AMSI - THEME 1 : Représentation de l'information
voir bibliographie
cf S11 - ARLE : maitriser les systèmes de numération et de codification de l'information
cf S12 - ARLE : installer, configurer et entretenir un poste informatique (paramètre de langues et paramètres régionaux)
cf S35 - DEVA : maitriser les instructions de base d'un langage de programmation procédural (taille des types de données)
INTRODUCTION
DEFINITIONS
L'informatique
L'INFORMATIQUE (en anglais : en entreprise, IT - Information Technology - ou
dans le domaine de l'enseignement, Computer Science) :
- Science du traitement rationnel, notamment à l'aide de machines automatiques,
de l'information considérée comme le support des connaissances et des communications.
- gestion automatisée de l'information par l'usage de l'ordinateur
Un système informatique
Un SYSTEME INFORMATIQUE : Ensemble de ressources, matérielles et logicielles,
mises en oeuvre afin de résoudre des problèmes posés à une organisation (calculs, gestion,...)
ATTENTION, différent de :
- SYSTEME D'INFORMATION (S.I.) : ensemble des informations circulant dans une organisation (une entreprise, par exemple),
dont une partie seulement est gérée par un système informatique
- SYSTEME D'EXPLOITATION (S.E., O.S. : Operating System): logiciel de base des ordinateurs (par exemple : Windows, Unix,Linux,...)
Architectures matérielle et logicielle d'un système informatique
L'ARCHITECTURE MATERIELLE d'un système informatique : ordinateurs (et leurs caractéristiques), équipements de réseau, l'ensemble formant un tout cohérent.
L'ARCHITECTURE LOGICIELLE d'un système informatique : ensemble des programmes, logiciels de bases, progiciels, outils de développement, formant un tout cohérent.
Architectures matérielle et logicielle d'un ordinateur
L'ARCHITECTURE MATERIELLE d'un ordinateur : l'assemblage des différents composants, carte mère, disque dur, cartes d'extensions, ...
L'ARCHITECTURE LOGICIELLE d'un ordinateur : l'assemblage des différents logiciels, Système d'exploitation, logiciels bureautiques, ...
De l'information à la donnée informatique
L'utilisation de l'ordinateur dans les traitements de l'information necessite le passage
d'une information présentée sous de multiples formes à une représentation electrique simple : le courant passe ou ne passe pas.
Ce système, qu'on peut qualifier dejà de binaire, associe des sortes d'interrupteurs (composants électroniques),
permettant la réalisation de circuits logiques, qui combinés permettront de
realiser des opérations sur des données et faire transiter les données en acquisition et en sortie.
La logique binaire Apparition du système binaire : 2 symboles (marche-arrêt, levé-baissé, 0-1)
L'information
L'information est définie par le sens que possède une donnée pour l'être humain.
Par exemple '37°5 Celsius est la temperature du corps en bonne santé, en milieu de journée'.
Autre exemple 'Dunod est le nom d'un éditeur d'ouvrages informatiques'.
La donnée
La donnée ne va reprendre qu'une partie de l'information, privée de son sens.
Par exemple, le nombre 37,5 ou la chaine de caractères DUNOD, ou la succession de 5 caractères D U N O D.
L'ordinateur ne va utiliser que des données, ce sont les programmes qui en feront bon
usage et permettront de créer un sens en produisant des informations à destination des utilisateurs.
Les systèmes de numération
Introduction
Depuis l'origine des temps, l'homme a dû s'inventer des moyens pour compter, dénombrer
les objets de son entourage. Des cailloux, coquillages, de tailles plus ou moins grande,
ont servi à déterminer les quantités, nombres, grandeur des choses afin de servir de
système d'échange équitable.
La globalisation des échanges a nécessité la construction de systèmes de mesure connus
de tous, normalisés. Les systèmes de numération sont apparus pour représenter des grandeurs,
des nombres.
Les systèmes de numération, représentations normalisées, partagées, pour dénombrer.
La numération désigne les techniques de représentation des nombres.
Un système de numération va utiliser un nombre de symboles bien déterminé, chacun ayant une valeur par rapport à l'autre.
Ces symboles seront combinés pour former des nombres. Selon le rang qu'ils occupent, les chiffres
n'auront pas le même poids dans le nombre.
Le système décimal est celui que nous utilisons chaque jour. Cependant, dans des contextes
particuliers, d'autres systèmes de numérations ont été conçus.
Numération décimale, BASE 10
10 symboles : { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
à chaque rang, le symbole est associé à un poids, 10 élevé à la puissance du rang.
Numération hexadécimale, BASE 16
16 symboles : { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F}
Les symboles hexadécimaux A, B, C, D, E, F ont une valeur exprimée
en base 10 de 10 pour A, 11 pour B, 12 pour C, 13 pour D, 14 pour E, 15 pour F.
à chaque rang, le symbole est associé à un poids, 16 élevé à la puissance du rang.
Numération octale, BASE 8
8 symboles : { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}
à chaque rang, le symbole est associé à un poids, 8 élevé à la puissance du rang.
Un site qui propose des conversions entre plusieurs bases et systèmes de numération.
Le Système binaire, BASE 2 : une représentation pour l'ordinateur
les symboles, leur agencement, leur valeur
Apparition du système binaire : 2 symboles (marche-arrêt, levé-baissé, 0-1)
Numération binaire, BASE 2
2 symboles : { 0, 1}
à chaque rang, le symbole est associé à un poids, 2 élevé à la puissance du rang.
1, 3, 5, 10, 25
1, 3, 5, 10, 25
Arithmétique binaire
Addition
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 0, avec une retenue de 1
Soustraction
0 - 0 = 0
1 - 0 = 1
0 - 1 = 1, avec une retenue de 1
1 - 1 = 0
Multiplication
0 X 0 = 0
0 X 1 = 0
1 X 0 = 0
1 X 1 = 1
Division
0 / 0 = impossible
0 / 1 = 0
1 / 0 = impossible
1 / 1 = 1
1, 3, 5, 10, 25
1, 3, 5, 10, 25
Représentation de l'information
Contraintes de représentation
L'ordinateur, machine avec une structure physique, par définition, possède des limites : tout ce qui est matériel
possède des limites : dans une pièce, on ne peut mettre que 10 armoires; dans une armoire, je ne peu
je ne peux ranger qu'un certain nombre d'objets : on a définit des tailles en matiere de stockage
de chiffres binaires (binary digits, BITs)
BIT : information binaire élementaire, capable de prendre 2 valeurs, 0 ou 1.
OCTET (en anglais BYTE, B) : regroupe 8 bits
MOT (en anglais WORD, W) : regroupe en général 2 octets (parfois 4)
DOUBLE-MOT (en anglais : DOUBLE WORD, DW) : regroupe 2 mots
Ordres de grandeur
kilo, méga, giga, téra, ...
Représentation des nombres entiers en binaire
Nombres entiers naturels
Les nombres entiers naturels : ex. dénombrer des objets matériels (population, nombre de dents,...)
représentation - opérations arithmétiques sur les entiers naturels,
représenter les nombres suivants : du décimal au binaire, sur un octet
Nombres entiers relatifs
Les nombres entiers relatifs : ex. dénombrer des objets immatériel (J-1, J+10) :
signe et valeur absolue - complément à 2 - DCB
Représentation des nombres fractionnaires
virgule fixe
virgule flottante : norme IEEE-754
(attention perte d'information)
Représentation des caracteres
Système de codification
A chaque séquence de bits (8 bits, 16 bits ou 32 bits), est attribué
une valeur de caractère (chaque caractère est donc représenté par un nombre (ou plusieurs), c'est
seulement à l'affichage sur un écran, ou l'impression sur une imprimante, qu'il sera
transformé en une représentation graphique compréhensible par l'être humain);
c'est une table de codification (carte de caractères, ou jeu de caractères, ou page de codes)
qui va permettre le codage/décodage d'un symbole en un nombre binaire et inversemment.
ASCII
codification ASCII : American Standard Code for Information Interchange;
définision de 128 caractères (de 0 à 127); tient sur 7 bits, le 8 eme est à zero;
des caractères espace, 0 à 9 (attention : c'est une représentation de caractère et ne correspond pas
à la valeur 0 : le caractère 0 sera stocké en binaire : 48), A à Z et a à z, ponctuation, caractères de contrôle de transmission
et d'impression en lien avec les machines à écrire (Form Feed : saut de page, Carriage Return : retour chariot )
- codes à retenir : espace(20), A(65), a(97 = A+32), 0(48), CR(13), LF(10)
extension ASCII : utilisation du 8eme bit pour représenter des tables spécifiques à certains régions du monde
pages de codes : l'anglais (États-Unis) (page de codes 1252 : Windows Latin-1), russe (page de codes 1251 : Windows Cyrillique
(elles sont configurées à l'installation de l'ordinateur en fonction de la langue, mais
peuvent être modifiées dans Panneau de configuration - Option régionales et linguistiques)
http://fr.wikipedia.org/wiki/ISO_8859-1#ISO_8859-1_par_rapport_.C3.A0_ISO-8859-1
UNICODE
Unicode est une norme informatique, développée par le Consortium Unicode,
qui vise à donner à tout caractère de n'importe quel système d'écriture de langue un nom et
un identifiant numérique, et ce de manière unifiée, quelle que soit la plate-forme informatique
ou le logiciel.
http://www.unicode.org
UTF, Universal Transformation Format :
* UTF-8 ;
* UTF-16 ;
* UTF-32.
nombre après UTF représente le nombre minimal de bits des codets avec lequels un point de code valide est représenté
Point de code (1) Position dans une table de codage utilisée pour coder un caractère. On dira plus simplement numéro de caractère. (2) Synonyme de valeur scalaire Unicode.
Les formats de fichier, ou l'utilisation spécifique des données
les formats de fichier
* Images : JPEG, GIF, PNG, BMP
* Dessin vectoriel : SVG, Flash, AI, EPS, DXF
* 3D : DXF, 3DS Max, VRML, X3D
* Son : MP3, WAV, WMA, AAC, Ogg, FLAC
* Vidéo : MPEG, AVI (DVD, DivX, XviD), Theora, FLV
* Page : DOC, RTF, PDF, PostScript, OpenDocument
* Document : PDF, HTML, MHTML
* Exécutable : EXE, ELF
La compression des fichiers
Les polices de caractère
Glyphe
Un glyphe est une représentation graphique (parmi une infinité possible) d'un signe typographique,
autrement dit d'un caractère (glyphe de caractère) ou d'un accent (glyphe d'accent).
Un caractère particulier peut ainsi être créé en ajoutant un glyphe d'accent
à un glyphe de caractère.
Les logiciels informatiques ont accès au dessin de ce glyphe
par l'intermédiaire d'une police de caractères ou plus précisément, d'une fonte