Introduction micro informatique

7/21/2019 Introduction micro informatique.

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Introduction la micro-informatiqueCours Solvay 2me Bachelor

Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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2Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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3



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Plan du cours

P l a n d u c o u r s

1 2 3 4 5

6 7c o d a g e e t

t r a i t e m e n t d e

l ' i n f o r m a t i o n :

l e b i n a i r e

L e s C P U , L U ,

c o n t r o l u n i t s : l e s

i n s t r u c t i o n s

! l ! m e n t a i r e

L e s m ! m o i r e s

r c " i t e c t u r e ,o r g a n i s a t i o n e t

f o n c t i o n n e m e n t

i n t im e

L e s # ! r i # " ! r i $ u e se t l e s % &

L e s ( s t ) m e

d ' e * # l o i t a t i o n

L e s b a n $ u e s d e

d o n n ! e s

r e l a t i o n n e l l e s :

+ P c c e s s

2 s o f t a r e s c l e f s L ' o r d i n a t e u r e nr ! s e a u

r g a n i s a t i o n d e s l e - o n s

Intro la !ro"rammation# Python



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$

Introduction

%&ordinateur est au'ourd&hui la machine la !lus im!ortante(vitale( com!le)e( com!lte( omni!r*sente

%es !lus r*centes r*volutions technolo"iques trouvent leur

source dans l&informatique# automatisation( ro+otique(courrier *lectronique( Internet( ,ultim*dia( Il s&est infiltr* !artout# domotique( outils( *lectrom*na"ers(

informatique em+arqu*e( automo+ile( finance( etc

Pourquoi .. %&ordinateur est la machine qui !eut sesu+stituer au !lus "rand nom+re d&o+'ets( de fonctions oud&autres machines de ce monde#



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/

0 dans son rle de stoca"e or"anis* de donn*es#+i+liothque( vid*othque( eBoo( i!od( m*diathque( al+um!hotos( +anque de donn*es( sites e+ -- ,*moire du monde

0 dans sa fonction de !r*sentation or"anis*e et

interactive de ces m5mes donn*es# c&est son ct* 67( C8-9:,( ;l+um( 7id*o( ,ultim*dia( 878(0 dans son su!!ort la communication# Internet( t*l*!hone

0Calcul "rande vitesse#

,od*lisation( simulation( analysesde donn*es



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%&ordinateur( omni!r*sent

? Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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@

0 Il !eut se su+stituer l&Aomme .. Intelli"ence;rtificielle


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FCours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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1D

0 il !eut se su+stituer la 7ie# 7ie ;rtificielle


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6ous ces artefacts sont-ils r*ellement H vivants .



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Pourquoi l&informatique int*resse l&*conomiste.

Comme su'et d&*tude#0 %&informatique est un +ooster de croissance et de

!roductivit*

0 %&information d*mat*rialis*e est un +ien trs !articulier0 %es march*s *lectroniques ont des !ro!ri*t*s

!articulires

0 %es effets de la mise en r*seau

12 Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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Sous l&an"le du "estionnaire#0 %&un des !rinci!au) centres de cots des entre!rises


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Comme outil de travail#

0Statistique( *conom*trie( simulations se !assentdifficilement de l&informatique

0 Mchan"e et !arta"e de donn*es

0 8iffusion de travau) et accs la connaissance



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;u fait( qu&est-ce l&informatique.SNS6M,MS 8&IGO:9,;6I:G


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%es deu) facettes de l&informatique

MS6I:G 8M P9:RM6S

1/ Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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:+'ectifs du cours

7ous initier au) fondements et au) d*velo!!ementsr*cents de l&informatique

0 Contri+uer faire de vous des utilisateurs de

l&informatique !lus avertis0 7ous sensi+iliser l&im!act de l&informatique surl&entre!rise et sur l&*conomie

0 7ous !ermettre de dialo"uer !lus efficacement avec des

informaticiens 7ous familiariser avec la d*marche al"orithmique et la

!ro"rammation( outils vitau) de l&*conomiste

1? Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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Philoso!hie du cours

Choi) d&un ensei"nement transversal qui +alaie !lutt quen&a!!rofondit

;cquisition d&une culture informatique attaquant les

diff*rents niveau) informatique( mais en su!erficie %e cours !asse en revue le coda"e +inaire( lemicro!rocesseur( les m*moires( les I:( les :S( les +asesde donn*es


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:r"anisation du cours th*orique

,at*riel# :r"anisation et fonctionnement intime0 Coda"e de l&information# le +inaire0 6raitement de l&information# !rocesseur et instructions *l*mentaires0 %es m*moires0 %es !*ri!h*riques et les entr*es-sorties

%o"iciels0 %e systmes d&e)!loitation0 %es +ases de donn*es relationnelles0 %o"iciels commerciau) et lo"iciels d&entre!rise

Introduction l&al"orithmique et la !ro"rammation0 8*marche al"orithmique0 Pro"rammation !roc*durale0 %an"a"es et architectures de +ase

9*seau)

1F Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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8es lectures com!l*mentaires sont o+li"atoires

Ce cours *crit ne se suffit !as lui-m5me TT %es trans!arents souli"nent les !rinci!au) *l*ments de la

matire

%&avanta"e c&est la fle)i+ilit* et l&ada!ta+ilit*( ca!itales eninformatique( le d*savanta"e c&est la UrudesseV de la!r*sentation

Kn trans!arent est un su!!ort une !r*sentation orale( ou

la cons*quence d&un Usta+ilo +ossV ; vous de com!enser !ar des lectures additionnelles



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21

9*f*rences



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22

I Coda"e et traitement de

l&information# le +inaire



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Oonctionnement intime de l&ordinateur

Mntr*es Sorties

Stoca"ede

%&information

6raitementde

%&information

6ransmissionde

%&information

rechercheefficace(

!armatchin"

calculer

raisonner

transformerP9:9;,,MSmani!uler

Structure et Fonctions Premires de LOrdinateur



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La Partie Intelligente de lOrdinateur:

Le Programme

8&oW son or"anisation AardXare

entr*es#claviersourisscannersvoi)

Sorties

*cranim!rimantesons

,*moiresCPK;%K

P9:9;,,MS



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2$

Labstraction suprme dun ordinateur = la machine de

Turing: tout ordinateur peut se ramener cela.

D 1 11 D 1 D 1 D 1 m*moireQ +ande

1

ControlKnit

%ire et *crire

*tat internea(+(c(d(

Mtat

courant

lu sur

la +ande

*crit sur

la +ande

+ou"e

"audroi

Gouvel

*tata

+1D

DD

"d

ca

%e

Pro"ramm

e Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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2/

;lan 6urin"


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2?

%e +inaire# en stoca"e et en traitement

Pourquoi# le courant !asse ou !asse !as( idem !our lalumire et le ma"n*tisme

C&est !lus ro+uste et r*siste +eaucou! mieu) au)

!ertur+ations Plus sim!le et !lus *conomique r*aliser %es transistors


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%es circuits sont des im!l*mentations mat*rielles desfonctions lo"iques


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6ransistor

Chaque *l*ment doit !ouvoir r*aliser 3 fonctions

0 ;m!lifier le courant


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3D

6ransistor

*metteur +asecollecteur

M B C

%e transistor fonctionnecomme un inverseur# le

!otentiel en B


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6ransistor

; la +ase# le silicium


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6ransistor

M)em!le de transistor# ,:S


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6ransistor M)em!le de transistor# ,:S


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6ransistor

M)em!le de transistor# ,:S


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6ransistors et circuiterie

Kn !rocesseur moderne( c&est un ensem+le int*"r*


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Plus finement on "rave( !lus on !eut mettre de transistors sur unem5me !uce0 au"mente la ca!acit* de traitement

0 et r*duit le d*lai de transmission entre deu) transistors

,ais0 on au"mente aussi la com!le)it* et le cot de la "ravure(0 on atteint !eu !eu les limites quantiques


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6ransistors et circuiterie 6raitement de l&information +inaire

0 ,is en s*rie ou en !arallle( les transistors !euvent r*aliser desfonctions +ool*ennes *l*mentaires comme le U;G8V( le UG:9V(le U\:9V(>

0 Circuiterie *lectronique Q circuiterie lo"ique

%es circuits sont des im!l*mentations mat*rielles desfonctions lo"iques


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,ise en s*rie de 2 transistors


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9e!r*sentation de la lo"ique +inaire



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%e +ista+le


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6ransistors et circuiterie Kn re"istre 4 +ista+les


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%e transistor !eut aussi effectuer des o!*rations arithm*tiques


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Par leur fonctionnement !ro!re( les transistors en s*rie r*-am!lifient le si"nal qu&ils re^oivent

Mn chan"eant le !otentiel en entr*e( on chan"e le!otentiel en sortie %e tem!s de chan"ement est inf*rieur

la nanoseconde mais il e)!lique !ourquoi tous lescircuits lo"iques ont un tem!s de r*!onse

%es m5mes U+riquesV *lectroniques !ermettent donc de#raisonner( calculer( m*moriser(

9echerche en cours# interru!teur !lus ra!ide #0 %es nanotu+es de car+one# !lus !etit( moins consommateur

0 6ransistors o!tiques# 1DDDDD fois !lus ra!ide



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44

I!OR"#TI$%& =

Information 6raitement de cette Information

Binaire

@ Q 1DDDF Q 1DD1

@F 1DDD 1DD1 -----

1DDD1%e sens d&un +it d*!endra de son conte)te d&utilisation8&oW la n*cessit* d&*ta+lir des standards



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4$

Information Binaris*e# Mcriture(Gom+res( Ima"es( Sons

%a valeur d&un mot +inaire d*!end du conte)ted&utilisation# mot( ima"es( sons(

:n vise la standardisation

Mcriture Q Code ;SCII0 Sur ? +its -- 12@ caractres( Sur @ +its -- 2$/caractres( !ar e) Ha Q 11DDDD1

0 Mquivalence Bytes


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4/

M)trait dune ta+le de conversion ;SCII



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Coda"e +inaire# les nom+res entiers

%a cl*# comment inter!r*ter les +its.0 Su!!osons des chiffres entiers non si"n*s cod*s sur @

+its

0 M)em!les# DDDDDDDD Q D

DDDDDDD1 Q 1 1DDDDDDD Q 12@ D1D1D1D1 Q @$ Q D)12@1)/4D)321)1/D)@1)4D)21)1 11111111 Q 2$$ Q 1)12@1)/41)321)1/1)@1)41)21)1

Position ' ( ) * 4 + , -

igni/ic. 2?

2/

2$

24

23

22

21

2D

0aleur 12@ /4 32 1/ @ 4 2 1



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les nom+res entiers

Coda"e +inaire des nom+res0Mntiers non-si"n*s#

Sur @ +its#

8e D 2$$ Q 2$/ valeurs en tout


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Coda"e +inaire# les nom+res entiers

;rithm*tique *l*mentaire# l&additiond&entiers non si"n*s


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les nom+res entiers

Coda"e +inaire des nom+res0 Mntiers si"n*s# notation dite en 2&com!lement

%e !remier +it informe sur le si"ne et est a!!el*# Hle +it le !lussi"nificatif

Pour les nom+res !ositifs# !art le !remier +it D( cela ne chan"e

rien Pour les nom+res n*"atifs#

Prendre la notation +inaire de la valeur a+solue Inverser chaque +it ;'outer la valeur 1 au r*sultat M)em!le sur 4 +its# 3 Q DD11 -3 Q 11DD DDD1 Q 11D1

%&es!ace coda+le est com!ris entre -2n-1et 2n-10 1 oW n re!r*sentele nom+re de +its la notation en 2&s com!lement !ermet de traiter l&addition de

nom+res n*"atifs et !ositifs de la m5me manire

$D Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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$1

Nombre Binaire

-8 1000

-7 1001

-6 1010

-5 1011

-4 1100

-3 1101

-2 1110

-1 1111

0 0000

+1 0001

+2 0010

+3 0011

+4 0100

+5 0101

+6 0110

+7 0111



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$2

ombres entiers: arithm1ti2ue 1l1mentaire

6ravaillons avec 4 +its en 2&com!lementDD11


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$3

multiplication additions

DDD11


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$4Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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$$

3odage et calcul de nombres irgule

/lottante 5/loating6point7

32 +its

Mn "*n*ral( les nom+res sont re!r*sent*s a!rs la vir"ule#D32 1D? :n !eut aller 'usque 1D3@


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$/

il e)iste maintenant des ;GSIIMMM standards !our cesre!r*sentations et o!*rations des vir"ules flottantes 6ousles !rocesseurs les traitent de la m5me fa^on

les additions et soustraction sont !lus com!liqu*es que lesmulti!lications car il faut ali"ner les nom+res


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$?

Ima"es 7ersion Bit,a!

0 !hotos( !eintures( vid*o( scanner0 chaque !i)el est encod*# niveau de "ris ou couleur0 le format


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Coda"e +inaire# sons

Pour num*riser du son enre"istr* !ar micro ou cr** !ar un instrumentacoustique ou *lectrique0 :n d*cou!e le son en *chantillons de tem!s et on code chaque *chantillon

sur un certain nom+re de +its ;nalo" to 8i"ital Converter


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$F

9e"rou!ement et com!ression desdonn*es

Gom+re de

+its

;!!ellation

an"laise

;!!ellation

fran^aise

1 Bit Bit4 Aalf-+yte 8emi-octet

@ Byte :ctet

1/ ord ,ot

32 8ou+le ord ,ot dou+le

/4 ]uad ord ,ot quadru!le



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/DCours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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/1

Com!rimer l&information

!ourrait se coder# $ 1 1D



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/2

Mncry!ter l&information

Gotion de clef !riv*e#0G Q 2

0 H informatique deviendrait H !hqtocvsX"

0 Mncry!ta"e sym*trique Clef !u+lique( clef !riv*e#

0 Mncry!ta"e asym*trique

0 %e destinataire re^oit la clef !u+lique et encry!te lemessa"e que seul( vous( avec la clef !riv*e !ouveZd*cry!ter



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/3

II Oonctionnement intime du !rocesseur



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/4

%&ordinateur e)*cute des !ro"rammes Kn !ro"ramme Q une s*quence d&instructions(

"*n*ralement *crites dans un lan"a"e de !ro"rammation(!uis automatiquement traduites en instructions*l*mentaires !our un !rocesseur !articulier

%e !ro"ramme e)*cute un al"orithme contenant desinstructions en s*quence ainsi que des +oucles et des testsconditionnels

Kne fois traduites en instructions *l*mentaires( PA: !rendle relais


h1 1 1 l d / ti t d


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/$

ch1ma g1n1ral de /onctionnement de

la machine de 0on euman#

Le Petit Homme Ordinateur: PHO

Il cherche l&adresse de l&instruction


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/?

PA:



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/@

PA: l&oeuvre



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?D

%e cycle fondamental


%es quatre classes d&instructions


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?1

%es quatre classes d instructions*l*mentaires sont#

8*!lacement de donn*es#0 ,*moire ,*moire

0 9e"istre,*moire

0 P*ri!h*rique ,*moire

0 P*ri!h*rique 9e"istre :!*rations ;rithm*tiques et %o"iques#

0 a + Z est-il *"al D .

:!*rations Conditionnelles et Branchement#0 Si ) b D alors aller a l&instruction F$

:!*rations d&entr*esortie



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?2

%&*criture des !ro"rammes

;u tout d*+ut instructions *l*mentaires ,ais de!uis( lan"a"es !ro"rammation de haut

niveau Kne instruction en %PA !lusieurs instructions

*l*mentaires

UcQa+V est !lus sim!le que Uload a( re"1V( Uload+( re"2V( Uadd re"3( re"1( re"2V( Umove c( re"3V



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?3

Reu d&instructions sim!lifi*



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?4Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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?$

8u %PA au +inaire



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?/

%es diff*rents ty!es d&instruction

Co!ie de ; vers B# + Q a



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??

:!*ration arithm*tique# c Q d e ) f



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?@

Branchement et +oucle# Xhile Z D do %eBoulot


6 t l&i f ti l i i d


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?F

6oute l&informatique re!ose sur le !rinci!e del&a+stration fonctionnelle

Kn ordinateur fonctionne diff*rent niveau)d&a+straction :n !eut travailler un niveausu!*rieur sans se soucier du niveau inf*rieur

electronique

assembleur

Java/Python

logique



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@D

%ne Instruction &l1mentaire

Code Source 8estination Branchement

adresse a+solueou inde)*e

]uelleinstruction

:W trouver l&o!*rante

:W trouverla !rochaineinstruction


&l1ments /ondamentau8 de


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@1

&l1ments /ondamentau8 de

larchitecture

les re"istres

0,;9(,89(IC(I9( les m*moires

09;,(89;,(cache(virtuelle les +us

0IC---,;9

0,89--I90les +us !our I: et les !*ri!h*riques



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@2

Les Registres

ils contiennent les donn*es actuellement mani!ul*es l&instruction e)*cut*e# I9 les I: adresses acc*der le com!teur de !ro"ramme# IC l&adresse m*moire# ,;9( la donn*e m*moire# ,89 le re"istre d&*tat du !rocesseur informe sur la dernire o!*ration et indique si elle a

!roduit un Z*ro( ou une retenue( ou le +it si"nificatif du r*sultat(

ils interviennent dans les instructions !our les donn*es ou lesadresses des o!*rantes

ils !euvent 5tre char"*s(somm*s(!ermut*s(translat*s le transfert entre re"istre conditionne la vitesse du CPK



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@3

Les m1moires

avec un ,;9 de 32 +its( on !eut aller 'usque 232d&es!ace= Il s&a"it de m*moire volatile avec 9andom;ccess < 9;, Q 9andom ;ccess ,emory=



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@4

Les bus

ils !euvent 5tre locau) et connecter des re"istres entre eu)Plus il y en a( !lus d&information !ourront 5tre transmisessimultan*ment( !lus le CPK ira vite

ils !euvent *"alement connecter le CPK la m*moire et le

CPK au) !*ri!h*riques Mn "*n*ral les +us sont !arallles au sein du CPK et s*ries

!our connecter des !*ri!h*riques !lus distants un +us contient un ensem+le de li"nes avec donn*es(

adresses ou information de contrle


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@$

%es instructions *l*mentaires

4 "randes classes0 1 transfert ou mouvement de donn*es# re"istres - m*moire --

re"istres

0 2 arithm*tique et lo"ique translation ou !ermutation

03 instruction de +ranchements0 4 entr*esortie P*ri!h*rique

l&instruction com!rend !lusieurs cham!s# code et o!*rantes


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@/

9ISC vs CISC



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@?Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

9ISC vs CISC


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9ISC vs CISC

Intel Pentium#0 ;rchitecture "*n*rique +a!tis*e Intel ;rchitecture 32 +its


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@F

Ladressage direct ou indirect

Pour r*duire l&es!ace utilis* l&adressa"e( on !eut utiliser( viades re"istres( des adressa"es indirects ou inde)*s

Cela !ermet des adresses !lus courtes et est tout fait en !haseavec la lo"ique de !ro"rammation qui fonctionne

modulairement( avec des varia+les locales( +oucle( matrice ou!ointeur :n !eut adresser des re"istres( ou !artir H d &offset ( les instructions *l*mentaires font vraiment la diff*rence entre les ty!es de

!rocesseur

8iff*rences fondamentales entre CISC et 9ISC %e 9ISC doit adresser +eaucou! !lus !artir des re"istres !our maintenir

des adressa"es cours et donc des !etites instructions



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FDCours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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F1

Oonctionnement du !rocesseur

%es re"istres#0 ; chaque re"istre corres!ond une utilisation s!*cifique0 6out le fonctionnement de l&ordinateur se ramne des

transferts de re"istres

0 C&est cette vitesse de transfert que l&on qualifie avecUles fameu) AZV indiquant la vitesse du !rocesseur0 Kn transfert de re"istres est une U*ta!e atomiqueV0 %e d*roulement d&une instruction *l*mentaire

com!rend !lusieurs *ta!es atomiques

0 Com+ien d&*ta!es atomiques !eut-on e)*cuter en 1seconde AZ Q 1DDDDDDDDD



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F2Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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F3

%e sch*ma fondamental


8*roulement des instructions


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F4

8*roulement des instructions*l*mentaires

Soit# Premire !hase# le

char"ement#

Seconde !hase#l&e)*cution#

Cours Solvay - 2meBachelor - Introduction la micro-informatique


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F$

Parall*lisme entre *ta!es atomiques

,ais il est im!ortant de maintenir une ind*!endancelo"ique entre les instructions se suivant dans la s*quence

Pi!eline



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F/

S*quenceur# la succession des *ta!es atomiques

S*quenceur c+l*#

S*quenceur

micro!ro"ramm*#



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F?

%es instructions sont cadenc*es


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F@

%e !i!eline# !remier !arall*lisme

%imites du !i!eline0 :# cQ a+ !uis fQde0 Pas :# cQa_+ !uis fQcd0 !ro+lmes# 1 d*!endances entre instructions


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FF

8u su!erscalaire linformatique distri+u*e

Su!erscalaire0 e)*cute !lusieurs instructions simultan*ment

0 !ossde !lusieurs CPK

0 divise les instructions en 3 classes# entier( vir"ule flottante et

+ranchement( et ai"uille chaque ty!e vers un CPK d*di*0 le !oXerPC /D1# 3 CPK( 1 !our les entiers avec 1 !i!eline 4 *ta!es(1 !our les vir"ules flottantes avec 1 !i!eline $ *ta!es et 1 !our les

+ranchements

Systmes multi-!rocesseurs( chacun e)*cutant simultan*ment

la m5me !artie du !ro"ramme ou des !arties trs s*!ar*es rid com!utin"



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1DD

;m*liorations courantes et constantes

0 acc*l*ration du CPK( ce!endant#0 la vitesse de l&ordinateur ne d*!end !as que de la fr*quence de

l&horlo"e mais *"alement de la dur*e des accs 9;, ou accs I:

0 +us !lus lar"es# /4 +its

0 m*moire 9;, *tendue --- m*moire virtuelle0 accs m*moire acc*l*r*# Hcache

0 accs disque acc*l*r*

0 !rocesseurs en !arallle

0 "rid com!utin"# H the com!uter is the netXor

0 !arall*lisation croissante# informatique quantique ou +iolo"ique



101/288

1D1

III. Les m1moires centrales


3aract1risti2ues des m1moires


102/288

1D2

centrales

ca!acit*# d*!end de la taille du ,;9 Soit un ,;9 de 32 +its --- 232)


103/288

1D3

m*moire 9;,# accs random( !ourquoi .. le d*coda"e d&adresse# n -- 2ne)i"e toute une circuiterie lo"ique

lourde et coteuse !our sim!lifier ces circuits( le d*coda"e est souvent fait en s*rie# on

s*lectionne une fois( !uis on re-s*lectionne dans la !artie 'ustes*lectionn*e

les 89;, sont moins chers( moins lourds en *lectronique( mais !luslent( et e)i"ent l&addition d&o!*ration de rafraLchissement trsfr*quente %e Htimin" doit donc inclure des !*riodes derafraLchissementm*moire !rinci!ale et non la cache

la m*moire !rinci!ale !eut 5tre structur*e en diff*rents modules dem*moires avec des adressa"es ada!t*s



104/288

1D4

8es !ro"rs constant dans l&acc*l*ration des m*moires quiaccom!a"nent l&acc*l*ration des CPK

;u'ourd&hui au) deu) m*moires classiques S9;,


105/288

1D$

,*moires secondaires et d&archiva"e

m*moires secondaires# !ermanentes et accs direct# disque dur

m*moires d&archiva"e# !ermanentes( trs

*loi"n*es !hysiquement et accs !lusindirect comme s*quentiel# +andesma"n*tiques


7ue d&ensem+le de la m*moire


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,*moire vive8isque dur9;,

_ 89;, et ses d*riv*es# S89;,( 889S89;,( etc

Princi!ale


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1D?

m1moire cache et m1moire irtuelle

8eu) niveau) de m*moire( une ra!ide transf*rant haute fr*quence !eu dedonn*es( l&autre !lus lente transf*rant moins fr*quemment +eaucou! de donn*es

%e !rinci!e de localit*rend cela efficace Kn !ro"ramme s&e)*cute localement enm*moire


108/288

1D@

%e !remier niveau contient des +locs de mots situ*s cons*cutivement dansle deu)ime niveau


109/288

1DF

3

276.

1

63.4

.1/2

40/6

204.

1024

512

256

12.

64

32

16 . 4 2 1

dressage en continu

0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 inaire dresse 10250

2 . 0 e*ad!cimal

12.

64

32

16 . 4 2 1

12.

64

32

16 . 4 2 1

dressage en blocs de256 octets

0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 loc 40 dresse 10

2 . 0 e*ad!cimal

. 4 2 1

204.

1024

512

256

12.

64

32

16 . 4 2 1

dressage en blocs de40/6 octets

0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 loc 2 dresse 205.

2 . 0 e*ad!cimal

8*com!osition de l adresse



110/288

11D

C&est !artir de la !artie Unumero du +locVqu&on !eut dire si l&adresseconcerne une information contenue dans le !remier niveau de m*moire oudans le deu)ime

%es +locs de la m*moire 9;, et cache sont les !a"es de la m*moirevirtuelle mais le !rinci!e reste le m5me

Kne ta+le interm*diaire v*rifie si le +loc ou la !a"e sont dans le !remierniveau Si ce n&est !as le cas( l&adresse est rediri"*e vers le 2me niveau%&information est transf*r*e ainsi que tout un +loc d&informations voisineset la ta+le de redirection est mise 'our

Il faut choisir qui rem!lacer !ar les nouveau) venus dans la m*moirera!ide( en fonction de la dur*e de s*'our( fr*quence ou r*cence d&utilisation

9amener les rem!lac*s dans la m*moire lente si ceu)-ci ont *t* modifi*sdurant leur s*'our dans la m*moire ra!ide



111/288

111

%e nom+re d&a!!els rat*s au !remier niveau doit 5tre !etit!ar ra!!ort au) succs

Pour la cache( le !remier niveau fonctionne la m5mevitesse que le !rocesseur( le deu)ime niveau 1D) !lus

lentement( le disque 1DDDDDD) !lus lentement Pour la m*moire virtuelle( quand on fait a!!el au disque( le

CPK !eut faire autre chose et s &occu!er d&un autre !rocess(!our la Hcache le CPK attend le transfert du +loc

Kn +on tau) de rat* !our la Hcache est 1-2 E et !our lam*moire virtuelle DDD1E



112/288

112

Oonctionnement de la m*moire centrale ou 9;,



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113

%e d*codeur d&adresse# une sacr* circuiterie


que l&on !eut sim!lifier !ar des m*moires+idi i ll


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114

+idimensionnelles


1 i i


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11$

La m1moire irtuelle

%e !rinci!e est d&utiliser le niveau secondaire( dans ce cas-ci le disque dur(!our *tendre la ca!acit* de la m*moire !rinci!ale

6rs utile !our les machines multi-tas et !our les serveurs Chaque tche!eut utiliser la m*moire !rinci!ale comme si elle *tait seule %&illusion est!arfaite( d&oW l&e)!ression de H m*moire virtuelle

G &ou+lieZ !as que les 9;, au'ourd&hui classiques sont !lusieurs "i"a et quenom+re d&a!!lications


116/288

11/

ou quo * o e v ue e#

6aille de la m*moire insuffisante Parties des !ro"rammes tem!orairement su!erflues ,ulti!lication des !ro"rammes !r*sents simultan*ment 7ariations et fractionnement de l&es!ace m*moire

dis!oni+le %es avanta"es sont# 1 adressa"e sim!lifi*( relatif au

!ro"ramme( 2 es!ace m*moire *tendu sans au"menter en9;, coteu)( 3 contrle des adressa"es dans des es!acesr*serv*s au systme( !our des raisons de !rotection( on

!eut facilement s*!arer les es!aces m*moires r*serv*s diff*rents !rocess



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11?

Kne !a"e Q $12 +ytes @+ytes


118/288

11@

%a !a"ination


Ora"mentation des !ro"rammes en !a"es


119/288

11F

" ! " ! "



120/288

12DCours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

%e 6%B# m*moire associative


121/288

121

%e 6%B# m*moire associative

Pour trs vite savoir si la!a"e se trouve en 9;,ou sur le disque dur

,*moire associative car

les !a"es ne sont !lusdans une s*quencelo"ique et qui doitfonctionner trs

ra!idement


L 1 i h


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122

La m1moire cache

%e !ro"ramme ne sait !as si la donn*e recherch*e sera !rise dans lacache ou dans le deu)ime niveau

%es adresses sont d*cou!*es en trois !arties# ta"( +loc( octet Kne fonction d&association d*termine oW se situe le +loc %a m*thode

la !lus sim!le est la Hcache associative oW la Hta" ta+le :n utiliseun adressa"e en !arallle !our faire vite


123/288


;ccs la m*moire dans sa "lo+alit*


124/288

124

;ccs la m*moire dans sa "lo+alit*



125/288

12$

%a "estion com!lte de la m*moire !eut 5tre trs com!le)e 8&un accs ra!ide la cache un accs trs lent sur le disque dur avec

rem!lacement sur le disque des !a"es !r*sentes dans la 9;, 8ans les Pentium( on s*!are la Hcache instruction de la Hcache

donn*es car les instructions sont structur*es diff*remment desdonn*es en m*moire

Pour o!timiser la m*moire( on !eut 'ouer sur +eaucou! de !aramtres#la taille des +locs( la vitesse de transfert(

:n essaie d&acc*l*rer les m*moires et surtout le disque dur qui est trslent

%es accroissements m*moires sont !lus im!ortants que lesacc*l*rations CPK


Interconne)ions dans l&unit* centrale


126/288

12/

Interconne)ions dans l&unit* centrale

9e"rou!er les liaisons dans des+us

Bus multi!les ou +us unique 6enter de r*duire le nom+re de

li"nes


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12?

Reu de com!osants ou chi!set

Bus distincts Points de 'onction Gorth et south +rid"e Gorth +rid"e# +us trs

ra!ide South +rid"e# les

!*ri!h*riques %a carte mre est le

squelette de l&ordinateur#dans laquelle on installeles com!osants



128/288

12@

I0. &ntr1es9orties et P1riph1ri2ues


P1riph1ri2ues 1n1ralit1s


129/288

12F

P1riph1ri2ues 6 1n1ralit1s

Sans ses !*ri!h*riques( les effets du CPK sont inaccessi+les %&ordinateurintera"it avec nous via ses !*ri!h*riques Il faut or"aniser les interactions duCPK avec ses !*ri!h*riques


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13D

Il est im!ortant que le CPK ne diff*rencie !as les !*ri!h*riques entreeu) et que les !ilotes de chacun des !*ri!h*riques se char"ent de cettediff*rentiation Cela sim!lifie "randement le desi"n du CPK

%es !*ri!h*riques sont de !lus en !lus H intelli"ents et !rennent de!lus en !lus l&initiative dans leur interaction avec le !rocesseur

%e !ilote et le contrleur se char"ent de "*rer ces adresses !hysiques(

de structurer les donn*es


131/288

131

%

MS

PM9IPAM9I]

KMS

3P%

I9O

registre

donn1es

I9O

registre

adresses

pilote

I9O

pilote

I9O

Clavier DD3Souris DD2

7oi) DD2Scanner 2DDIm!rimante D$matricielleC8 1$38isque 8ur 1$DDDD

P*ri!h 6ransfertBsec


%es m*moires de masse# disque dur


132/288

132

%es m*moires de masse# disque dur

1DDDD tm1 micron s*!are disque et t5te+ras lentdiZaine de +yte

densit* d&*criture varia+leKn e)em!le# 1D24 !istes(/4 secteursKn +loc Q $12 +ytesencoda"e !ar ma"n*tisation

le disque est fourni format*


8isques o!tiques


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133

8isques o!tiques

1 mm s*!are la t5te du disque s!irale !lutt que !iste la vitesse s&ada!te

?4 mn !our la s!irale de /mmoins ra!ide que le disque durmoins encom+rant9 ou 9les +its sont cod*s

!ar la !r*sencede r*flecteurs ou de +ossesqui dis!ersent la lumire

;u'ourd&huiBlu-ray


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,*moire flash#0 Princi!e# ,*moire *lectronique de ty!e MMP9:,


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13$

%e clavier

]uand une touche est !ress*e


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13/

% *cran

Mcran cathodique

Mcran !lat



137/288

13?

Les 1crans 5les moniteurs70 il est n*cessaire d&avoir un +on contrleur du vid*o( la carte "ra!hique

qui traduit l&information di"itale en analo"ique

0 la dimension Q la dia"onale 1$ ou 1? !ouces( la fr*quence derafraLchissement - @D AZ


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13@

0 la r*solution est *"alement im!ortante# le nom+re de !i)els quiconstituent l&ima"e sur l&*cran 6y!iquement ?/@ li"nes de 1D24

!i)els

0 s&il y avait une lar"e !ossi+ilit* de couleur( cela cr*erait une!ression tro! forte sur les transferts de donn*es entre le CPK et le

moniteur 8&oW des choi) restreint -- 2$/ couleurs


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13F

% im!rimante


9accordement des !*ri!h*riques


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14D

9accordement des !*ri!h*riques

Kn domaine en constante *volutionet tendant l&uniformisation

Port# relie un seul !*ri!h*rique autravers d&une interface s!*cialis*e#!ort clavier( ou C:,-)( !ort PCI0ePK

I8M ou SCSI !our les disques durs#


%es !*ri!h*riques en action


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141

%es !*ri!h*riques en action


%e m*canisme des interru!tions


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142

%e m*canisme des interru!tions

Les interruptions0 interrom!ent le cours normal du !ro"ramme et donc sortent du contrle

du CPK

0 Mlles !ermettent !lus de fle)i+ilit*

0 elles !euvent !rovenir du clavier( d&un I: qui si"nale qu&il a fini( d&un

*v*nement e)t*rieur inattendu

0 le CPK est connect* !lusieurs li"nes d&interru!tion I9]1 - I9]1$

0 le !*ri!h*rique qui demande l&interru!tion# clavier ou fin de I: doit s&identifierau!rs du CPK( ainsi que la nature du service demand* !ar le !*ri!h*rique Ceservice est une routine s!*cifique qui !rendra !ossession du CPK Cetteidentification !eut se faire sim!lement via la li"ne ou !ar un code !r*-d*finit



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144/288

144

0 toute l&information concernant l&*tat actuel du !ro"ramme est sauv*e surun Hstac et les re"istres Mnsuite( la !remire instruction du Hserviced&interru!tion est char"*e dans l&I9

0 ]uand la routine est termin*e( elle !eut soit rendre le contrle au!ro"ramme ou modifier com!ltement le cours des choses

0 une interru!tion d&un *v*nement anormal !eut venir de l&e)t*rieur

moyenne( une fin d&I: une +asse0 les interru!tions !euvent 5tre d*sactiv*es


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14$

8*roulement du traitement d&une interru!tion#0 :n re^oit un vecteur d&interru!tion


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14/Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

8&oW !roviennent les interru!tions


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14?

! !


6ransfert de donn*es et 8,;


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14@

Les ;"# 5;irect "emor< Trans/er70 n*cessaires !our transf*rer des +locs de donn*es( ra!idement

0 Sur les PC( il e)iste @ canau) 8,;

0 on court-circuite le CPK Il !eut donc s&occu!er d &autres !rocess

0 le transfert se fait sous le contrle du contrleur du !*ri!h*rique

0 il est initi* !ar une interru!tion( !uis le CPK dis!araLt de la circulation

0 la fin du transfert est si"nal* !ar une interru!tion

0 le CPK !eut faire autre chose


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14FCours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

%e futur des interfaces


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Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique 1$D

8e nouvelles modalit*s sensorielles


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;u'ourd&hui surtout le toucher mais !as les oreilles et le yeu) 9econnaissance vocale( F@E de qualit*( sans +ruit de fond et !our un

locuteur unique Parfait( lorsque les mains sont occu!*es Pav* tactile


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1$2

Carte mre

Processeur

KSB

Slot ;PCours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

7ue d&ensem+le de l&ordinateur;li t ti 7entilateur du CPK


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1$3

;limentation

Carte "ra!hique

Carte PCI=

%ecteur C8878

8isque durCarte mre

7entilateur du CPK



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1$4

0. Les logiciels


Le s


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1$$

< p 5 7 g

0 %a d*finition classique de l&:S# les 3 fonctions 1# !r*senter une interface unifi*e !our les services les !lus usit*s

2# "*rer les ressources de l&ordinateur

0 8 &a+ord# !ermettre une interface !lus conviviale entre l&utilisateur et lehardXare# !our la "estion des fichiers( !our la "estion des I:( !our lancer

des !ro"rammes Ceci tant de l&e)t*rieur d&un !ro"ramme qu& l&int*rieurd&un !ro"ramme Il s&a"it du lan"a"e de communication entre l&ordinateuret l&utilisateur



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1$/

0 ensuite# faire une "estion des ressources et du hardXare de manire o!timiserleur utilisation Ceci est d&autant !lus ca!ital que ces ressources sont soumises de multi!les demandes# multitche( multiutilisateur( r*seau(

0 il y a +eaucou! d&:S et de !hiloso!hies d&:S diff*rents# KGI\( %inu)( 8:S(IG8:S F\ et G6( 2DDD( \P( 7IS6;( ,;C-:S( %*o!ard

0 C&est l&en'eu d&une terri+le +ataille commerciale et strat*"ique car l&:S est leH maLtre de l&ordinateur

0 il e)iste autre chose que indoXs TTTTT0 indoXs vs %inu)0 %&KGI\


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Pro"rammeurs Q chercheurs( son code doit 5tre ouvert Pro"rammeurs Q cr*ateur de valeur concurrence

confidentialit*son code doit 5tre ferm* Situation !arado)ale TT %inu) est o!en source son code est dis!oni+le tous ;insi qu&;!ache( ,yS]%( ,oZilla( Rava %i+re n&est !as synonyme de "ratuit TTTT ;insi IB, s&enrichit consid*ra+lement au d*!art de lo"iciels li+res iinomics Q arme de colla+oration massive

%e deu)ime e+ %e e+ Q division du travail

Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique 1$?


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1$@Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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1$F

%&:S est res!onsa+le du traitement des fichiers en r*!onse au) requ5tes del&utilisateur# co!y( o!en( e)ecute( move( %&:S est res!onsa+le du traitement et la "estion des I: en r*!onse au) requ5tes de

l&utilisateur# !rint( save( ey+oard( modem( internet( Il "re le d*marra"e de l&ordinateur( et le H+ootstra!!in" - Hil doit se char"er lui-

m5me Char"er l&:S sa!!elle le H+ootin" et s&e)*cute !artir du BI:S

Il !ermet l&e)*cution Ha!!aremment simultan*e de !lusieurs a!!lications ou!ro"rammes et l&utilisation Ha!!aremment simultan*e de !lusieurs utilisateurs

0 !our cela( il "re les ressources demand*es !ar les utilisateurs et les!ro"rammes# CPK( m*moire( I:(

0 il !ermet des !rotections et des communications entre utilisateurs et!ro"rammes

0 Il fournit des informations !our qu&un utilisateur !rivil*"i*# H le systemmana"er "re les ressources et o!timise le systme



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1/D

de manire synth*tique( on !eut cat*"oriser les historiquement les :S en 4classes#

0 utilisateur unique( tche unique

0 utilisateur unique( tches multi!les

0 utilisateurs multi!les( tches multi!les

0 systmes distri+u*s l&:S est un !ro"ramme de ty!e Hevent-driven( il n&intervient que quand on

lui demande d&intervenir !ar une commande ou via un !ro"ramme( en r*!onse une commande fichier( un I:( un in!ut de clavier( une demande dem*moire !ar un !ro"ramme(

%&:S !rend le contrle( ou en r*!onse une requ5te de l&utilisateur ou la !arle 'eu des interru!tions


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1/1

les :S !euvent tourner sur un lar"e ensem+le de !lates-formes informatiques%es deu) :S les !lus fr*quents sont indoXs et Kni) Parta"er les :S entre!lates-formes !ermet une meilleure H!orta+ilit* des !ro"rammes et desa!!lications


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1/2

un ernel !eut donc donner lieu !lusieurs shell( ce qui est ty!iquementla cas avec KGI\


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1/3

Kn seul !ro"ramme est !eu *conome !our le CPK# notamment causedu tem!s !erdu !our les I: ;u'ourd&hui tous les ordinateurs !ermettent le multitche %e rle su!!l*mentaire de l&:S devient d&allouer les ressources CPK et

m*moire entre les tches C&est la !roc*dure de Hdis!atchin" qui !rend

en com!te les I:


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1/4

; chaque !rocessus est associ* un H+loc descri!teur qui contient toutesles informations suivantes#0 un identificateur du !rocessus(

0 l*tat courant du !rocessus(

0 un es!ace !our la sauve"arde du contenu des re"istres du !rocesseur lorsque le!rocessus est !rovisoirement interrom!u dans son e)*cution(

0 l&adresse de sa ta+le de corres!ondance entre !a"es virtuelles et !a"es r*elles(0 la liste des ressources n*cessaires en termes de m*moire et fichiers(

0 le niveau de !riorit* *ventuel consid*rer dans laffectation des ressources(

0 une s!*cification de ses !ermissions daccs 0 la liste des !rocessis enfants


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1/$

quand un !rocessus est cr** et !r5t 5tre e)*cut*( il est Hready et doit!asser au Hdis!atchin" qui( s&il est choisit( le fait !asser au stadeHrunnin" Plusieurs !rocessus !euvent 5tre +loqu*s ou Hready maisun seul !eut 5tre Hrunnin" ]uand un !rocessus demande un HI:( ildevient H+loqu* ]uand l&I: est termin*( il redevient Hready

les Hthreads sont des es!ces de Hmini-!rocessus %es threads ontleur !ro!re H!ro"ram counter( re"istres( mais ils a!!artiennent aum5me !rocessus( avec les m5mes donn*es Mn "ros les threads sontdes !etites routines d&un m5me !ro"ramme qui !euvent 5tre trait*scomme des Hmini-!rocessus %es Hthreads ont !ris de l&im!ortanceavec l&intensification des !ro"rammes Hevent-driven et des!ro"rammes anim*s :n les retrouve dans les lan"a"es de!ro"rammation de avanc*s# C et R;7;



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1//Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

estion du !rocesseur


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1/?

le +ut du Hdis!atchin"


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1/@Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

;llocation du tem!s !rocesseur au)!rocessus# strat*"ie !r*em!tive


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1/FCours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

%a "estion m*moire


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1?D

la "estion m*moire consiste allouer chaque !ro"ramme e)*cuter unes!ace m*moire %a m*moire est !artitionn*e en !lusieurs !ro"rammes %a!artition est soit totalement *quita+le soit !rend en consid*ration la taille du!ro"ramme ,ais l&em!lacement m*moire ne sera !as continu

on retrouve des !ro+lmes de fra"mentation sem+la+les ceu) que l&onretrouve sur disque mais !our la 9;, cette fois-ci

%&installation de !ro"rammes dans diff*rents em!lacement m*moire 'ustifie

*"alement des modes d&adressa"e relatifs !lutt qu&a+solus Kn !ro"ramme !ourra se H !lanter quand on essaiera d&adresser une

information qui se trouve hors de l&es!ace m*moire qui lui a *t* allou* Il faut +ien sr tou'ours et surtout !rot*"er l&es!ace m*moire de l &:S il faut ra'outer cela la m*moire virtuelle qui doit 5tre "*r*e *"alement !ar

l&:S %a m*moire virtuelle !ermet d&accroLtre consid*ra+lement l&es!acem*moire


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1?1Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

%a m*moire virtuelle


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1?2

via la m*moire virtuelle( chaque !rocessus tourne avec sa !ro!rem*moire et sa !ro!re ta+le de corres!ondance


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1?3

Plu" and !lay 0 !ilotes( ct* :S( et contrleurs( ct* !*ri!h*rique Il !eut y avoir !lusieurs a!!els I: satisfaire simultan*ment C&est le m*canisme d&interru!tion qui "re l&ensem+le % encore( cela !eut se faire en suivant une !roc*dure de ty!e Oirst-in-Oirst-out

ou en suivant une !roc*dure !lus so!histiqu*e


174/288

1?4

6out sur le disque dur est sous forme de fichiers Chaque fichier est re!*ra+le et accessi+le !ar son nom Son contenu d*!end du !ro"ramme qui le traite 6oute a!!lication a une vision asseZ unique d&un fichier(

une s*quence de +ytes Cela devient facile de le lire( le co!ier( le d*!lacer(

l&effacer> %&essentiel de vos mani!ulations et de celles de l&:S

Chaque :S a un systme de "estion de fichiers qui lui est!ro!re et souvent diff*rent d&un autre



175/288

1?$Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


176/288

1?/

estion du r*!ertoire# un systme de Ud*nominationV desfichiers

Structure ar+orescente Chaque r*!ertoire est lui-m5me un fichier avec un tas

d&infos sur son contenu %&accs au) fichiers est conditionn* !ar des droits d&accs Pour Kni) et indoXs( la "estion du contenu d*!end des

a!!lications et non !as de l&:S qui voit tout fichier

comme une s*quence non structur*e de +ytes


Stoca"e !hysique des fichiers


177/288

1??

%e disque dur !eut 5tre divis* en !artitions 0 "estion facilit*e( ta+ledes contenus !lus !etites %&unit* d&allocation et de transfert !ourrait 5tre le secteur disque( $12

+ytes ,ais la ta+le rensei"nant sur l&em!lacement des fichiers seraittro! "rosse "rossissement de l&unit* !lusieurs secteurs# desa"r*"ats ou cluster de secteurs Par e)em!le# @ secteurs

%e mode de stoca"e le !lus sim!le est le stoca"e conti"u( accs etretrait sim!lifi* ,ais !ro+lmes de fra"mentation *vidents 8&oW le stoca"e en liste li* qui convient aussi +ien !our des fichiers

s*quentiels %e !ro+lme c&est la vuln*ra+ilit* si une des unit*s est endomma"*e Stoca"e selon ta+le inde)*e# accs facilit* car inde)* mais

!ro+lme du stoca"e des ta+les d&inde)


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1?@Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

Stoca"e des fichiers en liste li*e


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1?FCours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

Stoca"e selon ta+le inde)*e


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1@DCours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

Stoca"e lo"ique des fichiers# O;6 sous indoXs


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1@1Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


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G6OS sous indoXs# !lutt inde)*


183/288

1@3

8e!uis indoXs G6


Sous Kni)


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Structuration lo"ique des fichiers


185/288

1@$

Kn fichier Q collection s*quentielled&octets Sur le disque# a"r*"ats dis!ers*s %&:S ne s&occu!e !as de la

structuration interne des fichiers :r ce contenu !eut avoir une

or"anisation !r*cise Sous forme d&une suite de records Chaque record !ossde son

identifiant M)em!le des transactions


8&oW l&accs lo"ique associ*


186/288

1@/

;ccs s*quentiel# seul !ossi+le !our lesfichiers conti"us ou en liste li*e

%e !lus standard Parfait !our du te)te mais !as !our des

transactions accs inde)*# !ossi+le !our des

fichiers stoc*s selon la ta+le inde)*e 6a+le encom+rante et !arcours de lata+le la recherche de la valeur del&inde) trs lon"

accs direct !ar adresse calcul*e#adresse se calcule !artir de la valeurde la clef

B;SMS 8M 8:GGMMS



187/288

%MS B;SMS 8M 8:GGMMS

1@?Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

Bases de donn*es# quoi et !ourquoi.


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%es donn*es en entre!rise doivent "*n*ralement 5tre#

0 Structur*es

0 7alid*e et s*curis*es

0 Parta"*es et accessi+les concurrentiellement

0 Sauve"ard*es de manire syst*matique Mt l&historique des modifications conserv*

0 7olumineuses M)# Banque

0 Clients( Com!tes( :!*rations( etc

1@@ Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


C t ti f i diff* t + i .


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Comment satisfaire ces diff*rents +esoins.

0 Systme de fichiers


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Kn fichier Q collections*quentielle d&octets Sur le disque# a"r*"ats

dis!ers*s %&:S ne s&occu!e !as de la

structuration interne des

fichiers :r ce contenu !eut avoir uneor"anisation !r*cise

Sous forme d&une suite derecords

Chaque record !ossde son

identifiant M)em!le des o!*rations

1FD Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

8&oW l&accs lo"ique associ*


191/288

accs direct !aradresse calcul*e#adresse se calcule

!artir de la valeur de

la cl* B;SMS 8M

8:GGMMS

1F1 Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique



192/288

8*finition#0 Kne +ase de donn*es est un lot dinformations stoc*es dansun dis!ositif informatique structur*

0 Mlle !ermet dor"aniser et de structurer les donn*es demanire !ouvoir facilement les mani!uler et stocerefficacement de trs "randes quantit*s dinformations

0 %or"anisation lo"ique des donn*es se fait selon un modlede donn*es

0 %a structure !hysique des fichiers com!orte des inde)destin*s acc*l*rer les o!*rations de recherche et de tri

0 %es donn*es sont "*r*es( consult*es et modifi*es !ar un

lan"a"e de requ5tes


193/288

-Chaque table reprsente une entit(un groupe dinformation cohceptuel)-Chaque colonne dune table reprsente une composante de lentit (attributs)-Une ligne du tableau reprsente est un tuple- Un attribut est repr par un nom et un domaine de dfinition, c'est--direl'ensemble des valeurs qu'il peut prendre (entier, boolen, chaine de caractres)!

1F3 Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

,odle de donn*es

h* d tit* d i ti d t +l


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sch*ma dune entit* # descri!tion dune ta+le !ar ses

attri+uts


195/288

%a cl* !rimaire


196/288

1 est en stoc 1

Produit

IDProd (PK)

Pri* +

+au* +

StockProduit

IDProd (FK)bre en stoc

Position en entre#t

bre en commande

ate Li8raison

La table Produit re#r!sente l9ensemble des

#roduits #ro#os!s #ar un magasin:

C"a$ue ligne de cette table contient un !l!ment

%Prod ;la cl! #rimaire< #ermettant d9identifier ce

#roduit de mani)re uni$ue:Le #roduit est !galement caract!ris! #ar un #ri*

et un tau* de +:

La table =tocProduit re#r!sente l9!tat du stoc #ourc"acun des #roduits figurant dans la table Produit:

C"a$ue ligne de la table Produit est li! > une ligne de la

table =tocProduit, et r!ci#ro$uement, nous a8ons donc

une relationentre ces 2 tables:

Cette table ne #oss)de #as de cl! #ro#re, elle utilise la

m?me cl! $ue la table Produit ;on #arle alors de cl

trangre


197/288

ProduitEnStockIDProd (PK)

Pri* +

+au* +

bre en stoc

Position en entre#t

bre en commande

ate Li8raison

Ces 2 tables sont des entit!s conce#tuelles, elles re#r!sentent2 conce#ts diff!rents: +outefois c"a$ue !l!ment d9une table

!tant li! > un et un seul !l!ment de la seconde, on #eut

rassembler ces 2 tables en une dans notre base de donn!es:

1F? Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

9elation 1-G


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Client

IDClient (PK)

om

Pr!nomdresse

+el

e@mail

Commande

IDComm(PK)

IDClient;AB un seul client

'n doit cr!er une relation entre Commande et Client:

'n #lace donc la cl! !trang)re %Comm dans la table Commande:

Cette cl! nous #ermet de retrou8er le client associ! > une commande:

Plusieurs tu#les de la table commande #ourront a8oir la m?me 8aleur#our l9attribut %Client

1F@ Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

9elation G-G

Une commande com#orte un ou #lusieurs #roduits


199/288

n est dans commande n

Commande ProduitEnStock

IDComm DateComm Livraison Paye

1 01&04&2002 ' '

2 0.&04&2002

IDProd Prix NbreStock IDComm

1 100 50 1

2 50 44 1

2 50 44 2

Le #roduit 2 figure dans 2 commandes et ca g!n)re des redondances d9information dans la table #roduits:

Ce mod)le n9est #as ada#t!, on dit $u9il n9est #as normalis.

Une commande com#orte un ou #lusieurs #roduits:

Un #roduit #eut figurer dans #lusieurs commandes: 'n doit cr!er une relation @ entre Commande et Produitn=toc:

'n #lace donc la cl! !trang)re %Comm dans la table Commande:

Cette cl! nous #ermet de retrou8er le client associ! > une commande:

Plusieurs tu#les de la table commande #ourront a8oir la m?me 8aleur #our l9attribut %Client

1FF Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

ous allons transformer la relation @ en 2 relations 1@

9elation G-G# Cr*ation d&uneta+le de 'ointure


200/288

Commande LigneCommande ProduitEnStock

1 est com#os!e de #our #roduit 1

IDComm DateComm Livraison Paye

1 01&04&2002 ' '

2 0.&04&2002

IDProd Prix NbreStock

1 100 50

2 50 44

2 50 44

IDComm IDProd

1 1

1 2

2 2

La table interm!diaire ne contient $ue les cl!s

!trang)res des 2 relations 1@: Ceci #ermet de

du#li$uer les lignes sans induire de redondance

dans le mod)le:

2DD Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

M)em!le synth*tique


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Cotes d&*tudiants au) cours0 3 6a+les# Mtudiants( Cours et Cotes

0 Mtudiants#

Cl* !rimaire Q ,atricule

Cham!s# Gom( !r*nom( adresse( date de naissance( etc

0 Cours# Cl* !rimaire Q ,n*monique


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Cr*ons cette 8B dans ;ccess

&tudiant6 "atricule 5P?7

- Gom- Pr*nom- 8ate naissance- ;dresse

3ours6 "n1moni2ue 5P?7- 6itre- 6itulaire- MC6S- Pond*ration

Inscription6 um1ro 5P?7

- ,atricule


203/288

"#$ (Langage de requtes structur)est %

un langage de dfinition de donnes& Cration des tables et des relations

un langage de manipulation de donnes& Consultation, insertion, modification de tuples

un langage de protection de donnes& finition des permissions au niveau des utilisateurs

pour les bases de donnes relationnelles!

2D3 Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

,ani!ulation de donn*es


204/288

Syntaxe de la commande SELECT

SELECT [ALL] | [DISTINCT] | *

FROM [!"ERE ]

2D4Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique


205/288

SM%MC6 ,odele( Serie O9:, 7:I6K9MS

SM%MC6 8IS6IGC6 ,odele( Serie O9:, 7:I6K9MS

2D$ Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

M)!ression +ool*enne


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oprateurs logiques

*+

*

oprateurs arithmtiques%

-

.

/

0

1

2

comparateurs arithmtiques343565363

654546

comparateurs de cha7ne%

8

9:;::

$8


207/288

SELECT * FROM OCCA&!"ERE 'Com(te%) < +++++,

SELECT * FROM OCCA&!"ERE 'Com(te%)


208/288

permet de faire des comparaisons sur des chainesgr=ce des caractres, appels caractresjokers%

& $e caractre %permet de remplacer une squence decaractres (ventuellement nulle)

> ?icrosoft ccess utilise lastrisque (.) plut@t que le 0

& $e caractre_permet de remplacer un caractre

SELECT * FROM OCCA&

!"ERE Ma)$%e LI/E 01E20

2D@ Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

Restrictionsur les valeursmanquantes


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$orsqu'un champ n'est pas renseign, le "A9 luiattribue une valeur spciale que l'on note NULL! $arecherche de cette valeur ne peut pas se faire l'aide

des oprateurs standards, il faut utiliser les prdicats ISNULLou bien IS NOT NULL!

SELECT * FROM OCCA&!"ERE Com(te%) IS N3LL

2DF Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

6ri des r*sultats


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$a clause ORDER Best suivie des mots cls!S"ou DES", qui prcisentrespectivement si le tri se fait de manire croissante (par dfaut) oudcroissante!

SELECT * FROM 4OIT3RE ORDER 56 Ma)$%e ASC7 Com(te%) DESC

21D Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

6raitements statistiques et re"rou!ement desr*sultatsUtilisation de la clause #ROU$ B, suivie du nom de chaque colonne sur


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Ut sat o de a c ause # OU , su e du o de c aque co o e su

laquelle on veut effectuer des regroupements (pour des traitementsstatistiques)!

$es principales fonctions pouvant Btre effectues par groupe sont%

AV% Calcule la moenne d'une colonne

C!"#T% Calcule le nombre de lignes d'une table

$A% Calcule la valeur maDimale d'une colonne

$% Calcule la valeur minimale colonne S"$% :ffectue la somme des valeurs d'une colonne

:n combinant avec la clause A+*UE 9F, on peut faire un calcul surchaque groupe produit

SELECT Ma)$%e7 A48'Com(te%), AS Mo9enneFROM 4OIT3RE 8RO3: 56 Ma)$%e


Rointures entre ta+les


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Une Gointure est un produit cartsien de deuDtables!

Une quiGointure est une Gointure dont la

qualification est une galit entre deuDcolonnes! :Demple %

":$:C H!ttH, I!ttIJ+*? H, I

;K:+: H!CleErim3I!Cle:trang



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SELECT Occa;Ma)$%e7 Occa;Modele7 Societe:a9sFROM OCCA&7SOCIETE

!"ERE Occa;Ma)$%e - SocieteNom)e$%=te $%i?alente a?ec les @ alias B

SELECT OMa)$%e7 OModele7 S:a9sFROM OCCA& O7SOCIETE S!"ERE OMa)$%e - SNom


Sous requ5tes

Une sous-requBte doit Btre place la suite d'une clause


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Une sous-requBte doit Btre place la suite d une clause

;%EREou %!&IN#, et doit remplacer une constante ou ungroupe de constantes qui permettraient en temps normald'eDprimer la qualification!

& lorsque la sous-requBte remplace une constante utilise avecdes oprateurs classique, elle doit ogligatoirement renvoer

une seule rponse (une table d'une ligne et une colonne)!

:D% SELECT FROM !"ERE < 'SELECT FROM ,

& lorsque la sous-requBte remplace une constante utilise dansune eDpression mettant en Geu les oprateurs IN' E(ISTS' !LL

ou!N, elle doit ogligatoirement renvoer une seule ligne!

:D % SELECT FROM !"ERE IN 'SELECT FROM,



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SELECT * FROM OCCA&

!"ERE Com(te%) < 'SELECTA48'Com(te%), FROM OCC

,oyenne


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Cet oprateur permet d'effectuer une U8* des tuplesslectionns par deuD clauses SELE"T

$es deuD tables sur lesquelles on travaille devant avoirle mBme schma!

SELECT FROM !"ERE 3NIONSELECT FROM !"ERE

Ear dfaut les doublons sont automatiquement

limins! Eour conserver les doublons, il est possibled'utiliser une clause UNION !LL!

21/ Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

Insertion de donn*es


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$'insertion de nouvelles donnes dans une table se faitgr=ce l'ordre 8":+, qui permet d'insrer denouvelles lignes dans la table!$'ordre 8":+ attend la clause INTO, suivie du nom dela table, ainsi que du nom de chacune des colonnesentre parenthses (les colonnes omises prendront lavaleur U$$ par dfaut)!

$es valeurs insrer peuvent Btre prcises de deuDfaLons%

& avec la clause VALUES

& avec la clauseSELECT


Insertion de donn*esavec la clause VAL!S#

une seule ligne est insre elle contient comme valeurs


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une seule ligne est insre, elle contient comme valeurs,l'ensemble des valeurs passes en paramtre dans laparenthse qui suit la clause &!LUES!

$es donnes sont affectes auD colonnes dans l'ordre danslequel les colonnes ont t dclares dans la clause INTO

INSERT INTO Nom1de1la1tale

'colonne7colonne7colonne.7,

4AL3ES '4ale%)74ale%)74ale%).7,

$orsque chaque colonne de la table est modifie,l'numration de l'ensemble des colonnes est facultatif

21@ Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

Insertion de donn*esavec la clause S!L!"#

Elusieurs lignes peuvent Btre insres elle contiennent comme


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Elusieurs lignes peuvent Btre insres, elle contiennent commevaleurs, l'ensemble des valeurs dcoulant de la slection! $esdonnes sont affectes auD colonnes dans l'ordre dans lequelles colonnes ont t dclares dans la clause INTO

INSERT INTO Nom1de1la1tale'colonne7colonne7,SELECT colonne7colonne7FROM Nom1de1la1tale!"ERE $%alication

$orsque l'on remplace un nom de colonne suivant la clauseSELE"Tpar une constante, sa valeur est affecte par dfautauD tuples!

NB ) No*+de+,a+ta-,edoit Btre diffrent de No*+de+,a+ta-,e.


,odification de donn*es


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$a modification effectuer est prcis aprs laclause SET! 8l s'agit d'une affectation d'unevaleur une colonne gr=ce l'oprateur /suivi d'une eDpression algbrique, d'uneconstante ou du rsultat provenant d'une

clause SELE"T!

3:DATE Nom1de1la1taleSET Colonne - 4ale%)[!"ERE $%alication]

$a clause 0%EREpermet de prciser les tuples sur lesquels la

mise Gour aura lieu

22D Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique

Su!!ression de donn*es


221/288

Ar=ce l'ordre DELETE suivi de la clause 1RO2,prcisant la table sur laquelle la suppressions'effectue, puis d'une clause 0%EREqui dcritla qualification, c'est--dire l'ensemble des

lignes qui seront supprimes!

DELETE FROM Nom1de1la1tale!"ERE $%alication

$'ordre :$:: est utiliser avec prcaution carl'opration de suppression est irrversible!


S]%# M)em!les

Pro"rammons quelques requ5tes sur notre 8B de cotes#


222/288

0 M)traction et afficha"e# SM%MC6 ;fficha"e du listin" des *tudiants ;fficha"e du nom et !r*nom des *tudiants b2D ans

b2D ans ou matricule @DDDD et matriculeb11DDDD ;fficha"e des *tudiants dont le nom commence !ar [,a& ;fficha"e des *tudiants tri*s !ar "e d*croissant ;fficha"e de la moyenne des cotes !ar cours ;fficha"e du relev* de notes de chaque *tudiant ;fficha"e de la moyenne( min et ma) de chaque *tudiant ;fficha"e des cotes d&IGO:-82D2 inf*rieures la moyenne du cours ;fficha"e des 1D meilleurs et des 1D moins +ons *tudiants


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0 Insertion# IGSM96 Ins*rer un nouveau cours dans la ta+le des cours

Ins*rer tous les *tudiants dans la ta+le cotes !our ce nouveau cours

0 ,ise 'our# KP8;6M

,ettre 12 tous les *tudiants !our le nouveau cours

;'outer 1 !oint en informatique tous les *tudiants 9emonter la cote d&informatique des *tudiants en *chec 1D

0 Su!!ression# 8M%M6M

Su!!rimer le cours a'out*

]uel est le !ro+lme.


Oonctionnalit*s des SB8


224/288

Oonctions de +ase0 estion des ta+les et du systme d&inde)ation

0 Int*"ration du lan"a"e de requ5tes S]%

0 Interface "ra!hique !our "*rer les +ase de donn*es( cr*er

des requ5tes( etc0 estion des utilisateurs et droits d&accs fins

0 estion des transactions

0 estion des sauve"ardes et de la r*!lication

:utils de cr*ation d&a!!lications int*"r*es


225/288

Systmes de estion de Bases de 8onn*es


226/288

%ors d une *lection communale( faisant fi de tout secret *lectoral( uninformaticien malfaisant r*ussit se !rocurer et stocer dans une

+ase de donn*es relationnelle les informations suivantes # !our chaquecommune


227/288


M)ercice 2


228/288

Kne a"ence immo+ilire "re la location d&a!!artementset de maisons !our le com!te de !ro!ri*taires Cettea"ence maintient une +ase de donn*es relationnellesdans laquelle chaque !ro!ri*taire


229/288


Linter/ace utilisateur

C&est ce qui doit rendre l&:S H user-friendly


230/288

23D

C est ce qui doit rendre l :S H user friendly 1rer les applications# a'outer ou retirer une a!!lication( d*marrer

une a!!lication( dialo"uer avec la!!lication( !asser des informationsentre a!!lications( !ar e)em!le !ar co!ier-coller

1rer ses r1pertoires et /ichiers# cr*er et effacer des r*!ertoires(co!ier( sauve"arder( d*!lacer( effacer ses fichiers en utilisant desfonctions qui lui !ermettent de ne !as avoir connaLtre la structureinterne du contenu :ctroyer des droits daccs diff*renci*s


231/288

231

! y! < ! " =

fen5tra"e n&im!lique !as le Hvrai multitche %e KI est !lus facile mais le C%Iest moins coteu)( !lus fle)i+le et !lus !uissant


232/288

232

8u !lus *troit s*quen^a"e "*n*tique= II= Pro"iciels#

0 %ar"e domaine d&activit*s( "estion de !roduction( com!ata+ilit*(administration du !ersonnel( mais !aram*tra+les# S;P

III= :utils # vocation universelle0 M)cel( ,atla+( S;S

0 %e navi"ateur


Le r@le de ladministrateur s


233/288

233

! ! y q

!rivil*"i*s il v*rifie le +on fonctionnement du systme il a accs tous les fichiers du systme il !eut a'outer un nouvel utilisateur avec son lo"in( son mot de !asse( son

directory( son Hlo"in shell et confi"urer son fichier d&init %e fichier d&init est "*n*ralement confi"ura+le dans tous les systme Il

com!rend l&initialisation des H!ath( des H!rom!t( des !*ri!h*riques( il !eut !artitionner le disque( le r*!arer( mesurer l&utilisation du disque( du

CPK et l&es!ace m*moire il !eut faire des H+acu!s r*"uliers ou retrouver des donn*es !erdues v*rifier et confi"urer la s*curit*( les accs installer de nouveau) softXares et mettre 'our les softXares e)istant( y

com!ris l&:S installe les antivirus


7irus et antivirus

%e dan"er s&accroLt avec Ul&ouvertureV de l&ordinateur


234/288

234

"

%e virus se ra'oute un !ro"ramme hte dont il d*tourne les instructions 6rois !arties#

0 %&infection res!ona+le des d*"ts0 %&auto-r*!lication reco!iant le virus dans d&autres !ro"rammes

htes0 ,arquer les fichiers d*' infect*s

7ers et cheval de troie ;ntivirus#

0 Oaire corres!ondre les fichiers entrant avec des +outs de codes

r*!*rtori*s et consid*r*s comme nocifs


Confidentialit*( int*"rit*( fia+ilit*


235/288

Confidentialit*des informations vous concernantcry!to"ra!hie

encom+rements intem!estifs( la com!le)it* nous*cha!!e

Cours Solvay - 2me Bachelor - Introduction la micro-informatique 23$

;rchitectures de +ase


236/288

6out lo"iciel est constitu* d&au minimum 3*l*ments#0 8es donn*es

0 8u code


237/288

Gotion d&architecture#0 Mssentiellement la question de l&or"anisation de ces 3*l*ments

Sont-ils s*!ar*s ou forment-ils un tout.

Sur quelles


238/288

;rchitectures !rinci!ales en entre!rise0 Client sim!le0 Client 0 Serveur


239/288

0 %es lo"iciels !ersonnels sont "*n*ralement de sim!lesa!!lications dites [client&

8onn*es( !ro"ramme et interface utilisateur forment un to

Documents

Introduction micro informatique