Info Base

1

Séance 1

INFORMATIQUE de BASE

Professeur : Dr Abderrahim SABOUR Année : 2008/2009

2

Séance 1

Plan de la séance

Présentation du professeur Présentation des étudiants Présentation du cours:

Objectifs du cours Évaluation …

3

Séance 1

Présentation du professeur

Cheminement scolaire Cheminement professionnel

4

Séance 1

Présentation des étudiants

5

Séance 1

Présentation du cours

Philosophie du cours

Cours interactif

Équilibre entre cours et exercices

Effort personnel indispensable

6

Séance 1

Objectif Général du Module

Intégrer les outils informatiques dans la vie de l’élève afin de le rendre autonome, confiant, créatif.

permettre à l’élève d’apprécier la contribution des outils informatiques dans l’acquisition des savoir-être, des savoir-faire et des savoirs favorisant son développement optimal afin qu’elle ou qu’il devienne de plus en plus engagé dans ses apprentissages;

favoriser chez l’élève une pensée critique et stratégique face au vaste choix d’informations et d’outils que la technologie informatique lui propose;

fournir l’occasion à l’élève d’acquérir une attitude qui l’amène à se prendre en main et à avoir confiance en ses capacités.

7

Séance 1

Stratégie d’évaluation :

Contrôles continus : 40% Assiduité 5%

Tests 15%

Travaux exposés 10%

Travaux de synthèse et présentation 10%

Examen final : 60%

8

Séance 1

Bibliographie :

Support obligatoire :

Eléments d'informatique. T. J. O'LEARY & L. I.

O'LEARY Ed. Chenelière/McGraw-HILL

Autres références : Internet

…

9

Séance 1

Critères d’évaluation : individuel

Définition (ou identification) de la problématique Compréhension des concepts traités Profondeur des réflexions et de la synthèse Argumentation et présentation (orale et écrite) Qualité du français Présence et participation dans les discussions en classe Aucun retard ne sera accepté pour les travaux

(remise au début du cours). Un travail remis en retard reçoit la note zéro (0), à moins d’avoir fait l’objet d’une entente préalable avec le professeur.

10

Séance 1

Séance 1 : Généralités

Définir l’informatique Comprendre la notion de codage binaire Définir les éléments d'un système informatique Savoir différencier les parties hard et soft Comprendre la notion de données traitées Identifier la connectique

Travail à faire : Lecture du chapitre 1 de l’ouvrage de base et

recherche sur le net Préparation d'un historique des micro-ordinateurs

11

Séance 1

Définition du mot informatique : Informatique: néologisme introduit en 1962 par Philippe

Dreyfus et construit à partir des mots “information” et “automatique”.

L’informatique désigne l’ensemble des disciplines scientifiques et des techniques relatives au traitement de l’information par des moyens automatiques.

Traitement de l’information : Une information consiste en l’action de prendre ou de

donner connaissance d’un fait. Dans un système informatique, l’information est constituée par des données.

Le traitement de l’information consiste en différentes opérations s’effectuant sur les informations: représenter, classer, interpréter, calculer, transmettre, etc.

Introduction

12

Séance 1

Pour essayer de répondre à cela je vous propose un petit exercice. Comment répondriez-vous à ces trois questions ? :

1. Demain vers 9H panne générale de tous les systèmes électroniques. Imaginez votre journée.

2. Schématiser un ordinateur connecté à tout ce qu’il faut pour le faire fonctionner.

3. Que vous apporte l’informatique dans votre vie de tous les jours ?

Qu’est-ce que l’informatique ?

13

Séance 1

Pourquoi aurait-on du mal à se passer de l’informatique ?

Dressons un inventaire des usages:

écrire (lettres, rapports, cours, roman,....) compter (comptabilités, études maths, calculs statistiques, temps...) dessiner (cartes, dessins animés, sites archéologiques...) mesurer (signaux, espaces, ...) représenter (images, graphiques, animations multimédia...) mémoriser (données numériques, textes, images..) rechercher classer interpréter symboliser automatiser calculer inférer (raisonner)résoudre simuler

14

Séance 1Historique de l’informatiquePremiers ordinateurs 1946 Tubes électroniques !! (une multiplication 3 ms, pannes fréquentes)

Evolutions : Transistors, circuits imprimés, circuits intégrés à 10 éléments / puces …. Jusqu’à présent de l’ordre de 108 éléments / puces

Nombre de circuits logiques élémentaires

Nombre de puces

Miniaturisation

Quantités produites et vendues

Vitesse (fréquence d’horloge)

Interconnexions

Prix

Nombre d ’applications et d ’utilisateurs

Introductions progressives de périphériques : Lecteur de cartes perforées, imprimantes, écran (d’abord alphanumérique, puis graphique), bandes magnétiques, disques magnétiques, disques optiques, ...

15

Séance 1

Les composantes d’un système informatique

Essentiellement, la définition d’un système informatique englobe les éléments suivants: Le matériel La technologie d’exploitation Le(s) logiciels- composantes L’utilisateur

16

Séance 1

Logiciel de base = système d’exploitation. (Operating System)

Ce sont les programmes gérant les fonctions du système, en particulier la gestion simultanée

de tâches, les opérations d’entrées/sorties sur les périphériques, l’accès aux réseaux, les

utilisateurs et leurs droits d’accès aux ressources.

Système d’exploitation

HARDWARE

ApplicationsLes Logiciels(Softwares)

Les éléments sont organisés de manière hiérarchique : chaque couche

utilise les ressources des couches inférieures, et présente à la couche

directement supérieure une interface décrivant les ressources qu'elle

fournit.

17

Séance 1

Parmi les plate-forme d’exploitation mieux connues, notons les suivantes:

Windows Mac Unix Linux

Pour fonctionner en mode multi-usagers, il est generalement recommander d’evoluer en reseau, comme par exemple Windows 2000 Server ou encore Novell Netware

Parmi les nouveautés, nous retrouvons de plus en plus d’installation utilisant la technologie dite du “remote desktop”, ou plus spécifiquement:

“terminal server”; “cytrix”; “Web server” / ou application web;


HARDWARE

ApplicationsLes Logiciels(Softwares)

18

Séance 1Les Logiciels(Softwares)

Editeur de texte : permet d’écrire ou de modifier un texte simple utilisant le jeu de caractère

ASCII.

Langages de programmation : établissent par un ensemble de caractères, symboles et règles

d’écriture (syntaxe) une description formelle des tâches à effectuer, le programme. Ces

instructions sont le plus souvent traduites par un compilateur, afin de les rendre

compréhensible par le C.P.U.

Langage évolué Langage machine

ex. : BASIC, COBOL, FORTRAN, PASCAL, C, JAVA, + Langages spécifiques (PHP, SQL,

…)


HARDWARE

Applications

19

Séance 1Logiciels d'application = les logiciels pour lesquels on emploie l'ordinateur (traitement de texte, comptabilité, tableur/grapheur, logiciel de dessin, de traitement d’images, de statistique, de conception assistée, etc.)

Tableur :Logiciel permettant d’entrer des données numériques dans des tableaux constitués de colonnes et de lignes, et ensuite de les manipuler, transformer et présenter

Grapheur : Logiciel créant des graphiques à partir de données, avec de nombreuses possibilités d’éditions (histogrammes, camenberts, courbes multiples superposées, vues 3D de fonctions f(x,y) et de transformations (lissages, fittages, …)

SGBD : (Système de Gestion de Bases de Données) Logiciel permettant de gérer de grandes quantités d’informations, pouvant être rangées suivant différents critères. Les bases de données peuvent éventuellement être interconnectées. Les opérations usuelles consistent à la mise à jour des données (ajouts et corrections), la recherche d’information suivant certains critères désirés, et l’édition de listes répondant à un ordre et une sélection donnés, grâce notamment aux requêtes SQL (System Query Language). Ex. : Access, PHP/MySql,…

Traitement de texte :Permet d ’éditer des textes de manière efficace, avec les possibilités Couper/Coller, table des matières, index, références, tableaux,… Il est pourvu de nombreuses fonctions de présentation (polices de caractères, incorporations d’éléments extérieurs, équations,…) et d’outils tels qu’un correcteur d’orthographe,... Ex. : Wordperfect, Word, Tex,…

Logiciel de présentation :Permet d’élaborer et présenter des cours, séminaires, conférences,… en utilisant des animations visuelles, et en pouvant inclure un grand nombre d’éléments visuels issus d’autres logiciels (graphes, tableaux, images, films,…)

Suite logicielle :Ensemble de logiciels de base regroupés et distribués ensemble (Microsoft Office, Corel WordPerfect Office , OpenOffice

20

Séance 1

Comment l’information est-elle codée ?

Electronique digitale (deux niveaux)

Convention sur une différence de potentiel par exemple : environ 0 V = niveau bas, environ 2 V = niveau haut. Support magnétisé dans un sens ou un autre, carton perforé ou non, ...

logique digitale ou binaire

Système décimal habituel (Base 10)

exemple : 5793 = 5 * 103 + 7 * 102 + 9 * 101 + 3 * 100

Système binaire (Base 2) chiffres 0 et 1

(un chiffre binaire est également appelé bit : binary digit)

exemple : 101001 = 1 * 25 + 0 * 24 + 1 * 23 + 0 * 22 + 0 * 21 + 1 * 20

donc en décimal = 32 + 0 + 8 + 0 + 0 + 1 = 41

21

Séance 1Système hexadécimal (Base 16) 16 chiffres 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E et F

Un chiffre hexadécimal représente ou permet de coder l’équivalent d’un nombre binaire de 4 chiffres

0 = 0000 4 = 0100 8 = 1000 C = 1100

1 = 0001 5 = 0101 9 = 1001 D = 1101

2 = 0010 6 = 0110 A = 1010 E = 1110

3 = 0011 7 = 0111 B = 1011 F = 1111

• Groupements de 8 bits ou 2 caractères hexadécimaux : Byte ou Octet

28 ou 256 possibilités

Un octet (byte) permet de coder par exemple un nombre entre 0 et 255, ou un caractère ASCII (American Standard Code for Information Interchange)

• Groupement de 2 bytes :


• Groupement de 4 bytes : Word ou Mot


Les octets sont utilisés comme unité de mesure des capacité de mémorisation (mémoire, disques,…), + KiloOctets, MégaOctets, GigaOctets,…

22

Séance 1Table ASCII standard (codes de caractères de 0 à 127)

000 (nul) 016 (dle) 032 sp 048 0 064 @ 080 P 096 ` 112 p

001 (soh) 017 (dc1) 033 ! 049 1 065 A 081 Q 097 a 113 q

002 (stx) 018 (dc2) 034 " 050 2 066 B 082 R 098 b 114 r

003 (etx) 019 (dc3) 035 # 051 3 067 C 083 S 099 c 115 s

004 (eot) 020 ¶ (dc4) 036 $ 052 4 068 D 084 T 100 d 116 t

005 (enq) 021 § (nak) 037 % 053 5 069 E 085 U 101 e 117 u

006 (ack) 022 (syn) 038 & 054 6 070 F 086 V 102 f 118 v

007 (bel) 023 (etb) 039 ' 055 7 071 G 087 W 103 g 119 w

008 (bs) 024 (can) 040 ( 056 8 072 H 088 X 104 h 120 x

009 (tab) 025 (em) 041 ) 057 9 073 I 089 Y 105 i 121 y

010 (lf) 026 (eof) 042 * 058 : 074 J 090 Z 106 j 122 z

011 (vt) 027 (esc) 043 + 059 ; 075 K 091 [ 107 k 123 {

012 (np) 028 (fs) 044 , 060 < 076 L 092 \ 108 l 124 |

013 (cr) 029 (gs) 045 - 061 = 077 M 093 ] 109 m 125 }

014 (so) 030 (rs) 046 . 062 > 078 N 094 ^ 110 n 126 ~

015 ¤ (si) 031 (us) 047 / 063 ? 079 O 095 _ 111 o 127 �

23

Séance 1+ Table ASCII étendue (codes de caractères de 128 à 255)

128 Ç 144 É 160 á 176 _ 192 + 208 ð 224 Ó 240 129 ü 145 æ 161 í 177 _ 193 - 209 Ð 225 ß 241 ±130 é 146 Æ 162 ó 178 _ 194 - 210 Ê 226 Ô 242 _131 â 147 ô 163 ú 179 ¦ 195 + 211 Ë 227 Ò 243 ¾132 ä 148 ö 164 ñ 180 ¦ 196 - 212 È 228 õ 244 ¶133 à 149 ò 165 Ñ 181 Á 197 + 213 i 229 Õ 245 §134 å 150 û 166 ª 182 Â 198 ã 214 Í 230 µ 246 ÷135 ç 151 ù 167 º 183 À 199 Ã 215 Î 231 þ 247 ¸136 ê 152 ÿ 168 ¿ 184 © 200 + 216 Ï 232 Þ 248 °137 ë 153 Ö 169 ® 185 ¦ 201 + 217 + 233 Ú 249 ¨138 è 154 Ü 170 ¬ 186 ¦ 202 - 218 + 234 Û 250 ·139 ï 155 ø 171 ½ 187 + 203 - 219 _ 235 Ù 251 ¹140 î 156 £ 172 ¼ 188 + 204 ¦ 220 _ 236 ý 252 ³141 ì 157 Ø 173 ¡ 189 ¢ 205 - 221 ¦ 237 Ý 253 ²142 Ä 158 × 174 « 190 ¥ 206 + 222 Ì 238 ¯ 254 _143 Å 159 ƒ 175 » 191 + 207 ¤ 223 _ 239 ´ 255

NB : les systèmes de codage des textes ont depuis beaucoup évolué et se sont complexifiés, notamment pour permettre l’usage de nombreuses langues.

Exercices : conversions entre représentations binaire, décimale ou hexadécimale !

24

Séance 1

Dans un système à base k, il faut k symboles. En informatique, la base la plus utilisée est la base 2 avec deux symboles, 0 et 1, mais on utilise également la base 8 (système octal) et la base 16 (système hexadecimal).

Comprendre la notion de codage binaire

Le principe général de codage est le suivant : si (an-1,an-2,...,a0)b dénote un nombre en base b, sa valeur décimale est

25

Séance 1Comprendre la notion de codage binaire

Méthode dite par regroupements qui est valide pour les bases qui sont des puissances de 2. C'est le cas de la base 8 (8 = 23) et de la base 16 (16 = 24).

Cette méthode nous permet de passer de la base 2 à une autre base, puissance de 2. Dans le cas d'un passage à la base 8, les bits sont regroupés par 3 et décodés. Au besoin, nous pouvons rajouter des 0 à gauche.

Voyons cela pour le changement de base du nombre binaire (10111010100)2 :

26


Nous avons vu un codage simple qui, en utilisant n bits permet de représenter les entiers naturels compris entre 0 et 2n-1.

Problème: … et les entiers négatifs.

consiste à utiliser le bit de poids fort pour coder le signe de l'entier tandis que les autres bits codent la valeur absolue de l'entier en utilisant le codage binaire vu précédemment.

La première idée

27


Ce codage présente au moins deux inconvénients sérieux :

le zéro possède deux représentations ; ainsi, sur 4 bits, on a 0000 et 1000 ;

l'addition telle que nous l'avons définie n'est plus valide pour ce codage ; par exemple, sur 4 bits, 0010 + 1001 (c'est-à-dire 2-1) donne 1011 (autrement dit, le résultat de 2-1 vaut -3).

C'est pourquoi un autre codage a été présenté

La première idée

28


La formule proposée pour décoder un mot binaire en valeur décimale est la suivante :

le codage en complément à 2.

La différence se fait sur le bit de poids fort qui code une valeur négative d'une puissance de 2. Si ce bit de poids fort vaut 0, il s'agit donc nécessairement d'un entier positif ; par contre, un bit de poids fort à 1 désigne un entier négatif.

La formule montre que les autres bits codent une valeur avec la convention habituelle du codage binaire mais, contrairement à la première idée exposée ci-dessus, ces bits ne codent pas la valeur absolue de l'entier mais son complément par rapport à la puissance de 2 du bit de poids fort.

29


Codons par exemple la valeur -3, toujours sur 4 bits : le bit de poids fort vaut 1 car -3 est négatif ; les autres bits nous permettent de coder, non pas, la valeur

3 mais la valeur de 23-3, soit 5. Ce codage peut être trouvé par la méthode des divisions successives.

Le codage de -3 en complément à 2 est donc 1101. Reprenons notre exemple d'addition : 0010 + 1001 = 1011.

Le premier nombre binaire dénote toujours la valeur décimale 2, le deuxième représente maintenant -7 et la dernière -5 : 2 - 7 = -5, notre addition est de nouveau valide !

le codage en complément à 2.

!! !

30

Séance 1

Historique de langage de programmation

1983 -- C++ (Bjarne Stroustrup) 1985 -- Eiffel (Bertrand Meyer) 1987 -- Perl (Larry Wall) 1988 -- Erlang (Joe Armstrong et al.) 1988 -- Tcl (John Ousterhout) 1991 -- Python (Guido van Rossum) 1993 -- Ruby (Yukihiro Matsumoto) 1995 -- Delphi 1995 -- Java (Sun Microsystems) 1997 -- PHP (Rasmus Lerdorf), JavaScript 1999 -- D (Walter Bright) 2001 -- C# (Microsoft dans le cadre de .NET) 2002 -- Visual Basic .NET 2003 -- Delphi.NET 2004 -- BlitzMax Basic, OOP, OpenGL 2005 -- Chrome (Next Generation Object Pascal

pour .NET)

• ~1840 --‘Premier programme' (Ada Lovelace) • 1947 -- Calcul (Konrad Zuse) • 1954 -- FORTRAN (John Backus) • 1958 -- ALGOL • 1959 -- LISP (McCarthy) • 1960 -- COBOL (Grace Hopper) • 1960 -- BASIC (Kemeny, Kurtz) • 1962 -- APL • 1964 -- PL/1 (Heinz Zemanek) • 1965 -- Simula (Dahl, Nygaard) • 1966 -- MUMPS (Octo Barnett, Neil Pappalardo, Kurt Marble (MIT)) • 1966 -- HAL (de la NASA pour le Space Shuttle) • 1968 -- Logo (Seymour Papert) • 1969 -- BCPL • 1970 -- Forth (Charles H. Moore) • 1971 -- Pascal (Niklaus Wirth, Kathleen Jensen) • 1971 -- sh • 1972 -- C (Brian W. Kernighan, Dennis Ritchie) (premier de Ken Thompson) • 1973 -- ML • 1975 -- Prolog (Colmerauer et. al.) • 1978 -- Modula-2 • 1978 -- awk • 1980 -- Smalltalk (Alan Kay) • 1980 -- Ada • 1983 -- Objective C (ObjC) (Brad Cox)

31

Séance 1

Résumé

Nous avons revu certaines notions et termes techniques;

Différents systèmes; …

32

Séance 1

Où trouvez de l’information?

Revues spécialisées; Autres documents à venir…

33

Séance 1

Évolution !!

34

Séance 1

Évolution !!

La fausse attaque de missiles (Novembre 1979)

Le 9 novembre 1979, l'attaque simulée d'un missile américain alimente accidentellement un système de prévention qui dupe les opérateurs. Durant les 6 minutes qu'il fallut pour découvrir que l'attaque n'était pas authentique, les chasseurs des bases des Etats-Unis et du Canada ont décollé d'urgence, tandis que les missiles et les sous-marins installés à travers le monde furent placés en alerte.

Les anti-missiles Patriotes (Guerre du Golfe 1991)

35

Séance 1

Évolution !!

L’échec d’Ariane 5 (1996) Le premier tir eut lieu le 4 juin 1996 à Kourou, mais le lanceur fut détruit après

approximativement 40 secondes de vol. L’échec était dû à une erreur informatique (bogue), un programme d’un composant (un gyroscope) provenant d’Ariane 4 n’ayant pas été re-testé.

La conversion d’un nombre à virgule flottante de 64 bits vers un nombre entier de 16 bits dans un logiciel en Ada provoqua un dépassement de mantisse. La routine de gestion de cette erreur avait également été supprimée pour des raisons de temps d’exécution ; sur Ariane 4 on pouvait prouver que l’occurrence d’un tel dépassement était impossible compte tenu des trajectoires de vol possibles. Toutefois les trajectoires de vol envisageables avec Ariane 5, notamment en phase de décollage, diffèrent notablement de celles d’Ariane 4. Le programme du composant concerné, pourtant lui-même redondant (deux gyroscopes sont présents dans la cellule de la fusée), déclencha donc successivement deux dépassements pour finir par signaler sur les sorties du système la défaillance des systèmes gyroscopiques. De toute façon, le gyroscope étant un système critique, le calculateur de pilotage de la fusée (lui conçu spécifiquement pour Ariane 5) ne tenait pas compte de ce signal d’erreur ! Il interpréta donc les valeurs d’erreurs (probablement négatives) du deuxième gyroscope comme une information d’altitude (indiquant probablement que, brutalement, la fusée s’était mise à pointer vers le bas). La réaction du calculateur de pilotage (braquer les tuyères au maximum pour « redresser ») augmenta considérablement l’incidence du lanceur (angle entre le vecteur vitesse et l’axe du lanceur), ce qui provoqua des efforts aérodynamiques suffisants pour détruire le lanceur. Il s’agit certainement là d’une des erreurs informatiques les plus coûteuses de l’histoire.

36

Séance 1

Évolution !!

Documents

Info Base