chiffres sont 3,7 et 4. En système
binaire les chiffres sont 101110110. 374(10)= 101110110(2)=176(16)=566(8).
Dans l’informatique on utilise et les systèmes de numération de base 8(octal) et 16(hexadécimal). Ils sont très convenables pour représenter les nombres binaires, parce que 8 = 23 et 16=24, c’est à dire que chaque chiffre octal peut être remplacé par 3 chiffres binaires et chaque chiffre hexadécimal – par 4 chiffres binaires. Le tableau de correspondance et ci-dessous :
Valeur décimale |
Chiffres binaires |
Chiffres octaux |
Chiffres hexadécimaux |
0 |
0000 |
00 |
0 |
1 |
0001 |
01 |
1 |
2 |
0010 |
02 |
2 |
3 |
0011 |
03 |
3 |
4 |
0100 |
04 |
4 |
5 |
0101 |
05 |
5 |
6 |
0110 |
06 |
6 |
7 |
0111 |
07 |
7 |
8 |
1000 |
10 |
8 |
9 |
1001 |
11 |
9 |
10 |
1010 |
12 |
A |
11 |
1011 |
13 |
B |
12 |
1100 |
14 |
C |
13 |
1101 |
15 |
D |
14 |
1110 |
16 |
E |
15 |
1111 |
17 |
F |
Les nombres
sont présentés dans le système binaire. Les autres types
de données sont en auparavant codés en forme numérique et
puis stockés dans la mémoire. La mémoire nécessaire
pour stocker une chiffre binaire s’appelle «bit».
Les
caractères sont codés selon un tableau de codage. Il y en a plusieurs
mais le plus répandu d’eux et le tableau ASCII (American
Standard Code for Information Interchange). Les
caractères sont codés par les nombres de 0 à 255 (huit
chiffres binaires). Maintenant il y a un nouveau système de codage
«Unicode» qui permets de coder tous les caractères nationaux y compris
les caractères chinois et japonais en codant chaque caractère par
un nombre de 16 chiffres binaires (0 ¸ 65535).
Une image est
codée en la divisant en petits carrés appelés «pixels».
Chaque pixel est codé selon sa couleur. Si l’image est noire et blanche
il suffit un bit par pixel. Les images gris sont
codées par 8 bits par pixel. Les images couleur sont codées par
24 bits par pixel (8 bits pour chaque couleur de base – rouge, bleu, vert).
Il y a
plusieurs systèmes pour coder les sons et la musique et nous n’allons
pas examiner cette question ici.
La
mémoire centrale est divisée en unités de 8 bits
appelées octets (bytes). Les octets sont numérotés
de 0 à N-1 (N est le nombre des octets, appelé
capacité de la mémoire). Le numéro d’un octet s’appelle
son adresse. La capacité est mesurée en Ko (KB – 1024 o), Mo(MB – 1024 Ko), Go (GB – 1024Mo).
Il y a de plus
grandes unités de mémoire appelées mots machine. Un mot et
la quantité d’information qui peut être traitée à la
fois par le processeur. Par exemple les PC contemporains ont un mot de 32 bits
ou 4 octets.
Chaque ordinateur a un système
d’instructions appelé langage machine. Chaque instruction est construit par un code numérique d’instruction et
d’opérandes. Les opérandes sont des adresses dans la
mémoire ou des nombres. Par exemple l’instruction suivante peut
signifier : « additionner le contenu du mot avec adresse 2546 et le
contenu du mot avec adresse 3742 et placer le résultat dans le mot 7126.
Les
instructions du programme sont mémorisées une après
l’autre dans la mémoire et le processeur les exécute dans cette ordre. Mais il y a des instructions de branchement qui
ordonnent un saut conditionnel ou obligatoire. L’exécution continue
jusqu’à la rencontre d’une instruction FIN ou STOP.