Fiche de révision : Bases de l’informatique

📋 Plan du Cours

1. Architecture des ordinateurs
2. Algorithmes et programmation
3. Données et représentation numérique
4. Données structurées et traitement
5. Stockage et métadonnées
6. Big Data, chiffrement et impacts
7. Bits et unités de stockage
8. Taille des fichiers et transferts

📅 Repères chronologiques

1. 1642Blaise Pascal invente la Pascaline, une machine mécanique capable d’effectuer des additions et des soustractions
2. 1671Gottfried Wilhelm Leibniz invente une machine capable d’effectuer des additions, soustractions, multiplications et divisions
3. 1941Le Z3 est achevé et est présenté comme le premier ordinateur programmable
4. 1945–1948L’ENIAC est construit comme premier prototype entièrement électronique mentionné dans le cours

📖 1. Architecture des ordinateurs

🔑 Notions clés & Définitions

• Ordinateur : calculateur programmable qui traite des données stockées en mémoire en suivant un programme
• Architecture de Von Neumann : organisation de l’ordinateur autour d’une mémoire, d’un processeur et d’entrées-sorties qui exécutent une suite d’instructions

📝 Points essentiels

• Les périphériques se répartissent en trois catégories:
  • entrée : clavier, souris, webcam et scanner
  • sortie : carte graphique et imprimante
  • entrée-sortie : disque dur, clé USB et carte son

📌 La hiérarchie cache L1-L2-L3, RAM, puis SSD ou disque dur va vers des mémoires de plus en plus grandes mais globalement de plus en plus lentes ; la RAM et les caches sont volatiles et perdent leur contenu à l’extinction.

💡 Astuce mémo

Proche du CPU : rapide et petit ; loin du CPU : lent et grand

📖 2. Algorithmes et programmation

🔑 Notions clés & Définitions

• Algorithme : suite d’instructions permettant de résoudre un problème
• Programme : algorithme écrit dans un langage de programmation précis et destiné à être exécuté

📝 Points essentiels

• Les niveaux de langage comprennent:
  • code machine : instructions sous forme de nombres
  • assembleur : noms d’instructions proches du code machine
  • langages de haut niveau : Python, C, Java, OCaml et Scratch

📌 Un compilateur traduit un programme avant son exécution, tandis qu’un interpréteur exécute le programme progressivement.

💡 Astuce mémo

Algorithme = méthode ; programme = méthode écrite dans un langage

📖 3. Données et représentation numérique

🔑 Notions clés & Définitions

• Donnée : information ou valeur que l’on peut lire, stocker et copier
• Numérique : information représentée par des symboles, notamment 0 et 1
• Analogique : information représentée par une grandeur physique mesurable

📝 Points essentiels

• Une image numérique est découpée en pixels ; en RGB, 24 bits correspondent à 3 octets par pixel et permettent environ 16,8 millions de couleurs.

💡 Astuce mémo

Numérique = symboles ; analogique = grandeur physique

📖 4. Données structurées et traitement

🔑 Notions clés & Définitions

• Données structurées : organisées pour pouvoir être recherchées et traitées efficacement
• Indexation : organisation des données pour rendre les recherches plus rapides, comme un index alphabétique dans un dictionnaire

📝 Points essentiels

📌 Dans une table, une ligne représente un objet ou une entité, une colonne représente une propriété de cet objet, et chaque colonne possède un descripteur et un type de donnée.

• Le traitement des données comprend le tri, le filtre ou la recherche, le calcul et le croisement d’informations provenant de plusieurs tables.

💡 Astuce mémo

Structurer → trier → filtrer → calculer → croiser

📖 5. Stockage et métadonnées

🔑 Notions clés & Définitions

• Métadonnées : informations associées à un fichier, comme son nom, ses dates de création et de modification ou ses permissions d’accès
• Cloud : stockage sur les serveurs de centres de données accessibles par Internet

📝 Points essentiels

• Les données EXIF d’une photo peuvent contenir la date de prise de vue, le lieu et la focale.

📌 Pour les données importantes, il est conseillé de conserver une sauvegarde personnelle et une sauvegarde dans le cloud.

💡 Astuce mémo

Métadonnées associées → identification et gestion du fichier

📖 6. Big Data, chiffrement et impacts

🔑 Notions clés & Définitions

• Machine learning : technique d’intelligence artificielle où un modèle apprend à partir de données d’entraînement
• Chiffrement symétrique : utilise la même clé pour chiffrer et déchiffrer
• Chiffrement asymétrique : utilise une clé publique et une clé privée ; RSA et PGP sont des exemples cités dans le cours

📝 Points essentiels

• Les centres de données consomment beaucoup d’électricité, la fabrication des appareils électroniques nécessite de nombreux matériaux et métaux, et le recyclage de certains matériaux reste difficile.

💡 Astuce mémo

Clé symétrique : une clé ; clé asymétrique : clé publique et clé privée

📖 7. Bits et unités de stockage

🔑 Notions clés & Définitions

• Bit : plus petite quantité d’information possible et possède généralement deux valeurs : 0 ou 1

📝 Points essentiels

• Avec $N$ bits, on peut représenter $2^N$ valeurs.

📐 Formule — Un octet vaut 8 bits et permet de représenter 256 valeurs possibles, car $2^8 = 256$.

• Les unités décimales de stockage valent:
  • 1 Ko = 1 000 octets
  • 1 Mo = 1 000 000 octets
  • 1 Go = 1 000 000 000 octets
  • 1 To = 1 000 000 000 000 octets

💡 Astuce mémo

bit → octet → Ko → Mo → Go → To

📖 8. Taille des fichiers et transferts

★ À maîtriser

📐 Formule — Une image de 5000 × 3000 pixels en 24 bits occupe environ $3 \times 5000 \times 3000 = 45\,000\,000$ octets, soit environ 45 Mo avant compression.

• Pour une vidéo non compressée, la taille se calcule en multipliant largeur × hauteur × octets par pixel × images par seconde × durée.

📌 Les vitesses réseau sont exprimées en bits par seconde, comme Mb/s, tandis que les fichiers sont généralement exprimés en octets, comme Mo ou Go ; 1 octet = 8 bits.

Compléments

• Avec une connexion de 20 Mb/s, le transfert d’un fichier de 1 Go prend environ 400 secondes, soit 6 minutes et 40 secondes, car 1 Go = 8 000 Mb et $8000 \div 20 = 400$.

💡 Astuce mémo

Taille en bits ÷ débit en bits/s → durée du transfert

📊 Tableaux de synthèse

Composants et périphériques