La science informatique: un petit condensé d'histoire de l ...sparticipatives.gforge.inria.fr/film/slides-presentation/presentation.pdf · Épisode 2 - De l'algorithme à la notion

La science informatique: un petit condenséd'histoire de l'informatique

Marie Tonnelier, ingénieure en développement logiciel

INRIA Nancy Grand-Est

Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique

LORIA

Laboratoire lOrrain de Recherche en Informatique et ses Applications

14 avril 2011

Sommaire

1 Film � Pour quoi tu cherches ? �PrésentationÉpisode 1 - ImmersionÉpisode 2 - De l'algorithme à la notion de programmeÉpisode 3 - De la mécanisation des calculs aux logicielsÉpisode 4 - Du codage de l'information à l'objet numériqueÉpisode 5 - Notre monde numérique : pour le meilleur ou pourle pire ?

2 Questions/Réponses

3 Des liens pour aller plus loin

Plan




La science informatique: un petit condensé d'histoire de l'informatique

Film � Pour quoi tu cherches ? �

Présentation

Le �lm

Un court métrage pour découvrirces grand(e)s personnages del'Informatique et des Sciences duNumérique et partager quelquesunes de leurs grandes idées.

Durée : 25 minutes(5 épisodes de 5 minutes)

Di�usé sur internethttp://www-sop.inria.fr/

science-participative/film

http://www-sop.inria.fr/science-participative/film

http://www-sop.inria.fr/science-participative/film

Plan






Épisode 1 - Immersion

L'informatique : une science théorique et pratique

Informatique = Utilisation d'un ordinateur (Navigateurinternet, traitement de texte, jeux, etc)

� La science informatique n'est pas plus la science desordinateurs que l'astronomie n'est celle des télescopes �Edsger Dijkstra

Informatique = information automatique (néologisme1962)

= La science du traitement de l'information par des machinesautomatiques (ordinateurs, consoles de jeux, robots,téléphones, etc.)

= la science des calculateurs



















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Épisode 2 - De l'algorithme à la notion de programme

L'informatique est-elle réservée aux hommes ?

À votre avis :

L'informatique est-ce masculin ?

En quoi avoir un sexe féminin rend di�cile l'accès aux scienceset techniques ?





À votre avis :







À votre avis :






Une énigme

Un homme et son �ls sont dans une voiture et ont unterrible accident. Le père meurt sur le coup, son �ls esttransporté à l'hopital et installé sur la table d'opération.Le chirurgien entre dans la salle, le voit et refuse del'opérer car c'est son �ls. Comment cela se fait-il ?

Réponse : Le chirurgien est sa mère.




Une énigme

Un homme et son �ls sont dans une voiture et ont unterrible accident. Le père meurt sur le coup, son �ls esttransporté à l'hopital et installé sur la table d'opération.Le chirurgien entre dans la salle, le voit et refuse del'opérer car c'est son �ls. Comment cela se fait-il ?

Réponse : Le chirurgien est sa mère.




Les informaticiennes

En France : 10% à 30%

En Malaisie : Plus de 65%

Et dans les idées ?

Il est temps de sortir des préjugés !




















BD 1/3 : Le déterminisme social

(D'après http://www.smbc-comics.com)

http://www.smbc-comics.com
















Un ordinateur c'est bête

Les calculateurs sont stupides.

Une calculatrice ne comprend rien à ce qu'elle fait, elleexécute mécaniquement.

Les plus intelligentes sont programmables. C'est l'intelligencedu/de la programmateur(ice) qui est dedans.




BD 1/2 : Les ordinateurs : mythes et réalités






BD 2/2 : Les ordinateurs : mythes et réalités






L'algorithmique

Un algorithme

= une méthode ou un procédé décrit pas à pas (Exemple :trier des objets, chercher un mot dans le dictionnaire, etc.)

= un mode d'emploi précis et reproductible par unemachine dépourvue d'intelligence.

Un algorithme = une recette de cuisine

Début : Données = Ingrédients

Étapes pour transformer les données vers le résultat = Étapespour transformer les ingrédients

Fin : Résultat du problème = Plat prêt à servir




L'algorithmique

Un algorithme

= une méthode ou un procédé décrit pas à pas (Exemple :trier des objets, chercher un mot dans le dictionnaire, etc.)

= un mode d'emploi précis et reproductible par unemachine dépourvue d'intelligence.

Un algorithme = une recette de cuisine

Début : Données = Ingrédients

Étapes pour transformer les données vers le résultat = Étapespour transformer les ingrédients

Fin : Résultat du problème = Plat prêt à servir




Un exemple : Le quatre-quarts au chocolat

La recette du quatre-quarts au chocolat

Prendre deux ÷ufs, le même poids de farine, de beurre etde sucre, ajouter le chocolat, mélanger le tout et mettreau four une petite demi-heure.

La recette n'est pas assez précise pour être reproduite !

Qui a dit d'enlever les coquilles des ÷ufs ?

C'est combien une petite demi-heure ?

On n'a pas précisé qu'il fallait allumer le four.

Ni qu'il fallait mettre les ingrédients dans un moule !

( D'après http://interstices.info)

http://interstices.info




Un exemple : Le quatre-quarts au chocolat

La recette du quatre-quarts au chocolat

Prendre deux ÷ufs, le même poids de farine, de beurre etde sucre, ajouter le chocolat, mélanger le tout et mettreau four une petite demi-heure.

La recette n'est pas assez précise pour être reproduite !

Qui a dit d'enlever les coquilles des ÷ufs ?

C'est combien une petite demi-heure ?

On n'a pas précisé qu'il fallait allumer le four.

Ni qu'il fallait mettre les ingrédients dans un moule !

( D'après http://interstices.info)





L'algorithme du quatre-quarts au chocolat

Ingrédients : 2 ÷ufs, farine, sucre, beurre ramolli, 100g dechocolat fonduMatériel nécessaire : 2 saladiers A et B, 1 moule, 1 fourPréparation :

1 Peser les ÷ufs et noter le résultat : N grammes.2 Casser les ÷ufs en séparant les blancs et les jaunes, et ajouter

les jaunes dans le saladier A et les blancs dans un le saladier B.3 Ajouter N grammes de farine dans le saladier A.4 Ajouter N grammes de sucre dans le saladier A.5 Ajouter N grammes de beurre ramolli dans le saladier A.6 Ajouter le chocolat fondu dans le saladier A.7 Allumer le four à 200°.8 Tant que le mélange n'est pas homogène, mélanger les

ingrédients du saladier A.9 Battre les blancs en neige dans le saladier B.10 etc.




Programme

Un programme est une suite d'opérations pré-déterminéesdestinées à être exécutées de manière automatique par unappareil.

Pour notre quatre-quarts au chocolat, il va falloir précisercomment peser et enregistrer le poids, casser des oeufs,ajouter du sucre dans un saladier, etc.




Programme

Un programme est une suite d'opérations pré-déterminéesdestinées à être exécutées de manière automatique par unappareil.

Pour notre quatre-quarts au chocolat, il va falloir précisercomment peser et enregistrer le poids, casser des oeufs,ajouter du sucre dans un saladier, etc.

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Épisode 3 - De la mécanisation des calculs aux logiciels

Alan Turing (1912 - 1954)

En 1936 - Machine universelle de Turing : 1er calculateuruniversel programmable et limites de calculabilité.

Pendant la Seconde Guerre mondiale - Cryptographie.

En 1950 - Test de Turing : Intelligence arti�cielle (Machine� consciente �).

À partir de 1952 : Condamné pour homosexualité et écarté desplus grands projets scienti�ques.




Comment écrire des logiciels ?




Un langage formel

Un alphabet (un ensemble de symboles)

Des règles d'une grammaire (la syntaxe)

Une sémantique (associations mot-opération)

Un programme doit être interprété ou compilé en passant par unautre langage qui pourra être compris par la machine (assembleurou code binaire).




Quelle est la di�érence entre un langage et un langage deprogrammation ?

Un langage est descriptif et son résultat est statique.Exemples :

HTML décrit comment a�cher le contenu d'une page web.LaTeX décrit comment metre en page des documents.

Un langage de programmation est dynamique et son exécutiondépend des données traitées. Exemple :

JavaScript modi�e le code HTML de la page après que celle-cisoit chargée.Java est un langage de programmation orienté objet.




Quelle est la di�érence entre un langage et un langage deprogrammation ?

Un langage est descriptif et son résultat est statique.Exemples :

HTML décrit comment a�cher le contenu d'une page web.LaTeX décrit comment metre en page des documents.

Un langage de programmation est dynamique et son exécutiondépend des données traitées. Exemple :

JavaScript modi�e le code HTML de la page après que celle-cisoit chargée.Java est un langage de programmation orienté objet.




Le code Java du quatre-quarts

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Épisode 4 - Du codage de l'information à l'objet numérique

01100010 01101001 01110100

Le binaire

Il y a 10 types de personnes dans le monde, celles quicomprennent le binaire et les autres.




L'extraction d'informations

Trop d'informations tue l'information !

Fouille de données ou Data mining

= l'extraction de connaissances à partir de grandesquantités de données.

Une application : l'aide à la décision.




L'extraction d'informations

Trop d'informations tue l'information !

Fouille de données ou Data mining

= l'extraction de connaissances à partir de grandesquantités de données.

Une application : l'aide à la décision.




Le logiciel GINNet

Graphical Interface for Neural Networks

une plate-forme d'aide à la décision écrite en Java

destinée à favoriser le développement et l'utilisation deréseaux neuromimétique.

http://ginnet.gforge.inria.fr/index_fr.php

http://ginnet.gforge.inria.fr/index_fr.php




GINNet - Exemple 1 : Le Titanic

Données pour 755 passagers : 442 survivants et 313 mortsName : tous di�érents → inutileClass : "1st", "2nd" ou "3rd"Age : de 0.17 à 71 (30 en moyenne)Type : "male", "female" ou "child"Survived : 1 ou 0

Enquêtons sur leur mort...




GINNet - Exemple 2 : Reconnaissance de chi�res manuscrits

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Épisode 5 - Notre monde numérique : pour le meilleur ou pour le pire ?

La révolution numérique

L'ère numérique est en fait l'ère technologique : entre lepouvoir et le savoir.Technoscience = penser les découvertes scienti�ques et lesinventions techniques dans un même contexte.

Pour : Nos capacités de perception et nos possibilités d'actionsur le réel ont été beaucoup augmentées.Contre : Les scienti�ques sont confrontés à des problèmeséthiques et développent des risques au pro�t de la rentabilité.




Le meilleur

L'internet : une avancée démocratisée.Aide aux handicapé(e)s :

traduction automatique en langage des signes pour lessourd(e)s et malentendant(e)s.assistance robotique pour les handicapé(e)s moteurs.

Logiciels libres : faits pour être partagés.




L'innovation

Applications et optimisations dans la plupart des domaines.

Des possibilités in�nies !Exemple : Une interface cerveau-machine !http://openvibe.inria.fr

http://openvibe.inria.fr




L'innovation

Applications et optimisations dans la plupart des domaines.Des possibilités in�nies !

Exemple : Une interface cerveau-machine !http://openvibe.inria.fr





L'innovation

Applications et optimisations dans la plupart des domaines.Des possibilités in�nies !

Exemple : Une interface cerveau-machine !http://openvibe.inria.fr





Les bugs (ou bogues)

� L'erreur est humaine, mais un vrai désastre nécessite unordinateur. �

Il est formellement impossible de rechercherautomatiquement ou universellement des bugs.

Trouver et corriger les bugs (débuguer) est une partiemajeure de la programmation de logiciels. Et lesprogrammes deviennent de plus en plus complexes...Les solutions :

Utiliser des méthodologies de développement : spéci�cations,véri�cations.Tester le logiciel dans le plus de conditions possibles.Utiliser un logiciel (débogueur) aidant à trouver l'origine d'unbug.















Trouver et corriger les bugs (débuguer) est une partiemajeure de la programmation de logiciels. Et lesprogrammes deviennent de plus en plus complexes...

Les solutions :Utiliser des méthodologies de développement : spéci�cations,véri�cations.Tester le logiciel dans le plus de conditions possibles.Utiliser un logiciel (débogueur) aidant à trouver l'origine d'unbug.












Des bugs célèbres

Le bug le plus grave

Entre 1985 et 1987, plusieurs patients sont décédés ou ont étégravement atteints dans leur santé suite à un bug de dosage d'unappareil médical de radiothérapie. Suite à un crash informatiquedurant le traitement, l'appareil envoyait au patient une dose derayons X 100 fois supérieure à celle prévue.




Des bugs célèbres

Le bug le plus coûteux

L'échec du vol inaugural de la fusée Ariane 5 en 1996 a pourorigine un défaut dans les appareils d'avionique de la fusée,appareils utilisés avec succès pendant plusieurs années sur la fuséeAriane 4. Lors du décollage, l'appareil informatique ne supporta pasles accélérations. Un dépassement de capacité provoque le crashinformatique de l'appareil.




Des bugs célèbres

Le bug le plus célèbre

Le bug de l'an 2000 a été causé par le choix d'enregistrer les datessur 2 chi�res.




La révolution numérique est-elle soutenable ?

La science informatique est in�nie. Mais le monde réel est �ni et lesressources limitées, hors :

Les techniques de l'information et de communication (TIC)consomment 13,5% de l'électricité en France. Elles sontresponsables de 5% des émissions de CO2 du pays.

La consommation électrique des micro-ordinateurs augmentede 5% tous les ans.

Avec un taux de croissance moyen de 10%, les TIC pèserontpour 20% de la consommation d'électricité française dès2012 � soient 9 centrales nucléaires.

Internet consommera dans 25 ans autant d'électricitéque l'humanité en 2008.




La révolution numérique est-elle soutenable ?

La science informatique est in�nie. Mais le monde réel est �ni et lesressources limitées, hors :

Les techniques de l'information et de communication (TIC)consomment 13,5% de l'électricité en France. Elles sontresponsables de 5% des émissions de CO2 du pays.

La consommation électrique des micro-ordinateurs augmentede 5% tous les ans.

Avec un taux de croissance moyen de 10%, les TIC pèserontpour 20% de la consommation d'électricité française dès2012 � soient 9 centrales nucléaires.

Internet consommera dans 25 ans autant d'électricitéque l'humanité en 2008.




Quel progrès ?

Les progrès techniques sont-ils plus nécessaires que lesprogrès humains ?

Sont-ils liés ?


Questions/Réponses

Questions/Réponses

Avez-vous des questions ?

Des sujets dont vous voulez parler ?


Des liens pour aller plus loin


http://interstices.info : Un site de culture scienti�quecréé par des chercheurs INRIA.

http://www.loria.fr : Le site du laboratoire de Nancy.

http://fr.wikipedia.org/wiki/Portail:Informatique :Portail de l'informatique sur Wikipedia.


http://www.loria.fr

http://fr.wikipedia.org/wiki/Portail:Informatique



Remerciements

Merci à :

Abou-Jafar al Khuwarizm�

Augusta Ada King, Comtesse de Lovelace

Alan Turing

Grace Murray Hopper

Andreï Kolmogorov

John Von Neumann

Claude Shanon

Rose Dieng-Kuntz

Documents

La science informatique: un petit condensé d'histoire de l ...sparticipatives.gforge.inria.fr/film/slides-presentation/presentation.pdf · Épisode 2 - De l'algorithme à la notion