Le processeur central est désigné par le sigle CPU, pour « Central Processing Unit ».
Le processeur graphique est désigné par le sigle GPU, pour « Graphics Processing Unit ».
La vitesse de traitement est exprimée en hertz (Hz) et le parallélisme en nombre d’unités.
La capacité de la mémoire vive (RAM, « Random access memory ») est indiquée en Mo, Go ou To.
Le stockage persistant est assuré par un HDD ou un SSD, et sa capacité peut être exprimée en Mo, Go ou To.
Les débits de communication sont exprimés en Mb/s ou Gb/s, pour des réseaux comme Ethernet, le Wi-Fi, la fibre ou la 5G.
★ À maîtriser
Compléments
Machine électronique → nécessité de coder l’information
La numérisation représente les informations par des nombres entiers, donc par des ensembles discrets et non continus.
La taille des nombres est standardisée, notamment à 4 ou 8 octets, afin d’accélérer les calculs.
La note 5,5/20 peut être codée par l’entier 55 en utilisant les dixièmes.
Le texte « Bonjour tout le monde ! » peut être codé par une suite de codes de caractères, par exemple en ASCII ou UTF.
★ À maîtriser
📌 Dans le codage binaire du courant, le chiffre 1 représente la présence de courant et le chiffre 0 son absence.
Le système binaire utilise les chiffres 0 et 1 et les puissances de 2 pour écrire les nombres.
L’hexadécimal est une représentation compacte des bits : un octet de 8 bits correspond à une valeur hexadécimale comprise entre 00 et FF.
Compléments
📌 Le binaire est plus proche du fonctionnement électronique de l’ordinateur, tandis que ses écritures sont moins compactes que celles du décimal.
Le binaire colle au courant ; l’hexadécimal compacte les bits.
★ À maîtriser
Pour convertir un nombre binaire en décimal, on utilise les puissances de 2 et on additionne les valeurs correspondant aux bits à 1.
Pour convertir un entier décimal en binaire, on peut effectuer des divisions euclidiennes successives par 2 puis lire les restes dans l’ordre inverse.
Compléments
Les divisions successives par 2 donnent l’écriture binaire 1010011 pour l’entier décimal 83.
En binaire, le décalage à droite d’une position divise la valeur par 2, tandis que le décalage à gauche d’une position la multiplie par 2.
Les opérations logiques bit à bit présentées sont :
Une division binaire par 2 fournit un quotient et un reste.
Diviser par 2, relever les restes, puis les lire à l’envers.
★ À maîtriser
La mémoire peut être représentée comme un tableau de cases numérotées permettant de retrouver les informations stockées.
Chaque case mémoire a une taille de 8 bits, soit 1 octet.
Les informations occupent généralement 1, 2, 4 ou 8 cases mémoire, correspondant à des codages sur 8, 16, 32 ou 64 bits.
Compléments
★ À maîtriser
Avec 8 bits, on peut représenter 256 configurations, de 0000 0000 à 1111 1111.
En codage non signé sur 1 octet, les entiers représentables vont de 0 à 255.
Le complément à 2 d’un nombre s’obtient par inversion des bits puis ajout de 1.
📌 Un calcul dépasse la capacité lorsque son résultat n’est pas représentable avec le nombre de bits disponible, ce qui peut produire un résultat incohérent.
Compléments
📌 Le complément à 1 représente les entiers signés en inversant les bits, mais pose un problème de deux zéros et un problème de somme incohérente.
Sur 1 octet, le complément à 2 permet notamment de coder +2 par 0000 0010 et -2 par 1111 1110, dont la somme donne 0000 0000 après abandon de la retenue finale.
Sur 1 octet, l’addition de +101 et +57 produit à tort le résultat -98 en complément à 2.
Capacité dépassée → résultat incohérent.
Les premiers ordinateurs apparaissent dans les années 1940 ; dans les années 1950, les ordinateurs utilisent des cartes perforées puis des bandes magnétiques pour le stockage, et l’intelligence artificielle fait ses débuts.
Dans les années 1960, les ordinateurs s’implantent progressivement dans les grandes organisations, le stockage magnétique se développe avec les premiers disques durs, et apparaissent les premiers réseaux sémantiques et agents conversationnels.
Dans les années 1970 apparaissent les mini-ordinateurs et les premiers ordinateurs personnels, les bases de données deviennent indépendantes des logiciels via les SGBD et les premiers systèmes experts se développent.
Dans les années 1980, les ordinateurs personnels se démocratisent et l’intelligence artificielle connaît un essor autour des systèmes experts.
Dans les années 1990 émergent Internet et le WWW, de grandes quantités de documents sont numérisées et l’intelligence artificielle connaît une seconde hibernation.
Dans les années 2000 se développent la vente et l’hébergement en ligne (cloud), et les attaques informatiques augmentent très rapidement ; la victoire de l’IA aux échecs contre le champion du monde Garry Kasparov date de 1997.
Dans les années 2010, les communications basculent de l’analogique au numérique, le cloud computing progresse rapidement, l’IA gagne à Jeopardy et au go avec le développement du deep learning, et les attaques informatiques connaissent un développement catastrophique.
Dans les années 2020, les réseaux de neurones et les LLM connaissent un essor vertigineux, tandis que les enjeux environnementaux, sociaux, éthiques et de souveraineté de l’informatique émergent.
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1. Quelle caractéristique permet d’identifier une écriture comme appartenant au système binaire ?
2. Pour convertir 26 en binaire par divisions successives par 2, comment faut-il lire les restes obtenus ?
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Quels calculs un ordinateur sait-il effectuer ?
Des calculs sur des nombres entiers.
Qu’est-ce que la numérisation ?
Le codage des informations sous forme de nombres.
Quels états électriques le microprocesseur traite-t-il sur ses bornes ?
La présence ou l’absence de courant électrique.
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