Un peu d'histoire - Formations Saint Sernin

L'INFORMATIQUE
Sommaire
1 Sommaire 2
2 Un peu d'histoire 3 2.1 Les premières machines à calculer 3
2.2 L'ordinateur aujourd'hui 3
2.3 Langages de programmation 4
2.4 Programme 5
2.5 Commandes essentielles 5 3 Les applications de l'informatique 6 3.1 Introduction 6
3.2 Bureautique et télématique 6
3.3 La robotique 7
3.4 Intelligence artificielle - Systèmes experts 8
3.5 Recherche opérationnelle - Recherche scientifique 8
3.5.1 Recherche opérationnelle. 8
3.5.2 Recherche scientifique 8
3.6 Informatique et art 9
3.7 Conclusion 9 4 L'information et sa représentation 10 4.1 Définition de l'informatique 10
4.2 Définition de l'information 10
4.2.1 Information et sens 10
4.2.2 Méthode informatique 11
4.3 Représentation de l'information 11
4.4 Représentation des nombres binaires 11
4.5 Représentation des caractères alphanumériques 12
4.5.1 Codage 12
4.5.2 Les diverses étapes de la codification 12
4.6 Le contrôle des codes 12
4.6.1 Utilisation d'une clé de contrôle 12
4.6.2 Utilisation d'un contrôle de parité ou d'imparité 13 Un peu d'histoire
1 Les premières machines à calculer Le boulier chinois, la machine arithmétique de Schikard et la machine
arithmétique de Pascal sont-ils les ancêtres de nos ordinateurs ? Schikard, astronome à l'université d'Heidelberg, réalisa en 1623 la
première machine exécutant automatiquement les additions et les
soustractions. Elle utilisait les mécanismes d'horlogerie avec roues
dentées et ergots. "L'additionneuse était constituée de roues dentées ayant chacune dix
dents : soit à additionner deux nombres d'un seul chiffre décimal, la roue
tourne dent par dent pour totaliser les unités; lorsqu'elle arrive entre
les dents marquées 9 et 0, elle fait tourner d'un cran la roue des
dizaines" (René Moreau: Ainsi naquit l'informatique) Cela au moyen d'un ergot qui entraîne la roue des dizaines. C'était déjà
une structure alternative conditionnelle; si la somme de deux nombres est
supérieure ou égale à 10, alors faire tourner d'une unité la roue de
dizaines et ainsi de suite... En 1643, Pascal réalisa une machine arithmétique exécutant de façon
automatique les quatre opérations et les conversions de monnaies de
l'époque, ce qui ne manqua pas de provoquer la stupéfaction. Mais on ne pouvait effectuer qu'un seul traitement à la fois. De plus,
l'homme devait intervenir de façon directe pour entrer les données au fur
et à mesure du déroulement des calculs. Ce n'était donc qu'une première
étape. Il a fallu attendre le début du XIX° siècle pour qu'un progrès sensible
soit enregistré. Babbage, mathématicien écossais, s'est inspiré des
mécanismes logiques des jaquemarts qui ornent nos vieux beffrois et qui
constituaient nos premiers automates (mécanismes logiques et complexes de
sonneries). Des séquences de tests logiques commandaient des roues dentées
et des cylindres à ergots. D'autre part, le métier à tisser de Jacquard commandait le tissage de la
pièce au moyen de cartes perforées: l'intervention de l'homme n'était plus
directe. On pouvait aussi modifier les séquences d'exécution en fonction
des résultats partiels déjà obtenus. Babbage utilisa au mieux ces connaissances. Il chercha à réaliser: . des séquences d'instructions variant d'un traitement à l'autre, . un véritable programme d'opérations à réaliser mais communiquées
avant la mise en route et pouvant être modifiées en fonction des
résultats partiels obtenus. Malheureusement, à cause de l'insuffisance de la technologie de l'époque,
cette machine n'a jamais fonctionné, et pourtant elle préfigure ce qu'il
est convenu d'appeler un ordinateur. En effet, elle possédait : . une unité d'entrée pour communiquer, au moyen de mécanismes
d'horlogerie, des séquences d'opérations, . une mémoire pour stocker les données, les résultats intermédiaires et
le résultat final, . une unité de commande pour diriger et contrôler l'exécution en
machine sans intervention manuelle, . une unité arithmétique et logique pour réaliser les traitements, . une unité de sortie pour communiquer les résultats demandés. Les progrès en électromécanique et en électronique ainsi que le travail de
Boole, logicien irlandais, ont permis de réaliser ce que Babbage avait
pressenti.
2 L'ordinateur aujourd'hui Rêne Moreau, dans son livre (Ainsi naquit l'informatique), en donne les
caractéristiques principales: "Tout d'abord, un ordinateur doit être une machine numérique capable
d'exécuter, à très grande vitesse, des séquences d'instructions... Elles
lui sont communiquées de l'extérieur à l'aide d'un programme. Une fois
cette communication faite, la machine doit les exécuter sans aucune
intervention humaine." Ordre de grandeur des vitesses: 1 million d'opérations à la seconde. Les organes d'entrée et de sortie permettront de maintenir le contact avec
l'extérieur. Ce sont : . les lecteurs de cartes, . les lecteurs de rubans perforés, . les perforateurs de cartes, . les perforateurs de rubans, . les lecteurs magnétiques, . les consoles, . les imprimantes, . les terminaux, . etc. La mémoire est un ensemble de cases caractérisées chacune par un numéro qui
est une adresse et pouvant enregistrer et conserver un contenu qui est une
valeur. La mémoire stocke: . les données introduites dans la machine par les organes d'entrée, . les résultats obtenus par les organes de calcul et transmis ensuite
par les organes de sortie, . les instructions du programme. En mémoire, chaque mot ou caractère est repéré par son adresse qui est fixe
et non par les caractères qu'il renferme (de même qu'un immeuble est repéré
par son adresse et non par les locataires qui changent). Les informations sont stockées en mémoire en code binaire. On utilise les
deux chiffres de la notation binaire 0 et 1 (on appelle BIT un tel
chiffre). Pour stocker un caractère (lettre, chiffre du système décimal, signe de
ponctuation, etc..) on utilisait pour un ordinateur moyen 8 bits (on dit un
octet) dans les années 70-80. Les ordinateurs individuels travaillent sur des octets (on dit 8 bits, 16
bits, 32 bits) et leur capacité mémoire est exprimée en nombre d'octets, en
k octets (Kilo-octets) ou en M octets (Mega-octets). . 1 k octet vaut 210 soit 1 024 octets, . 1 M octet vaut 220 soit 1 048 576 octets. Actuellement, on utilise généralement des ordinateurs individuels ayant des
mémoires de 4 M octets à 32 M octets. Mais pour les besoins de la recherche, de l'aéronautique, de l'armée, des
super calculateurs ont été créés. On note aux États-Unis par exemple le CRAY-2 dont les performances sont
étonnantes; doté d'une mémoire centrale de 20 Go (20 Giga-octets ;
composants de 256 bits) traitant des millions de mots de 64 bits, il peut
effectuer plus d'un milliard d'opérations à la seconde. Ce type de super
calculateurs se développe, mais le prix de revient est très élevé. En octobre 1981, le ministère japonais de l'industrie (MITI) lance un
programme de développement au cours d'une conférence dans laquelle on parle
d'ordinateurs de la cinquième génération" capables de dialoguer avec les
utilisateurs en langage naturel et d'interpréter des dessins. En avril 1982, le gouvernement japonais crée un institut composé de
40 chercheurs assistés par les services de 9 firmes, doté d'un budget de
1,5 milliard de dollars sur 10 ans, pour ce projet qui vise à la
réalisation de systèmes de traitements. A l'heure actuelle, le projet demeure un pari; les premières phases ont
pris un retard considérable. Nombreux sont les informaticiens qui pensent que l'ordinateur n'arrivera
jamais à traiter complètement la langue naturelle (Joseph Weisenbaum,
professeur au MIT, Jacques Arsac, professeur à Paris VI). La mémoire centrale a une capacité limitée en raison de son prix. On lui
associe une ou plusieurs mémoires auxiliaires, de plus grandes capacités
mais plus lentes d'accès (accès à la mémoire centrale: 10-7 seconde, accès
au disque : 10-2 seconde, cent mille fois plus lent). Aujourd'hui, certaines publicités parlent d'ordinateurs à propos de tout:
machines à laver, voitures... C'est un abus de langage, car il n'y a ni
mémoire, ni programme enregistré, ni langage de programmation. En fait, il
s'agit d'un microprocesseur, unité de traitement arithmétique et logique.
Il reçoit des informations: température, niveau d'eau par exemple et à
partir de cela commande certaines opérations: mise en route ou arrêt d'un
moteur, chauffage... Les microprocesseurs ont un prix de revient très faible et se sont
généralisés.
3 Langages de programmation L'ordinateur ne peut comprendre les langues naturelles, trop ambiguës, d'où
la nécessité d'utiliser un langage codé. Il y a plusieurs types de
langages; on schématisera en les ramenant à deux types: . les langages machine, définis par la structure de la machine,
utilisables directement par elle, mais d'écriture délicate et
d'utilisation limitée à une machine, . les langages évolués, encore marqués par les grandes lignes de la
structure des ordinateurs, mais conçus pour une expression plus facile de
certains traitements: ? FORTRAN pour le calcul scientifique, ? COBOL pour la gestion, ? APL pour le calcul matriciel, ? LSE, BASIC, PASCAL, PL1, ADA, LOGO,