Cours de Informatique – Seconde

Un ordinateur ne manipule que des 0 et des 1. Ce chapitre explique comment les nombres, les textes, les images et les sons sont codés en binaire, comment passer du décimal au binaire et à l'hexadécimal, et comment calculer la taille d'un fichier. Il présente ensuite l'architecture d'un ordinateur : processeur, mémoire vive, stockage, périphériques et système d'exploitation, et le rôle de chacun…

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Programme : les chapitres

Chapitre à lire gratuitement : Représentation de l'information et architecture de l'ordinateur

1. Information, donnée et numérique

Une information est numérisée lorsqu'elle est transformée en une suite de nombres. Un signal analogique (le son d'une voix) varie de façon continue ; un signal numérique est une suite de valeurs discrètes.

Le bit (binary digit) est l'unité d'information : il vaut 0 ou 1. L'octet est un groupe de 8 bits. Avec n bits on peut représenter 2^n valeurs différentes : 8 bits donnent 256 valeurs (de 0 à 255).

2. Le système binaire

Notre système décimal utilise les puissances de 10 ; le binaire utilise les puissances de 2 : 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128...

Binaire vers décimal : on additionne les puissances de 2 aux positions où il y a un 1.

Exemple : 1011 = 8 + 0 + 2 + 1 = 11.

Décimal vers binaire : divisions successives par 2, on lit les restes de bas en haut.

Exemple : 13 = 6×2 + 1 ; 6 = 3×2 + 0 ; 3 = 1×2 + 1 ; 1 = 0×2 + 1. On lit 1101.

Addition binaire : 0+0=0 ; 0+1=1 ; 1+1=10 (on pose 0 et on retient 1).

3. Le système hexadécimal

L'hexadécimal est en base 16 : chiffres 0 à 9 puis A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15. Un chiffre hexadécimal correspond à 4 bits, donc un octet s'écrit avec 2 chiffres.

Exemple : A3 en hexadécimal = 10×16 + 3 = 163 = 1010 0011 en binaire. FF = 255 = 1111 1111.

On l'utilise pour écrire les couleurs, les adresses mémoire et les adresses matérielles.

4. Le codage des textes

Chaque caractère reçoit un numéro (son code). Le code ASCII utilise 7 bits : par exemple A = 65, a = 97, le chiffre 0 = 48. Il ne contient pas les lettres accentuées. Unicode attribue un numéro à des centaines de milliers de caractères de toutes les langues ; UTF-8 est un codage d'Unicode très répandu sur le Web.

Exemple : A = 65 = 01000001 sur un octet.

5. Le codage des images et des sons

• Une image numérique est une grille de pixels. Chaque pixel a une couleur codée sur 24 bits dans le modèle RVB : 8 bits pour le rouge, 8 pour le vert et 8 pour le bleu.
• Taille d'une image non compressée = largeur × hauteur × 3 octets.
• Un son est échantillonné : on mesure le signal à intervalles réguliers (fréquence d'échantillonnage, par exemple 44 100 fois par seconde).
• La compression réduit la taille des fichiers, avec ou sans perte (PNG sans perte ; JPEG et MP3 avec perte).

6. Les unités de taille

Unités usuelles : 1 Ko = 1 000 octets, 1 Mo = 1 000 Ko, 1 Go = 1 000 Mo, 1 To = 1 000 Go. (Certains systèmes comptent avec 1 024 ; les noms Kio, Mio, Gio désignent ces valeurs.)

Remarque : le débit se mesure en bits par seconde ; 8 bits = 1 octet.

7. Architecture d'un ordinateur

• Processeur (CPU) : exécute les instructions ; sa vitesse se mesure en GHz et son nombre de cœurs.
• Mémoire vive (RAM) : mémoire rapide qui contient les programmes en cours ; elle s'efface quand on éteint l'ordinateur.
• Stockage (disque dur ou SSD) : conserve les fichiers durablement.
• Carte mère : relie tous les composants.
• Périphériques d'entrée (clavier, souris, micro), de sortie (écran, imprimante) et d'entrée-sortie (clé USB).
• Système d'exploitation (Windows, Linux, Android...) : gère les ressources et fait le lien entre les programmes et le matériel.

Principe : le processeur lit en mémoire une instruction, l'exécute, puis passe à la suivante.

8. Retenir l'essentiel

• Bit = 0 ou 1 ; octet = 8 bits ; n bits donnent 2^n valeurs.
• Savoir convertir entre décimal, binaire et hexadécimal.
• Texte : ASCII, Unicode ; image : pixels RVB ; son : échantillonnage.
• Taille d'une image = largeur × hauteur × 3 octets.
• Architecture : CPU, RAM, stockage, périphériques, système d'exploitation.