Informatique de Base [PDF]

Zitiervorschau

Université Sultan Moulay Slimane Ecole Nationale de Commerce et de Gestion Beni Mellal

Module : Instruments Quantitatifs (1)

INFORMATIQUE DE BASE Pr. Houda MOUDNI 2021/2022 1

Déroulement Volume Horaire : ▪

CM : 20h

▪

TD : 16h

Evaluation : ▪

Contrôles Continus + Quiz + Travaux à rendre + Assiduité = 40%

▪

Examen final: 60% 2

Plan du cours Chap. 1 – Introduction à l’informatique; Chap. 2 – Notions de codage d'information; Chap. 3 – Introduction aux Réseaux et Internet; Chap. 4 – Algorithmique et Programmation. 3

Chapitre 1: Introduction à l’informatique 1. Introduction;

2. Evolution de l’ordinateur 3. Architecture des ordinateurs

4. Système d’exploitation

4

L’informatique, c’est quoi?

Informatique = Information + Automatique traitement automatique de l’information par des machines

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Définitions • Information : Élément de connaissance, peut être conservé, traité et communiqué. Différentes formes : texte, son, image, vidéo ... • Traitement : Passage d'informations appelées données à d'autres informations dites résultats. Exemples : addition, multiplication, traduction... • Ordinateur : Machine qui permet de traiter de l'information : d'acquérir et de conserver de l'information (acquisition, stockage) d’effectuer des traitements (calcul), de restituer les informations stockées (résultat) 6

Définition de l’informatique (1) • On peut définir l'informatique comme l'ensemble des sciences et techniques en

rapport avec le traitement de l'information. • L'informatique désigne généralement la conception et la pratique de programmes d'usage courant: traitements de texte, tableurs, navigation sur Internet... • On peut remarquer que tout programme peut être décrit par deux aspects fondamentaux : ✓ les données qu'il manipule ✓ les traitements qu'il permet de réaliser sur ces données.

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Différents types de programmes informatiques

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∗ Logiciel: ensemble de programmes qui permet à un ordinateur d'assurer une tâche en particulier.

Différentes disciplines de l'informatique ✓ Stockage, indexation et analyse de données

✓ Développement d'application web/mobile ✓ Traitement de l'information (texte, image/vidéo, son) ✓ Réseaux et communication inter-machine ✓ Sécurité et protection des données informatiques ✓ L'informatique est souvent appliquée à des problèmes du quotidien: médecine ( Imagerie

médicale) , trafic routier, vidéo surveillance, .... 9

L'évolution de l’ordinateur

L'évolution des ordinateurs est généralement divisée en quatre périodes majeures, marquées par les progrès technologiques importants et les améliorations apportées pour faciliter leur utilisation.

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Première génération (1936 - 1956) •

Les ordinateurs ont été construits avec des tubes à vide

•

Ils étaient caractérisées par : ‒

Une grande taille : un ordinateur occupe de grandes salles

‒

Une consommation électrique importante

‒

Un coût de fonctionnement très élevé

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Première génération (1936 - 1956) Atanaso-Berry Computer (ABC) en 1937

Officiellement, le premier ordinateur numérique électronique. Le premier à implanter trois concepts fondamentaux: ✓

Utilisation du binaire pour toute représentation des données

✓

Calculs réalisés par l'électronique plutôt que des éléments mécaniques,

✓

Une organisation séparée entre la mémoire et l'unité de calcul

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Première génération (1936 - 1956) Le Colossus Mark I en 1943

Il est utilisé par les britanniques pour la cryptanalyse en seconde guerre mondiale. Il a été construit en 10 exemplaires. Il était constitué de 2400 tubes à vide et réalise 5000 opérations par seconde. Le Colossus Mark II en 1944 (plus rapide)

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Première génération (1936 - 1956) Harvard Mark I par Howard Aiken (Américain) en 1944

C’est une machine électromécanique qui effectue la multiplication de nombres de 23 chiffres en 6 secondes et l'addition en 3 dixièmes de seconde.

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Première génération (1936 - 1956) ENIAC par John Eckert et John Mauchly (Américains) en 1945

•

C’est Electronic Numerical Integrator And Calculator.

•

18 000 tubes, 30 tonnes, surface 500 m2 , 5 000 additions par seconde

•

Basé sur le système décimal avec branchement et débranchement manuel des câbles

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Première génération (1936 - 1956) EDVAC par Von Neumann (avec Eckert et Mauchly) en 1946

• C'est Electronic Discrete Variable Automatic Computer • 6 000 tubes à vides et 12 000 diodes, consomme 56 kW, surface de 45,5 m2 et pèse 7 850 kg. Mis en service en 1951 • Système binaire contrairement à l'ENIAC, utilise une mémoire servant à la fois au stockage du programme et des données.

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Première génération (1936 - 1956) EDSAC par Maurice Wilkes (britannique) en 1949

• C'est Electronic Delay Storage Automatic Calculator, inspiré de l'ENIAC.

• 15 000 opérations mathématiques dont 4000 multiplications en 1 minute. • Calculateur automatique à mémoire électronique à retard. Premier ordinateur à conserver en mémoire ses programmes de travail.

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Première génération (1936 - 1956) UNIVAC par Eckert et Mauchly (américains) en 1951

• c'est UNIVersal Automatic Computer

• 5 200 tubes à vide, 13 tonnes, surface 36 m2 pour 1905 opérations par seconde. • Premier ordinateur commercialisé en Amérique (pour les agences gouvernementales). Les données sont stockées sur une bande magnétique.

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Deuxième génération (1957 - 1963) • Cette génération a commencé avec les premiers ordinateurs construits

avec des transistors • Comme les transistors sont beaucoup plus petits, consomment moins

d'énergie et créent moins de chaleur que les tubes à vide, les nouveaux ordinateurs étaient plus rapides, plus petits et plus fiables que les machines de première génération

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Deuxième génération (1957 - 1963) • Apparition des logiciels : apparition des systèmes d'exploitation et des langages évolués comme FORTRAN (FORmula TRANslator 1957)

et COBOL (COmmon Business Oriented Language 1959) • Apparition de l'industrie : IBM, DELL, HP, ....

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Troisième génération (1964 - 1971) • Invention du circuit intégré permettant de placer des dizaines de

transistors sur une puce de silicium. • Ces ordinateurs étaient plus fiables et compacts que les ordinateurs

fabriqués avec des transistors, et ils coûtent moins cher à fabriquer. • Les machines se caractérisent par une faible consommation énergétique et un encombrement réduit.

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Troisième génération (1964 - 1971) En 1964, IBM annonça la série 360, première gamme d'ordinateurs

compatibles entre eux et première gamme aussi à couvrir l'ensemble des domaines d'applications commerciales et scientifiques

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Quatrième génération (1972 - . . .) • Miniaturisation des circuits: l'ère de la micro-informatique.

• Premier microprocesseur INTEL 4004 (1971). • Diminution de la place occupé par un ordinateur.

• Développement de l’ordinateur personnel. • Augmentation significative en puissance de traitement

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Quatrième génération (1972 - . . .) • Le début de l'ère de l'informatique individuelle apparait avec En 1980: le

PC (Personal Computer) de IBM • qui utilise un processeur Intel 8088 tournant à 4,77 MHz et peut faire

tourner trois systèmes d'exploitation différents.

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Architecture des ordinateurs ●

Un ordinateur est composée d'une unité centrale et de périphériques.

Tous les périphériques sont branchés sur l'unité centrale.

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L’unité centrale

●

L'unité centrale contient les principaux éléments nécessaires au fonctionnement de l’ordinateur qui sont : la carte mère, le processeur, la mémoire, le disque dur, la carte graphique, la carte son...

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La carte mère ●

La carte mère est l’élément central de l’ordinateur sur lequel sont

assemblés et mis en relation tous les composants matériels. Elle permet à tous ses composants de fonctionner ensemble efficacement

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Le microprocesseur ● On le qualifie comme le cerveau de l'ordinateur, le processeur permet de manipuler et de

traiter les données qui lui sont fournies. ● Le processeur est composé de deux éléments essentiels : ✓

Une unité de commande qui donne les ordres et synchronise les opérations.

✓

et une unité de traitement qui effectue les opérations (arithmétiques, logiques,...).

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La mémoire vive RAM (Random Access Memory) ● Elle stocke temporairement les données à traiter par le processeur. ● Est volatile, elle perd son contenu lorsqu’on éteint l’ordinateur ● Contient les programmes et les données en cours d’exécution

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La mémoire morte ROM (Read Only Memory) ● Est en lecture seulement, il est impossible d’écrire ou d’enregistrer de l’information

dessus. ● Est permanente ou morte, mais conserve son contenu même si l’ordinateur est éteint ● Contient des programmes écrits par le constructeur permettant le démarrage de

l’ordinateur et la gestion de périphériques comme l’écran et le clavier ( la mise en route de l’ordinateur ).

30

Les périphériques ●

On appelle "périphérique" tout matériel électronique pouvant être raccordé à un ordinateur

31

Les périphériques ●

L’ordinateur communique avec son utilisateur via ces périphériques

●

On peut classer ces périphérique en trois types : 1.

Les périphériques d'entrée

2.

Les périphériques de sortie

3.

Les périphériques d'entrée/sortie

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Les périphériques d'entrée • Ils servent à fournir des informations pour l’ordinateur tel qu'un clavier

(frappe de texte), une souris (pointage), un scanner (numérisation de documents papier), un micro, une webcam, etc

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Les périphériques de sortie • Ils servent à faire sortir des informations de l’ordinateur tel qu'un écran, une imprimante, des haut-parleurs, etc.

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Les périphériques d'entrée/sortie • Ils permettent de fournir des informations, mais également sortir des informations de l'ordinateur : un disque dur, un lecteur/enregistreur de CDROM ou une clé USB, par exemple, permettent aussi bien de stocker des données (sortie) que de les lire (entrée).

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Ordinateur

Ordinateur

=

Hardware (Partie Matériel)

Les périphériques

L’unité centrale

+

Software (Partie Logiciel)

Logiciel de Base (Système d’exploitation)

Logiciel d’Application

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Système d’exploitation • Un Système d’Exploitation (SE) (Operating System (OS)) est un ensemble des programmes de base qui sert d'interface entre le matériel et les logiciels applicatifs. • Ordinateur : sans le logiciel (software), machine sans utilité. • C'est le premier programme que peut contenir un ordinateur.

• Il permet de gérer le matériel et les autres logiciels. 37

Les différents types de systèmes d’exploitation On peut répartir les systèmes d’exploitation selon leur utilisation en deux groupes : 1. les systèmes d’exploitation pour les ordinateurs : Ceux sont des systèmes d'exploitation conçus pour fonctionner sur un ordinateur.

2. les systèmes d’exploitation mobile : ceux sont des systèmes d'exploitation conçus pour fonctionner sur un appareil mobile. 38

Les système d'exploitation les plus utilisés sur PC

• Statistique en juillet 2021. • Windows est le système d’exploitation le plus utilisé.

39

Source : https://gs.statcounter.com/os-market-share/desktop/worldwide

Virtualisation (1) Les programmes informatiques sont conçus pour fonctionner avec un système d'exploitation particulier. Question :

Comment on doit faire si on veut exécuter deux ou plusieurs applications, chacune nécessitant un système d'exploitation différent ?

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Virtualisation (2) Deux solutions possibles :

1. Installer chaque applications dans un système d’exploitation sur deux ordinateurs différents.

2. Il existe cependant une autre manière dont un seul ordinateur peut prendre en charge plusieurs systèmes d'exploitation qui fonctionnent indépendamment. Cette approche s'appelle la virtualisation.

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Virtualisation (3) ●

Lorsqu'un seul ordinateur physique exécute un programme spécial appelé

logiciel de virtualisation, il fonctionne comme s'il s'agissait de deux ou plusieurs ordinateurs indépendants, appelés machines virtuelles. ●

Chaque machine virtuelle apparaît à l'utilisateur comme un ordinateur

indépendant distinct avec son propre système d'exploitation. ●

Le système d'exploitation de la machine physique est appelé système d'exploitation hôte.

●

Le système d'exploitation de chaque machine virtuelle est appelé système d'exploitation invité. 42

Les logiciels de virtualisation Il existe plusieurs programmes qui permettent de créer et exécuter des

machines virtuelles tels que : ▪

Parallels Desktop

▪

VMware Workstation Player

▪

VirtualBox

▪

Hyper-V

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Le système d’exploitation Le système d'exploitation est composé : • d'un noyau (kernel) : qui assure la gestion des processus : C'est le cœur du système. • d'autres composants logiciels assurant les fonctions du système : Comme la gestion de fichiers, la gestion de mémoire, la gestion des entrées-sorties, interface utilisateur ... 44

La gestion des processus • Processus : Un processus est un programme en exécution. • Le système d'exploitation est responsable du chargement, du démarrage, de l'exécution et de l'arrêt des processus sur l'ordinateur.

• Chaque programme informatique qu’on exécute est un processus. • Les processus peuvent aussi démarrer d’autres processus pour les supporter dans leur tâches.

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Gestion des entrées/sorties • Interprétation des frappes de touches au clavier et des mouvements ou cliques de la souris.

• Visualisation des informations à l’écran.

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Les fichiers • Un fichier représente une unité de stockage sur un ordinateur. • Toutes les informations sont sous forme de fichiers : applications, documents, images, etc.

• Noms des fichiers : Nom.Extension

• Exemple : Photo.png 47

Les fichiers et les répertoires

• Les fichiers sont regroupés dans des répertoires (dossier). • Les répertoires peuvent contenir des fichiers ou d’autres répertoires.

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Gestion des fichiers (2) • Le système de fichier offre à l’utilisateur une vision homogène et structurée des données et des ressources : disques, mémoires, périphériques. • Le système gère la création des fichiers, leur destruction, leur correspondance avec les dispositifs physiques. Il les organise en une structure arborescente. • Cette arborescence des dossiers permet à l’utilisateur de retrouver rapidement ces informations 49

La notion du chemin • Racine (root) : dossier situé au plus haut niveau. • Chemin d’accès (path) : liste des répertoires permettant d’atteindre un fichier à partir de la racine.

• Le chemin absolu : liste des répertoires et sous-répertoires en partant de la racine jusqu’à la cible.

• Le chemin relatif : liste des répertoires et sous-répertoires en partant du répertoire courant jusqu’à la cible 50

Exemple d’arborescence

Chemin d’accès : \Rep1\Rep3\Fich1

Windows

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Fournir une interface utilisateur ●

L’un des fonctions d’un système d’exploitation est de fournir une interface d'interaction avec l’utilisateur.

●

C’est un programme qui vous permet de communiquer avec l'ordinateur.

●

Le système d'exploitation permet de recevoir des instructions en entrée via des périphériques tels que le clavier, la souris, l'écran tactile et le microphone.

●

Il existe deux types d'interfaces utilisateur de base : 1. l’interface graphique; 2. l’invite de commandes. 52