Fiche de révision : Codage binaire et organisation des données

📋 Plan du Cours

1. Bits, transistors et portes logiques
2. Nombres et caractères codés
3. Images bitmap et vectorielles
4. Échantillonnage et codage du son
5. Compression des données multimédias
6. Types et structures de données
7. Formats et spécifications de fichiers
8. Bases de données relationnelles

📖 1. Bits, transistors et portes logiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Bit : Unité binaire qui vaut 0 lorsque le courant ne passe pas et 1 lorsque le courant passe.
• Porte logique : Combine des entrées de courant pour calculer une sortie selon une opération comme « et », « ou » ou « non ».

💡 Astuce mémo

Courant présent = 1, courant absent = 0

📖 2. Nombres et caractères codés

🔑 Notions clés & Définitions

• Octet : Assemblage de 8 bits permettant de représenter 256 valeurs possibles, soit $2^8$ valeurs de 0 à 255.
• Code ASCII : Attribue un numéro aux lettres minuscules et majuscules, aux chiffres et à la ponctuation, et il est codé sur 8 bits, soit 256 valeurs possibles.

📝 Points essentiels

📌 Les entiers représentent des valeurs précises, tandis que les nombres flottants représentent des nombres pouvant être décimaux ou très grands avec une précision limitée.

💡 Astuce mémo

Bits assemblés → nombres → caractères

📖 3. Images bitmap et vectorielles

🔑 Notions clés & Définitions

• Pixel : Point d'image dont la couleur est représentée par une ou plusieurs composantes lumineuses codées en bits.

📝 Points essentiels

• Une image en niveaux de gris peut utiliser 8 bits par pixel, avec 0 pour le noir, 255 pour le blanc et les valeurs intermédiaires pour les gris.

• Une image couleur peut utiliser 8 bits pour chacune des composantes rouge, verte et bleue, donnant environ 16 millions de couleurs.

📌 Une image bitmap décrit chaque pixel, tandis qu'une image vectorielle décrit la construction de l'image avec des formes mathématiques comme des disques, des rectangles, des polygones ou des courbes.

💡 Astuce mémo

Bitmap décrit les pixels, vectoriel décrit les formes

📖 4. Échantillonnage et codage du son

🔑 Notions clés & Définitions

• Échantillonnage : Consiste à diviser le temps en petites périodes et à approximer le signal sonore par une valeur représentative de chaque période.

📝 Points essentiels

• L'oreille humaine peut entendre des fréquences comprises entre 20 hertz et 20 kilohertz, ce qui guide la fréquence d'échantillonnage du son.

📌 Un son échantillonné décrit des valeurs successives du signal, tandis qu'un codage musical peut décrire une partition de notes et les caractéristiques des instruments.

💡 Astuce mémo

Une onde sonore découpée en instantanés

📖 5. Compression des données multimédias

🔑 Notions clés & Définitions

• Compression sans perte : Réduit la taille des données en stockant une information répétée une seule fois puis en réutilisant des références, sans supprimer l'information originale.
• Compression avec perte : Réduit la taille d'une image en approximant des blocs de pixels et en supprimant des détails peu perceptibles, au prix d'une différence avec l'original.

📝 Points essentiels

• Une vidéo Full HD de 2 heures à 24 images par seconde, avec des images de 1920 par 1080 pixels et des pixels couleur de 24 bits, peut représenter environ 8 mille milliards de bits, soit environ un téraoctet.

• La compression vidéo stocke certaines images complètes puis encode les autres comme des différences par rapport aux images précédentes, comme dans MPEG.

💡 Astuce mémo

Répétitions ou détails supprimables → fichiers plus petits

📖 6. Types et structures de données

🔑 Notions clés & Définitions

• Nombre flottant : Nombre représenté avec une mantisse et une puissance de 10, permettant des valeurs très grandes mais avec une précision limitée.
• Tuple : Donnée composée de plusieurs valeurs, comme les trois entiers représentant le jour, le mois et l'année d'une date.
• Tableau : Regroupe des éléments de même structure, numérotés successivement et stockés les uns à la suite des autres.
• Liste : Succession de tuples dans laquelle chaque élément pointe vers l'élément suivant, à partir d'un pointeur vers le début.

💡 Astuce mémo

Entiers → flottants → tuples → tableaux ou listes

📖 7. Formats et spécifications de fichiers

🔑 Notions clés & Définitions

• En-tête : Décrit la manière dont des données sont codées et organisées, notamment leur taille, leur durée, leurs couleurs ou leur type de compression.

📝 Points essentiels

📌 Une spécification de données doit fixer clairement l'ordre, la taille et l'organisation des éléments afin que le programme qui les écrit et celui qui les lit puissent se comprendre.

📌 Un format de fichier ouvert fournit une spécification permettant à différents programmes de générer et de lire les fichiers, tandis qu'un format non ouvert peut ne pas être lisible par les autres programmes.

📖 8. Bases de données relationnelles

🔑 Notions clés & Définitions

• Système de gestion de base de données : Logiciel qui sert de médiateur entre les humains et les données stockées, comme MySQL.
• Modèle relationnel : Organise les données en relations représentées par des tableaux contenant des colonnes et des lignes.
• Réplication : Consiste à stocker les mêmes données à plusieurs endroits afin de préserver l'accès aux données lorsqu'un serveur tombe en panne.
• Transaction : Opération de base de données qui garantit que des accès concurrents peuvent modifier les mêmes données sans conflit ni écrasement injustifié.

📝 Points essentiels

• Une requête SQL sélectionne des données dans une ou plusieurs tables selon des conditions correspondant aux informations recherchées.

💡 Astuce mémo

Médiation, réplication et transactions → accès simple et fiable

📊 Tableaux de synthèse

Représentations des images et des sons