Préparation au C2I. Année 2011

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1 Préparation au C2I Année 2011

2 Présentation C2I = Certification Informatique et Internet Objectif de cette UE : obtenir la partie «pratique» Partie «théorique» : QCM sur ordinateur Organisation : 3 Cours 6 TD sur ordinateurs de 3h Évaluation sur ordinateur Projet personnel à rendre 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 2

3 Projet personnel Choisir un article du site Wikipédia avec : Au moins 8000 mots Une table des matières avec au moins 10 items Au moins 3 images Au moins un tableau et des notes de bas de page Formater l'article sous Writer (en citant les sources) Faire une présentation Impress de cet article (comme si vous deviez le présenter à l'oral) Évaluation sur la forme!! 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 3

4 Plan du cours Codage de l'information Fonctionnement d'un ordinateur Systèmes d'exploitation Rôle Système de gestion de fichiers Interpréteur de commandes Droits d'accès Processus 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 4

5 L'informatique : c'est quoi? Wikipédia : «Le terme Informatique, contraction de information et automatique, désigne l'ensemble des sciences et des technologies en rapport avec le traitement automatique de l'information par des machines telles que les ordinateurs, les consoles de jeux, les robots, etc.» 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 5

6 Un ordinateur : c'est quoi? Un outil qui permet de traiter de l'information automatiquement : Entrée Ordinateur Sortie Comment code-t-on l'information? 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 6

7 Codage de l'information Pour des raisons physiques, on code l'information avec des 0 et des 1. Une mémoire peut être vue comme une longue ligne de 0 et de Une unité de mémoire (une «case» du tableau) est appelé bit. En informatique, on regroupe souvent les bits par 8 : 8 bits forment un octet /03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 7

8 Codage de l'information Avec des 0 et des 1, on peut représenter un très grand nombre de choses : Des nombres entiers, rationnels... Des caractères, du texte, Des images, Du son, Des adresses mémoires, Des programmes informatiques... Besoin de normes 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 8

9 Codage des nombres entiers On utilise la base 2 (au lieu de la base décimale) = 1 x x x x x x x x 2 0 = 178 (en base 10) = 0 Sur n bits, on peut coder 2 n valeurs différentes : - de 0 à 2 n -1 si tous positifs - ou de -2 n/2 à 2 n/2-1 Sur 8 bits, on peut coder 256 valeurs différentes : - de 0 à 255 si tous positifs - ou de -128 à = = = = = = = 7 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 9

10 Codage des nombres flottants Nombres à virgule flottante = approximation des réels. Un nombre à virgule flottante possède : Un signe s Une mantisse m Un exposant e Norme IEEE 754 : (-1) s x m x 2 e - x Encodage Signe Exposant Mantisse Valeur du nombre Simple précision 32 bits 1 bits 8 bits 23 bits s x m x 2 e Double précision 64 bits 1 bits 11 bits 52 bits s x m x 2 e /03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 10

11 Codage des caractères Un texte = un liste finie de caractères. Un caractère peut être une lettre, un nombre, un signe de ponctuation, des commandes de contrôle, etc. Normes de codage des caractères : ASCII (Bob Bemer en 1961) Unicode (développée par le Consortium Unicode) 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 11

12 ASCII L'ASCII définit 128 caractères numérotés de 0 à 127 et codés en binaire de à Les caractères de 0 à 31 et le 127 non affichables Code ASCII étendu : Utilisation du 8ème bit (d'un octet) 128 nouveaux caractères 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 12

13 ASCII 0 (NUL) 16 (DLE) P 96 ` 112 p 1 (SOH) 17 (DC1) 33! A 81 Q 97 a 113 q 2 (STX) 18 (DC2) 34 " B 82 R 98 b 114 r 3 (ETX) 19 (DC3) 35 # C 83 S 99 c 115 s 4 (EOT) 20 (DC4) 36 $ D 84 T 100 d 116 t 5 (ENQ) 21 (NAK) 37 % E 85 U 101 e 117 u 6 (ACK) 22 (SYN) 38 & F 86 V 102 f 118 v 7 (BEL) 23 (ETB) 39 ' G 87 W 103 g 119 w 8 (BS) 24 (CAN) 40 ( H 88 X 104 h 120 x 9 (HT) 25 (EM) 41 ) I 89 Y 105 i 121 y 10 (LF) 26 (SUB) 42 * 58 : 74 J 90 Z 106 j 122 z 11 (VT) 27 (ESC) ; 75 K 91 [ 107 k 123 { 12 (FF) 28 (FS) 44, 60 < 76 L 92 \ 108 l (CR) 29 (GS) = 77 M 93 ] 109 m 125 } 14 (SO) 30 (RS) > 78 N 94 ^ 110 n 126 ~ 15 (SI) 31 (US) 47 / 63? 79 O 95 _ 111 o /03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 13

14 Unicode Consortium : «Qu'est ce qu'unicode? Unicode Unicode spécifie un numéro unique pour chaque caractère, quelle que soit la plate-forme, quel que soit le logiciel, quelle que soit la langue.» «Unicode is a vital part of the effort to make computing global.» (Rob Pike) Unicode 5.10 : plus de caractères 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 14

15 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 15

16 Codage des images Une image est composée de pixels chaque pixel a une couleur Couleur = une quantité de rouge, de bleu, de vert Une quantité = un nombre (codé en binaire) Un pixel 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 16

17 Codage des images Le code d'une image est la succession des codes des pixels de l'image longueur d'une ligne Avec ce codage, si on code chaque pixel sur 2 octets, une image de 300x300 pixels prend octets 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 17

18 Fonctionnement d'un ordinateur Périphériques de stockage : Disque dur, Lecteur de CD/DVD, Clé USB, etc. Mémoire vive : RAM (Random Access Memory) Périphériques de sortie : Processeur Carte vidéo (et moniteur), Carte son, Imprimante, etc. Bus Périphériques d'entrée : Clavier, souris, webcam, scanner, etc. Périphériques d'entrée/sortie : Carte réseau, modem, écran tactile, etc. 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 18

19 La mémoire La mémoire peut être vue comme une suite de cellules numérotées Chaque cellule contient une valeur codée sur plusieurs bits (souvent 8 bits, plus sur les calculateurs) Chaque cellule est adressable : «on peut accéder à la valeur de chaque cellule en donnant son numéro» La valeur de chaque cellule peut être modifiée Physiquement : la mémoire RAM se présente sous la forme de barrettes mémoire 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 19

20 La mémoire L'unité de mesure utilisée pour mesurer une quantité de données est l'octet (symbole o) Une mémoire composée de 1024 cellules d'un octet chacune, a une taille de 1024 octets Comme en physique, on peut utiliser les préfixes kilo, méga, giga, etc. Comme 1000 n'est pas une puissance de 2, on approxime 1000 par 1024 = 2 10 Donc 1 Ko = octets, 1 Mo = octets, 1 Go = octets. 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 20

21 Norme de 1998 du CEI : La mémoire 1024 = 1000 : contradiction avec les autres normes Introduction de nouveaux préfixes : Kibi = «kilo binaire» (symbole Ki) Mébi = «méga binaire» (symbole Mi) Gibi = «giga binaire» (symbole Gi) Tébi = «téra binaire» (symbole Ti) Exemple : octets = 1024 Kio = 1 Mio Attention : norme très peu respectée (même dans les questions du C2i)!! 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 21

22 La mémoire Sur 1 octet, on peut coder 2 8 valeurs différentes donc : 2 8 = 256 valeurs différentes Une connexion de 100 Méga (ça ne veut rien dire) signifie une connexion de 100 Mégabits par seconde (Mb/s ou Mbit/s) donc : (100 x )/8 octets/s donc : octets/s donc : environ 12 Mio/s 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 22

23 Ordinateur vs Calculatrice Calculatrice : En entrée : des données, une opération La calculatrice effectue l'opération sur les données En sortie : le résultat de l'opération Ordinateur : En entrée : des données, un programme L'ordinateur exécute le programme sur les données En sortie : les données transformées par le prog. Un programme : c'est quoi? 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 23

24 Programme Un programme est une suite d'instructions Chaque processeur a un jeu d'instructions qui représente l'ensemble des opérations élémentaires qu'il peut réaliser Un code (binaire) compréhensible par le processeur est associé à chaque instruction De cette manière, un programme peut être décrit par une suite de bits Les programmes sont des données exécutables par un ordinateur 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 24

25 Programme Exemple de programme : Entrée : valeur de la cellule 50 0 : Mettre la valeur 0 dans la cellule numéro 40 1 : Diviser par 2 la valeur de la cellule numéro 50 2 : Ajouter 1 à la valeur de la cellule numéro 40 3 : Si la valeur de la cellule numéro 50 est > 0 Retourner l'instruction numéro 1 Sortie : valeur de la cellule 40 MOV 0 40 DIV 2 50 ADD 1 40 JGZ /03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 25

26 Programme MOV 0 40 DIV 2 50 ADD 1 40 JGZ L'ordinateur répète indéfiniment : Charger la prochaine instruction à exécuter Charger les données nécessaires en mémoire Effectuer l'opération Ranger le résultat du calcul Se déplacer sur la prochaine instruction à exécuter 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 26

27 Rapidité d'un ordinateur La rapidité d'un ordinateur dépend : Du nombre d'instructions par seconde que le processeur peut réaliser Des temps d'accès à la mémoire (vitesses des bus) Des temps de lecture/écriture de la mémoire De la taille et de la vitesse de la mémoire cache De la faculté qu'a le processeur à paralléliser des calculs Du nombre de processeurs dans l'ordinateur, du nombre de cœurs, etc. 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 27

28 Rapidité d'un processeur Un processeur de 2 GHz signifie qu'il réalise cycles d'horloge en une seconde Attention : une instruction prend plusieurs cycles d'horloge et un processeur réalise souvent plusieurs opérations simultanément Le lien entre fréquence d'horloge et puissance de calcul est de plus en plus difficile à faire mais cela reste un bon indicateur de performance On mesure également la rapidité d'un processeur en MIPS (millions d'instructions par seconde) et en FLOPS (Floating-point operations per second) 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 28

29 Registres et mémoires caches Registres : cases mémoires placées dans le processeur. Elles définissent l'état du processeur et ont le meilleur temps d'accès (un registre conserve l'adresse de la prochaine instruction à exécuter) Mémoire cache : mémoire relativement petite et très rapide qui stocke les données les plus utilisées par le programme Mémoire cache entre le processeur et la RAM : parfois plus importante en terme de performance que la fréquence du processeur (pour certaines applications) Mémoire cache sur les disques durs, sur les réseaux... 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 29

30 Périphériques de stockage Disques Durs : mémoire de masse magnétique composé de plateaux rigides en rotation et de têtes de lecture/écriture Mémoire flash : caractéristique d'une mémoire vive sans effacement lors de la mise sous tension (baladeur MP3, clé USB, téléphone portable, etc.) Non mécanique donc résiste aux chocs! SSD (Solid State Drive) : disque à base de mémoire flash (qui devrait remplacer les disques durs) 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 30

31 Périphériques de stockage Mémoire ROM (read only memory) : mémoire en lecture seule, utilisée pour stocker des données d'usines servant au démarrage des ordinateurs, etc. CD-ROM (compact disc) : gravé en usine, un disque peut contenir 700 Mo DVD-ROM (digital versatile disc) : disque pouvant contenir jusqu'à 15 Go (souvent 4,7 Go) CD-RW et DVD-RW : versions ré-inscriptibles des CD- ROM et DVD-ROM. Blu-ray : jusqu'à 50 Go etc. 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 31

32 Système d'exploitation (OS) Son rôle : lier les ressources matérielles d'un ordinateur aux logiciels. Il fournit des points d'entrée génériques aux périphériques (et rend les programmes indépendants du matériel) Composition : Un noyau Des bibliothèques Ensemble d'outils système OS : Linux, Mac OS, Solaris, Windows, etc. 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 32

33 Le noyau Son rôle : Gérer les périphériques Gestion des processus (prog. en cours d'exec.) Ordonnancer les processus (sys. multitâche) Gestion des fichiers (système de fichiers) Gestion de la mémoire, du réseau, etc. Gestion des interruptions 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 33

34 Les bibliothèques Elles sont constituées de fonctions Ces fonctions permettent de : Simplifier l'écriture des programmes D'utiliser les fonctionnalités offertes par le noyau Exemples : Bibliothèque pour la lecture et l'écriture de fichiers Bibliothèque pour gérer les fenêtres, la souris, etc. 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 34

35 Outils système Ils permettent de configurer, de gérer, d'utiliser le système, de mettre au point et d'exploiter des programmes Exemples : Gestion des comptes utilisateurs Configuration du réseau, des droits, etc. Navigation dans le système de fichiers Interpréteur de commandes (shell, console) Interface graphique Compilateurs, éditeurs de texte, etc. 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 35

36 Organisation Logiciels Outils système Bibliothèques Noyau Matériel 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 36

37 Système de gestion de fichiers (SGF) Structure de données permettant de stocker des informations et de les organiser sur un périphérique de stockage Rôle : manipulation, allocation, localisation, sécurité et contrôle d'accès des données. Chaque système d'exploitation a ses systèmes de gestion de fichiers (parfois, il comprend les autres) : Windows : NTFS, FAT16, FAT32, VFAT, etc. Linux : Ext, Ext2, Ext3, Ext4, FFS, etc. Mac OS : HFS, etc. 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 37

38 Système de gestion de fichiers L'unité informationnelle est le fichier Un fichier est une suite ordonnée d'octets Le SGF attache à chaque fichier des méta-données : Nom du fichier Localisation du fichier sur le support, taille du fichier Droits d'accès en lecture, écriture, exécution, Date de la dernière modification, etc. En général, les fichiers sont stockés sur les disques sous forme de blocs indivisibles de plusieurs Ko (pour utiliser au mieux la mémoire cache) 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 38

39 Système de gestion de fichiers L'organisation physique du support est masquée (même SGF sur une clé USB et sur un disque dur) L'organisation logique (celle vue par l'utilisateur) est (presque) toujours arborescente : Les fichiers sont regroupés dans des dossiers (appelés aussi répertoires, directories ou folders) Vue utilisateur : Un dossier contient des fichiers et d'autres dossiers (récursivement) Vue SGF : Un dossier est un ensemble de métadonnées associées à des fichiers et des dossiers 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 39

40 Organisation des salles de TP Terminal 1 Terminal 2 Terminal 3 Terminal 7 Serveurs (OS, disques durs, etc.) Terminal 4 Terminal 6 Terminal 5 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 40

41 Système de gestion de fichiers (Salles de TP) Point d'entrée : Le dossier racine (notée «/») / bin etc dev usr home home1... home5... Votre dossier personnel (votre «home directory») noté «~» z /03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 41

42 Système de gestion de fichiers (salles de TP) z C2I Extension d'une présentation Impress C1.odp C2.odp Anglais Extension d'une video MPEG video.mpg 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 42

43 Interfaces graphiques 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 43

44 Interpréteur de commandes Interpréteur de commandes 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 44

45 Interpréteur de commandes 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 45

46 Interpréteur de commandes L'invite de commande (prompt) est affiché au début de chaque ligne et vous invite à saisir une commande au clavier Après avoir saisi une commande, il faut appuyer sur la touche Entrée du clavier, pour la valider La commande est alors interprétée et exécutée si elle est syntaxiquement correcte La sortie standard du programme est (par défaut) affichée sur le terminal Lorsque l'exécution de la commande est terminée, l'invite de commande est à nouveau affichée 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 46

47 Interpréteur de commandes Avec l'interpréteur de commande, vous pouvez : Naviguer dans les systèmes de fichiers Déplacer, Copier, Supprimer des fichiers Créer, Déplacer, Supprimer des répertoires Exécuter des applications, des programmes Effectuer des opérations (simples) sur des fichiers Lancer des scripts (ensemble de commandes à exécuter à la suite), etc. 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 47

48 Commande pwd La commande pwd (print name of working directory) affiche le nom complet du répertoire courant Exemple : $ pwd /home1/z $ Vous saisissez la commande «pwd» (et validez avec la touche Entrée) La commande «pwd» affiche le nom du répertoire courant L'invite de commande est ré-affichée 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 48

49 Commande cd La commande cd (change directory) change le répertoire courant Exemple $ cd /home1/z999999/anglais $ pwd /home1/z999999/anglais $ cd.. $ pwd /home1/z en paramètre l'endroit où l'on veut aller On peut donner un chemin relatif Ici, on va vers le répertoire père 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 49

50 Chemins absolus et relatifs / «/home1/z999999/anglais» «.» «/home1/z999999» «..» ou «~» home1 z Répertoire courant C2I Anglais C1.odp C2.odp video.mpg «/home1/z999999/c21/c1.odp» «../C2I/C1.odp» Chemin absolu (commence par /) «/» «../../..» Chemin relatif (ne commence pas par /) 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 50

51 Commande ls La commande ls affiche la liste des fichiers et répertoires d'un répertoire Exemple : $ ls /home1/z999999/c2i C1.odp C2.odp $ pwd /home1/z $ ls Anglais C2I Répertoire à lister Sans paramètre, liste les fichiers et les dossiers du répertoire courant 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 51

52 Commande ls Avec l'option -l, la commande ls affiche des informations supplémentaires : Exemple : $ ls -l /home1/z999999/c2i total 423 -rw-rw-r-- 1 z z déc :39 C1.odp -rw-rw-r-- 1 z z déc :39 C2.odp 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 52

53 Commande cp La commande cp permet de copier des fichiers et des répertoires Exemple : $ pwd /home1/z999999/c2i $ cp C1.odp../Anglais $ ls../anglais C1.odp video.mpg Source Destination Un espace qui sépare les deux paramètres! 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 53

54 Commande cp Avec l'option -r, la commande cp copie récursivement un répertoire (l'intégralité des éléments qu'il contient) Exemple : $ cp /home1/z999999/c2i /home1/z999999/anglais cp: omission du répertoire `/home1/z999999/c2i' $ cp -r /home1/z999999/c2i /home1/z999999/anglais $ ls /home1/z999999/anglais C1.odp C2I video.mpg 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 54

55 Commande man La commande man affiche le manuel en ligne associé à une commande Exemple : $ man ls (affiche le manuel de la commande ls) Appuyez sur q pour quitter $ 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 55

56 Autres commandes importantes mv : déplacer/renommer un fichier ou un répertoire rm : supprimer un fichier (ou un répertoire avec -r) mkdir : créer un répertoire rmdir : supprimer un répertoire cat : afficher le contenu d'un fichier echo : affiche ses paramètres grep : chercher dans des fichiers passwd : changer son mot de passe 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 56

57 Les droits d'accès Chaque utilisateur fait partie d'un groupe (ou plusieurs) Le système a un administrateur : l'utilisateur root Chaque fichier et répertoire a un propriétaire (owner) et un groupe propriétaire (le propriétaire est par défaut l'utilisateur qui a créé le fichier) Chaque utilisateur (et l'administrateur) peut changer les privilèges de ses fichiers et de ses répertoires en utilisant la commande chmod Les commandes chown et chgroup permettent de changer le propriétaire et le groupe propriétaire 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 57

58 Les droits d'accès 3 types d'accès : Lecture (ou Read) Écriture (ou Write) Exécution (ou execute) Autorise la lecture d'un fichier Permet de lister le contenu d'un répertoire Autorise la modification d'un fichier Autorise l'ajout/la suppr. de fichiers/répertoires Autorise l'exécution d'un fichier Permet de traverser un répertoire 3 classes d'utilisateurs : Le propriétaire (ou User) Le groupe propriétaire (ou Group) Les autres (ou Others) Avec ls -l : drwxrwxrwx U G O 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 58

59 Fichiers exécutables Un fichier exécutable contient une suite d'instructions compréhensibles par le processeur (ou par une machine virtuelle) Il est obtenu en compilant avec un compilateur un code source écrit dans un langage de programmation comme le C/C++, Java, C#, etc. L'utilisation des bibliothèques système permet d'interagir avec le système d'exploitation 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 59

60 Les processus Démarrer un logiciel : exécuter un fichier exécutable Avec l'interface graphique : on clique sur une icône Dans l'interpréteur de commande : on saisie le nom du fichier exécutable (avec son chemin) Dans les deux cas, un processus est créé Un fichier peut être exécuté plusieurs fois, ce qui va donner naissance à plusieurs processus Un processus contient les instructions à exécuter, le contexte d'exécution et les ressources utilisées 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 60

61 Les processus Les commandes top et ps affichent la liste des processus en cours d'exécution sur l'ordinateur L'ordonnanceur d'un système d'exploitation choisit les processus qui vont être exécutés par les processeurs De temps en temps, l'ordonnanceur réaffecte les processus aux processeurs pour simuler une exécution parallèle des processus Objectif : utiliser au mieux les processeurs 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 61

62 Mieux utiliser l'interpréteur de commandes Complétion automatique : lorsque l'utilisateur appuie sur la touche Tabulation du clavier, l'interpréteur essaie de compléter la suite du mot La flèche Haut permet de remonter dans l'historique des commandes que vous avez tapées (pratique pour ré-exécuter plusieurs fois une commande) La flèche Bas permet de redescendre dans l'historique CTRL+C tue la commande en cours 17/03/11 Bertrand Estellon - Département Info - C1 62