Chapitre1_S1

8/19/2019 Chapitre1_S1

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Informatique de base

Université Ibn Tofaïl ENCG-Kénitra

Prof. O. ZYTOUNE

1



Informations

Prof. ENS. ASSISTANT: O. ZYTOUNE ; VOLUME HORAIRE:

COURS+TP+TD=43H

DS(EN NOVEMBRE): 2H

EVALUATION: DS+TP: 40%

EXAMEN 60%

COMMENCEMENT TP: SEMAINE DU 30/09/2013

2



Motivation: Interêt de l’informatique pour l’économie et la gestion

3

Est un outil au service des diverses fonctions de l’entreprise

notamment celle relative à la gestion;

Au niveau INTERNE, elle permet :

La gestion de commande et le pilotage de systèmes complexes,

La gestion commerciale, du personnel, des finances (stocks, prévisions,lancement et suivi de fabrication,…),

La résolution des problèmes mathématiques (analyse des données,

analyses numériques, simulations…),

L’aide à la prise de décision: économétrie.

Au niveau EXTERNE, elle opère :

Une analyse rapide et complète du marché,

La circulation d’information avec client et fournisseurs (catalogues,

commandes,…)



Plan du cours

4

Chapitre I : Généralités Chapitre II : Le système Binaire et les fonctions logiques

Chapitre III : Initiation aux Systèmes d’exploitation

Chapitre IV :Algorithmique/programmation

Chapitre V : Réseaux et nouvelles TIC.



Chapitre 1: Généralités

5





7

Qu’est ce que l’informatique ?

Définition

Historique

Notions élémentaires

Comment fonctionne un ordinateur ?

Définition

Composants d’un ordinateur

Notion de système d’exploitation

Contenu



Définitions

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Information Elément de connaissance représenté à l’aide de conventions en

vue d’être conservé, traité et communiqué

Différentes formes : son, image, texte, vidéo ...

Traitement

Passer d’informations appelées données à d’autres informations

dites résultats

Exemples : addition, robot, traduction…



9

Contraction de INFORmation et autoMATIQUE;

L'informatique désigne l'automatisation du traitement

de l'information par un système, concret (machine)ou abstrait.

Aussi, l'informatique désigne l'ensemble des sciences et

techniques en rapport avec le traitement de

l'information.

Que peut-on en faire de cette information ?

Informatique



10

Bureautique (traitement de texte, tableur) : c'est uneutilisation très simple de l'informatique (l'ordinateurdevient une machine à écrire perfectionnée) ;

Mathématiques: balistique, prévisions d'élections,météo ;

Jeux: Intelligence Artificielle, graphisme, son, fictioninteractive et génération de textes, ...

Utilisation





12

Physique : Simulation (centrale nucléaire, bombeatomique), résistance des matériaux, train, voiture… ;

Médecine : Génome humain, imagerie médicale,

opérations guidées par ordinateur, apprentissage ;

Gestion des flux : Arrivées départs dans lesaéroports (les gares, périphérique) ;

Utilisation



13

Robotique : robot autonome (robot sur Mars,footballeurs) semi-autonome, télécommandé ;

Calculs massifs : clusters, machines parallèles ...

Utilisation





15

Equipement informatique permettant de traiter desinformations selon des procédures

Est une machine capable d'effectuer toute sorted'opérations arithmétiques et logiques tel que des

calculs, traitement de textes et d'images par exemple. Est un ensemble de circuits électroniques permettant

de manipuler des données sous forme binaire, c'est-à-

dire sous forme de bits. Le mot «ordinateur » a été créé IBM en 1954 pour

remplacer le mot «calculateur » (traduction littérale de

computer en anglais).

Ordinateur



Pour comprendre l’informatique et

l'architecture d'un ordinateur d'aujourd'hui, ilfaut comprendre leur évolution et comment

ont fonctionné leurs ancêtres, et par quels

évolutions on est parvenu à l'architecture

moderne des ordinateurs.

16

Histoire de l’Informatique



Bref Historique

17

L’histoire des calculateurs a passé par 4 Générations : Première génération 1944-1954

Les efforts en vue de développement des calculateurs proviendront

de l’armée ( pour le contrôle du réseau de radars , pour la

météorologie,…).

Exemple : L’ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer ) : une

Machine qui pesait 30 tonnes, contenait 18000 tubes à vide et

occupait un espace de 10m x 17m.

Caractéristiques :

◦ Systèmes à base de composants électromécanique etd’électronique à lampes.

◦ Concepteur = constructeur = programmeur = Opérateur.

◦ Problèmes traités : Calculs numériques ( trajectoires balistiques)



1ème génération 1944-1954

18

John Von Neumann propose en 1945

l'architecture interne d'un calculateur universel(ordinateur), appelée désormais «architecturede Von Neumann».

décompose l’ordinateur en 4 parties distinctes:

L’unité arithmétique et logique (UAL)

ou unité de traitement qui effectue lesopérations de base ;

L’unité de contrôle, chargée duséquençage des opérations ;

La mémoire qui contient à la fois les données etle programme qui dira à l’unité de contrôle quels

calculs faire sur ces données. Les dispositifs d’entrée-sortie, qui permettent

de communiquer avec le monde extérieur.



Première génération

19

ENIAC ( 1944-1954) :30 tonnes,

17m x 10m et 100KHz de fréquence

10-15

cm

Tube à vide ( lampe)




20

Invention des langages de programmation Assembleur.

FORTRAN ( FORmula TRANslation) : langage adapté au calcul scientifique.

COBOL (COmmon Business Oriented Language) : Langage adapté au traitement

d’information de gestion et de comptabilité

BASIC : Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code. Conçu pour

permettre aux étudiants des filières non scientifiques d'utiliser les ordinateurs

Progrès technologique: Introduction du transistor ( remplace les lampes).

Introduction des bandes magnétiques (Conservation des programmes).




21

ENIAC( 1944-1954)

30 tonnes, 17m x 10m

100KHz de fréquence

Mini ordinateur PDP 8 (1955-1965)

1 m² + 1MHz de fréquence

avec 1MHz =1000KHz

~ x 10Pour la vitesse




22

Apparition des circuits intégrés.

Apparition des disques magnétiques ( plus rapide que les

lecteurs de bandes magnétiques).

Système interactif: Introduction du clavier, moniteur (écran)

Apparition des microprocesseurs Intel.

1971: Intel lance le premier microprocesseur I4004 à

60000Instructions/s, vitesse

740KHz(10.8microseconde/instruction).

1978 : Intel lance le 8086 de 0.33 à 0.75MIPS



4ème génération Depuis-1980

23

Apparition des micro-ordinateurs grand public;

Apparition des consoles de jeu;

introduction de système d’exploitation portable.

Apparition de systèmes d’exploitation avec interface

graphique…



4ème génération Depuis-1980

24

1944-1954

30 tonnes, 17m x 10m

100KHz de fréquence

2004

~2.5 kg , ~ 0.35 m x 0.30m

+ 3.0 GHz de fréquence

avec 1GHz ~ 1000000KHz.

~ x 10000

Pour la vitesse



Les différentes catégories d’ordinateurs

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macro-ordinateurs(mainframe): plusieurs dizaines de millionsde Dh. Calculs scientifiques et serveurs : Tianhe-2: vitesse 33,9 péta-flops(1015 floating points operations per seconds) >1million dollar

mini-ordinateurs: idem en moins grand. De nombreux terminaux

(clavier+écran) peuvent y être reliés: HP superdrome 32processeurs, 8Toctets(400 000 à 6 millions de dollars)

station de travail: puissants ordinateurs individuels. Technologiedifférente des micro-ordinateurs: multiprocesseurs, processeurs pluspuissants. HP Z620Xe 16GB RAM(>30000dh)

Micro-ordinateur: Ordinateur de petit format dont l'unitécentrale comprend un micro-processeur.



Le PC

26

Sigle signifiant Personal Computer. Nom du premier micro -ordinateur de marque IBM né en 1981, PC est à présent leterme générique désignant sa famille de descendants,ordinateurs personnels embarquant un processeur de typeIntel, AMD ...

IBM propose des normes pour son PC à la fin des années 80. Ces normes ne sont pas légalement protégées : d’autres

constructeurs peuvent les suivre, ils créent des ordinateurs« compatibles PC ».

Le système d’Exploitation est au départ MS-DOS (ordredonnés par lignes de commande, pas d'interface graphique type

Explorateur Windows)



L’ordinateur portable

27

Un ordinateur portable (en anglais, laptop) est un

ordinateur personnel qui, de par sa taille et son poids,

peut être transporté facilement et utilisable partout.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Ordinateur_portable.jpg



Apple, Mac

28

1983 : l'Apple introduit le

GUI (graphical user interface),

système de fenêtres pour la manipulation des

programmes et fichiers. Inspiré des travaux de la

société Xerox.

1984 : sortie du Macintosh



Système Informatique

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Eléments d’un système informatique

Langages

(Java,C/C++, Fortran,etc.)

Système d’exploitation

(DOS,Windows, Unix, etc.)

Matériel(PC, Macintosh, station SUN, etc.)

Applications

(Word, Excel, Jeux, Maple, etc.)



L’Ordinateur

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UCDonnées

InstructionsRésultats

Périphériques d’entrée

Saisie RestitutionTraitement

Périphériques de sortie

Ecran Modem

ImprimanteHaut parleur

Modem

Micro

Clavier

Souris

CaméraCD-ROM

Joystick Scanner

Mémoires auxiliaires

Disquette

Disque dur



Matériel: Principaux éléments d’un PC

31

Les composants (principaux) d’un ordinateur sont :

Les périphériques d’entrées standards.

Les périphériques de sorties standards.

L’unité de centrale.



Matériel: Principaux éléments d’un PC

32

Unité centrale

• Mémoire vive

• Microprocesseur

•Disque dur• Autres

SourisClavier

Ecran



Unité Centrale

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L’unité centrale est composée (généralement) de :

Boîtier (support ).

Carte Mère.

Microprocesseur.

Mémoire (RAM).

Carte graphique et carte son.

Disque dur.

Lecteur disquette.

Lecteur CD-ROM.

Alimentation.



Boîtier

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C’est le support des composants de l’ordinateur. En général on a deux types de boîtier :

Format Bureau

Format Tour



Boîtier

35

En général c’est pour mettre un

lecteur :

CD ROM

DVD ROM

Graveur CD

Graveur DVD

Zip

Disquette

Interrupteurs

+

Led

Boîtier

d’alimentation

Support ( Boîtier )



Vue externe

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clavier et souris(type PS/2)

sortie parallèle

pour

imprimantesorties série

ports usb pour

périphériques divers

carte son : entrée

ligne (connexion à

chaîne hifi), entrée

microphone, sortie

haut-parleurs

joystick

Vue interne



Vue interne

37



Lecteurs/graveurs

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Lecteur DVD

Graveur DVD

Lecteur CD

Un Lecteur est pour Lire les données à partir dusupport ( CD ou DVD).

Un graveur est pour copier les données vers un

support (CD ou DVD) mais il peut aussi Lire.



La carte mère

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C’est l'élément constitutif principal de l'ordinateur;

Sur cette carte sont connectés ou soudés l'ensemble des éléments essentiels de

l'ordinateur.

La carte-mère contient des éléments embarqués (intégrés à la carte) :

Le chipset, circuit qui contrôle la majorité des ressources (interface de bus du

processeur, mémoire cache et mémoire vive, slots d'extension,...)

L'horloge et la pile du CMOS (Complementary Metal-Oxyde Semiconductor).

Le BIOS (Basic Input/Output System).

Le bus système …

Il existe plusieurs façons de caractériser une carte-mère:

son facteur d'encombrement(AT, ATX, mini-ATX…).

son chipset.

son type de support de processeur.



Port ps\2

Pour clavier

Port ps\2

Pour Souris

Port LPT

Port série

Port

USB

Port RJ45

carte réseau

intégrée

Entrée\sortie

audio carte

son intégrée

Ports d’extension

AGP , PCI

,ISA,…

support de

processeur

Bios Connecteurs IDE

Port d’alimentation

type ATXPorts de

RAM

Chipset

La Pile

du

CMOS

40



Le chipset

41

C’est un circuit électronique chargé de coordonner les

échanges de données entre les divers composants del'ordinateur (processeur, mémoire; ...).

Dans la mesure où le chipset est intégré à la carte-mère, ilest important de choisir une carte-mère embarquant unchipset récent afin de garantir au PC un maximum de chance

de pouvoir évoluer.

Certains chipsets intègrent parfois une puce graphique ou unepuce audio (généralement sur les PC bas de gamme),

ce qui signifie qu'il n'est pas nécessaire d'installer une carte

graphique ou une carte son. Toutefois, étant donné la piètre qualité de ces composants intégrés,

il est généralement conseillé de les désactiver (lorsque cela estpossible) dans le setup du BIOS et d'installer des cartesd’extension.

L BIOS (B i I t/O t t S t )



Le BIOS (Basic Input/Output System )

42

Programme basique servant d'interface entre le système

d'exploitation et la carte-mère.

Le BIOS est stocké dans une ROM (mémoire morte,c'est-à-dire une mémoire en lecture seule), ainsi il utiliseles données contenues dans le CMOS pour connaître la

configuration matérielle du système. Il est possible de "configurer" le BIOS grâce à une

interface (nommée BIOS setup) accessible au démarragede l'ordinateur;

En réalité le setup du BIOS sert uniquement d'interfacepour la configuration et les données sont stockées dansle CMOS.

L ( lé i )



Le processeur (encore appelé microprocesseur )

43

C’est le cerveau de l'ordinateur, car il exécute les instructionsdes programmes grâce à un jeu d'instructions.

Le processeur est caractérisé par sa fréquence; la cadence à

laquelle il exécute les instructions.

La carte-mère possède un emplacement (parfois plusieurs dansle cas de cartes-mères multi-processeurs) pour accueillir le

processeur.

On distingue deux catégories de supports :

slot : il s'agit d'un connecteur rectangulaire dans lequel on

enfiche le processeur verticalement.socket : il s'agit d'un connecteur carré possédant un grand

nombre de petits connecteurs sur lequel le processeur

vient directement s'enficher.

L i



Le microprocesseur

44

Microprocesseur TypeSocket

Microprocesseur TypeSlot





Les mémoires

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C’est un dispositif capable d’enregistrer, de stocker et derestituer des données ;

◦ Trois types RAM ou mémoire vive

ROM ou mémoire morte

mémoire de masse ou secondaire Unité de stockage

◦ BIT (Binary DigIT) : unité de stockage élémentaire◦ Toutes les informations sont codées sous forme de nombres

binaires composés de 0 et de 1◦

Les bits sont regroupés en octets (8 bits)◦ Selon l’ordinateur, un mot mémoire est composé de 2 (16 bits) de

4 (32 bits) octets ou de 8(64bits)



Les mémoires

47

Unités de mesure

1Ko (kilo octet) = 1 000 octets (exactement 210 octets)

1Mo (méga octet) = 1 000 000 octets

1Go (giga octet) = 1 000 000 000 octets

1To (Téra octet) = 1 000 000 000 000 octets



Les mémoires

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Structure◦ La mémoire est organisée en cellules (octets ou mots)◦ Chaque cellule est repérée par son adresse qui permet à l’ordinateur de

trouver les données dont il a besoin

2 Modes d’accès à la mémoire ◦

En lecture : aucun effet sur le contenu◦ En écriture : modifie son contenu

Caractéristiques◦ Capacité : nombre d’octets ◦ Accès

direct : grâce à l’adresse, accès immédiat à l’information (on parle de support adressable)

séquentiel : pour accéder à une information, il faut avoir lu toutes les précédentes (ex :cassette magnétique)

◦ Temps d’accès : temps écoulé entre l’instant où l’information est demandée etcelui où elle est trouvée.



Les mémoires

49

Le contenu de la mémoire est composé

de données

et d’instructions

code de l’opération élémentaire

donnée(s) ou adresse des données

(Random Access Memory)



(Random Access Memory)

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Mémoire à accès direct à taille limitée

Son contenu est volatile, perdu à chaque fois que l’ordinateurredémarre : d’où le besoin d’utiliser de la mémoire auxiliairerémanente

Endroit où l’ordinateur stocke temporairement les données et

instructions (programmes) qu’il est en train d’utiliser etd’exécuter ◦ contient tous les programmes en cours d’exécution

◦ si le programme ne peut être contenu en mémoire vive, seule une partieest chargée, l’autre étant stockée en mémoire auxiliaire. Le temps

d’accès de la mémoire auxiliaire étant plus grand que celui de lamémoire vive, plus la RAM est importante, plus l’exécution desprogrammes est rapide

capacité standard : 8Mo, 16Mo, 32Mo, …, 4Go



La mémoire vive ou RAM

51

• Pourquoi se servir de mémoi re (RAM) alors que les disques durs sont

moins chers?

• Car elle est extrêmement rapide comparé aux périphériques de stockage de

type disque dur (de l'ordre de quelques dizaines de nanosecondes: environ 70

pour la DRAM, 60 pour la RAM EDO, et 10 pour la SDRAM voire même 6ns

sur les SDRam DDR).

•La mémoire vive se présente sous la forme de barrettes qui se branchent sur

les connecteurs DIMM (pour les plus anciennes SIMM)

La mémoire Cache



La mémoire Cache

52

La transmission entre la RAM et le microprocesseur est plus lente que lepotentiel de vitesse du microprocesseur;

La mémoire-cache permet au processeur de se "rappeler » desopérations déjà effectuées auparavant;

En effet, elle stocke les opérations effectuées par le processeur, pourqu'il ne perde pas de temps à recalculer des choses qu'il a déjà faitesprécédemment;

La taille de la mémoire-cache est généralement de l'ordre de 512 Ko;

Sur les ordinateurs récents, ce type de mémoire est subdivisé en 2

niveaux, le 1er

niveau est directement intégré dans le microprocesseur(cache L1) alors que le 2eme niveau est situé sur la carte mère(cacheL2).

Les connecteurs d'extension (slots)



Les connecteurs d extension (slots )

53

Ce sont des réceptacles dans lesquels il est possible d'enficher des cartes

d'extension, c'est-à-dire des cartes offrant de nouvelles fonctionnalités ou de

meilleures performances à l'ordinateur.

Il existe plusieurs sortes de connecteurs : connecteur ISA (Industry Standard Architecture) : permettant de connecter des cartes

ISA, les plus lentes fonctionnant en 16-bit

connecteur PCI (Peripheral Component InterConnect) : permettant de connecter des

cartes PCI, beaucoup plus rapides que les cartes ISA et fonctionnant en 32-bit connecteur AGP ( Accelerated Graphic Port): un connecteur rapide pour carte graphique.

…



Le Bus Système

54

On appelle bus, le canal permettant de transférer des données

entre deux éléments. Le bus système est le canal (pistes de la carte-mère) reliant le

microprocesseur à la mémoire vive du système.

Un bus est caractérisé par sa largeur, c'est-à-dire le nombre de bitspouvant être simultanément transmis, et par sa fréquence, c'est-à-

dire la cadence à laquelle les paquets de bits peuvent être transmis. Des caractéristiques du bus système dépendent donc les

caractéristiques générales du système.

La fréquence du microprocesseur est égale à la fréquence du bussystème multiplié par un facteur. Ainsi un PC tournant à 400 Mhzsera plus rapide s'il est basé sur un bus système cadencé à 133 Mhz(3 x 133 Mhz) que si la carte-mère a un bus dont la fréquence est100 Mhz (la fréquence du processeur étant alors égale à 4 x 100Mhz).



Périphériques

55

Définition Tout ce qui gravite autour de l’UC c’est-à-dire l’écran, le clavier, la

souris, les mémoires auxiliaires, l’imprimante, le scanner, le micro, les

haut-parleurs....

3 Catégories de périphériques d’entrée (clavier, souris, scanner, joystick)

de sortie (écran, imprimante, haut-parleur)

les mémoires auxiliaires (disque dur, disquette, CD-ROM)

Les périphériques d’entrée



Les périphériques d entrée

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Définition

◦ Recueillent les informations qui sont ensuite transformées

(numérisées i.e. codées en binaires) pour être utilisables par la

machine et transférées en mémoire principale (mémoire de

l’UC)

Exemples◦ clavier

◦ souris : dispositif de pointage complémentaire du clavier

◦ scanner : permet de numériser un document

◦ autres : écran tactile, lecteur de codes barres, crayon optique,caméra, joystick...

Les périphériques de sortie



Les périphériques de sortie

57

Définition

Transmettent l’information binaire de l’UC vers l’extérieur

sous une forme compréhensible par l’utilisateur

Exemples

écran

imprimante

haut-parleurs

Les périphériques d’entrée-sortie



Les périphériques d entrée-sortie

58

La mémoire de masse (secondaire ou auxiliaire):

Mémoire externe de grande capacité mais d’accès moins

rapide que la mémoire de l’UC

Utilisée pour stocker avant et après la mise en marche de

l’ordinateur (support rémanent)

Exemples disquette : support amovible adressable

comporte 2 faces

taille exprimée en pouces (3,5 pouces)

capacité de 1,44 Mo

temps d’accès de 15 à 100 ms

pour être utilisable, une disquette doit être formatée, c’est-à-dire

préparée à recevoir des informations binaires

La mémoire de masse (secondaire ou auxiliaire)



La mémoire de masse (secondaire ou auxiliaire)

59

Exemples

disque dur : support adressable amovible ou non

capacité : plusieurs Go

accès plus rapide que les disquettes

CD-ROM : support adressable amovible

non inscriptible (mode lecture uniquement)

capacité : environ 650 Mo



Qu’est ce qu’un système d’exploitation?

60

Ensemble de programmes qui gèrent le matériel etcontrôlent les applications

◦ Gestion des périphériques (affichage à l'écran, lecture du clavier,

pilotage d’une imprimante, …)

◦ Gestion des utilisateurs et de leurs données (comptes, partage desressources, gestion des fichiers et répertoires, …)

◦ Interface avec l’utilisateur (textuelle ou graphique): Interprétationdes commandes

◦ Contrôle des programmes (découpage en taches, partage du tempsprocesseur, …)



Système d’exploitation

61

Objectifs

faciliter la tâche de l’utilisateur en lui présentant une machine

plus simple

assurer une exploitation efficace et économique des

ressources critiques de l’ordinateur

attribuer de la mémoire aux programmes et contrôler leur

exécution

Exemples de produits MS-DOS, OS/2, UNIX, Linux, Windows XP, Mac OS X.



Langages informatiques

62

Un langage informatique est un outil permettant de donnerdes ordres (instructions) à la machine

A chaque instruction correspond une action du processeur

Intérêt : écrire des programmes (suite consécutived’instructions) destinés à effectuer une tache donnée

Exemple: un programme de gestion de comptes bancaires

Contrainte: être compréhensible par la machine

Fonctionnement interne d'un



ordinateur

63

Il faut savoir que par sa conception même

(électrique), l'ordinateur fonctionne en mode

binaire (numérotation à base 2).

On convient que quand dans un fil le courant passe, il

est représenté par un 1 et 0 quand il n'y a pas decourant.

Toute les données (textes, images, nombres, etc.)

devront donc être d'abord codées en binaire pour

être traitées par l'ordinateur.

Fonctionnement interne d'un



ordinateur

64

Concernant les données à traiter et les instructions à

exécuter, d'une façon générale chaque ordinateur a sa

façon de coder les informations.

Ce qui explique les incompatibilités entre ordinateurs

dès que l'on désire échanger des informations ou deslogiciels.

Comme pour deux personnes qui doivent parler la

même langue pour communiquer.



Le code ASCII

65

Pour le codage des textes, les caractères doivent

évidemment être codés sous une forme numérique

qu'on appelle le code ASCII (American Standard

Code for Information Interchange: code standard

américain pour l'échange d'informations). Par exemple le A majuscule est codé 01000001 en

binaire (65 en décimal). Il existe d'autres façon de

coder les textes, mais le code ASCII est le plus

répandu dans le monde.



Le code ASCII

Une combinaison de 8 bits= 1 Octet 28=256

possibilités qui permettent de coder tous les

caractères alphabétiques, numériques, et symboles

tels que ?,*,&, …

L'anglais ne connaissant pas les accents, en Espagne ilsont par exemple leur point d'interrogation à l'envers

pour les questions ou l'accent tilde qui n’existe pas en

français. Lettres arabes… Utilisation de d’autres

codes (Unicode, UTF-8…)

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