Bases d un système informatique

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1 Bases d un système informatique Rémi Gilleron Université Lille & INRIA Lille & Cristal UMR CNRS Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 1 / 23

2 Plan 1 Introduction 2 Les machines et le modèle de calcul 3 Machines système applications Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 2 / 23

3 L informatique - l information Au siècle précédent Les machines, les algorithmes, les langages pour les sciences et l informatique de gestion au milieu du XXème siècle. Le micro-ordinateur dans les années 80 généralise l usage. Réseaux, Internet, Web et multimedia à la fin du XXème siècle. Au siècle présent Les petits objets communicants (smartphones, tablettes, capteurs) Les réseaux sociaux Les masses de données (Big Data) Et ensuite? Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 3 / 23

4 L informatique - l information Au siècle précédent Les machines, les algorithmes, les langages pour les sciences et l informatique de gestion au milieu du XXème siècle. Le micro-ordinateur dans les années 80 généralise l usage. Réseaux, Internet, Web et multimedia à la fin du XXème siècle. Au siècle présent Les petits objets communicants (smartphones, tablettes, capteurs) Les réseaux sociaux Les masses de données (Big Data) Et ensuite? la parole, des programmes intelligents, les robots, les voitures sans conducteur, les interfaces cerveaux-machines,... Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 3 / 23

5 Les bouleversements induits Dans les sciences expérimentales : la génétique et la médecine, l astronomie et l astrophysique, l économie expérimentale,... humaines et sociales : la création artistique, le crowd sourcing, l histoire et la littérature, la documentation et la communication,... Dans la société Automatisation du travail. Généralisation de l usage informatique dans tous les métiers et même dans la vie sociale. Masses de données et de connaissances à la disposition de tous posant pour les philosophes la question de l évolution de l intelligence et de l homme de demain. Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 4 / 23

6 Définition de l informatique Trois idées pour un même terme Science informatique (Computer Science) : concevoir des machines, des langages, des algorithmes, des logiciels ; concevoir des réseaux, des protocoles,... d un point de vue théorique et appliqué. Ingéniérie/Technologie informatique (Information Technology) : concevoir des logiciels, organiser des données pour résoudre des problèmes réels. Utilisation d ordinateurs, de logiciels : utiliser un tableur pour analyser des données, un traitement de textes pour écrire un rapport, un système de gestion de contenu pour publier sur le Web,... Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 5 / 23

7 Bases d un système informatique Vous êtes concernés par les usages de l informatique dans les domaines de la gestion d entreprise, de l économie, du marketing, mais pas de bon usage sans compréhension : comprendre et maîtriser le monde numérique est indispensable pour vivre et travailler dans votre siècle Au programme des festivités compréhension des machines et de leur modèle de calcul, utilisation d un système d exploitation, utilisation de logiciels pour les documents, utilisation du tableur pour les données. Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 6 / 23

9 Machines Des ordinateurs de toute sorte Différences et ressemblances Qu est-ce qui les différencie? Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 8 / 23

10 Machines Des ordinateurs de toute sorte Différences et ressemblances Qu est-ce qui les différencie? Année d apparition, poids, taille écran, interfaces, usages,... En quoi sont-elles similaires? Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 8 / 23

11 Machines Des ordinateurs de toute sorte Différences et ressemblances Qu est-ce qui les différencie? Année d apparition, poids, taille écran, interfaces, usages,... En quoi sont-elles similaires? basées sur le même modèle de machine, de calcul Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 8 / 23

12 Machines et cerveaux Des ordinateurs sur un même modèle de calcul. Et le cerveau? ou Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 9 / 23

13 Machines et cerveaux Des ordinateurs sur un même modèle de calcul. Et le cerveau? ou Modèle de calcul du cerveau Réseau complexe de neurones reliés par des synapses échangeant des neurotransmetteurs, il fonctionne sur un modèle très différent du modèle des ordinateurs. Ce modèle a été concurrent au milieu du XXème siècle. Il est toujours très étudié : rétines artificielles, interfaces cerveau-machine, premier neurone artificiel développé en laboratoire en 2015! Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 9 / 23

14 Modèle de calcul des ordinateurs Évolution des ordinateurs De à à Le modèle de calcul Une machine universelle calculant avec des programmes et des données qui sont des suites de 0 et de 1, définie de façon abstraite au milieu du XXème siècle par des mathématiciens et logiciens (Turing, Church, Gödel), et un modèle de calculateur, Von Neumann (1945), qui est le modèle de tous les ordinateurs. Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 10 / 23

15 Modèle de Von Neumann Spécificités La mémoire contient les suites de 0 et 1 que sont les programmes et les données, l unité de contrôle (UC) séquence les opérations, l unité de calcul (UAL) calcule sur les suites de 0 et de 1 avec une mémoire de calcul, il y a des échanges avec l environnement par des interfaces. Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 11 / 23

16 Nos ordinateurs Du modèle théorique aux ordinateurs actuels des calculs de plus en plus rapide : UC et UAL dans un processeur : processeur sur 1 octet (8bits), puis 16 bits, 32 bits, 64 bits ; du traitement séquentiel au traitement parallèle (multi-coeurs) ; de plus en plus de mémoire : mémoire vive (très rapide), mémoire de masse (rapide - disque dur), mémoire externe (moins rapide) ; des interfaces de plus en plus rapides et sophistiquées : écrans, cartes graphiques et cartes video ; interfaces réseau ; souris, écran tactile ;... des couches logicielles qui cachent la complexité de la machine. Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 12 / 23

17 Nos ordinateurs Du modèle théorique aux ordinateurs actuels des calculs de plus en plus rapide : UC et UAL dans un processeur : processeur sur 1 octet (8bits), puis 16 bits, 32 bits, 64 bits ; du traitement séquentiel au traitement parallèle (multi-coeurs) ; de plus en plus de mémoire : mémoire vive (très rapide), mémoire de masse (rapide - disque dur), mémoire externe (moins rapide) ; des interfaces de plus en plus rapides et sophistiquées : écrans, cartes graphiques et cartes video ; interfaces réseau ; souris, écran tactile ;... des couches logicielles qui cachent la complexité de la machine. Mais retenez que : quelle que soit sa complexité, un ordinateur ne fait qu exécuter bêtement les instructions données par vous et des programmes écrits par des hommes. Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 12 / 23

19 Ma machine quelle qu elle soit me fournit un système d exploitation, des applications standard ou logiciels de base, des périphériques divers adaptés à ma machine, en particulier, des accès aux réseaux, et au besoin des applications spécialisées. Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 14 / 23

20 Le système d exploitation est la première couche logicielle, interface entre mes applications et mes données et la machine concrète (calcul, contrôle, mémoires) et les périphériques. Les principaux systèmes d exploitation Sur machine de bureau Linux sous différentes distribution (Ubuntu, debian,...), libre Windows et ses versions, propriétaire Sur tablette ou smartphone Android, ios, Windows Phone, Blackberry, tous propriétaire Les OS libres ont du mal à se développer à cause d une grande dépendance aux constructeurs. Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 15 / 23

21 Les fonctionnalités du système d exploitation Une machine universelle qui calcule sur des données et programmes codés en binaire, mais tout ce qui vous intéresse est que ça marche! C est le rôle du système d exploitation. Il assure, entre autres fonctions, la gestion des fichiers : gérer les noms, les enregistrer sur le support physique, savoir les retrouver,... la gestion des tâches : lancer et arrêter des applications, gérer plusieurs applications lancées en même temps, les communications entre tâches,... la gestion des périphériques : contrôler tous les échanges entre les applications et la souris, le clavier, l imprimante, le réseau, les disques interne ou externe,... Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 16 / 23

22 Les fichiers Un fichier joue un rôle de conteneur. Tout est fichier et un fichier peut contenir un texte, une image, une video, un programme,... Les fichiers de données Un fichier contient des données (parfois diverses : audio + video + titre). Il peut contenir aussi des méta-données et des données liées à des fonctionnalités. Un fichier va être associé à un format décrit dans une norme. Par exemple la norme html, la norme mpeg,... La norme et le format sont spécifiés par le type de fichier. Le type de fichier est précisé par l extension (les 3 lettres après le. du nom de fichier), par exemple txt, doc, html ou par des méta-données qui peuvent être internes ou externes. Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 17 / 23

23 Propriétaire ou libre Fermé ou ouvert Format propriétaire Des formats et normes, des algorithmes peuvent être protégés par des brevets et/ou licences par les entreprises. Par exemple, les formats doc, gif, zip, mp3,... Ces formats posent la question de l interopérabilité, de la pérennité, de la possession du contenu. Format ouvert Open Source Des formats et normes peuvent être définis par des organisations avec des droits d usage libres. Par exemple, la norme html définie par le W3C. Ces formats facilitent l interopérabilité (une donnée peut être utilisée par plusieurs logiciels). Ouvert ne veut pas dire gratuit ni non protégé. Il existe des licences Open Source comme GPL, Creative Commons,... Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 18 / 23

24 Le système de gestion de fichiers une organisation hiérarchique Tout est fichier : textes, programmes, images,... On a toujours pas trouvé mieux que de ranger ses fichiers dans des boites qui contiennent des boites : une boite est un répertoire (directory) qui peut contenir des répertoires et des fichiers. On utilise la métaphore de l arbre. Mais avec la racine en haut et les feuilles en bas. Ah ces informaticiens! On peut manipuler les fichiers soit avec une interface graphique (Windows, poste de travail linux) ou en mode commande dans un terminal. Vous devez comprendre cette organisation hiérarchique. Vous devez comprendre où vous enregistrez, où vous êtes quand vous lancez une commande et savoir désigner un fichier. Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 19 / 23

25 Les applications Logiciel de base Éditeur de texte : manipuler du texte pour des fichiers de données, des textes sans mise en forme, des textes structurés comme html, des textes de programmes dans un langage,... Traitement de texte : production de textes, documents et rapports pour lecture et impression papier. Tableur : traiter des tables de données pour sélectionner, trier, calculer,... Logiciel de présentation : produire une présentation contenant des diapositives. Vous devez savoir utiliser intelligemment ces logiciels pour votre vie professionnelle. Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 20 / 23

26 Les applications Le navigateur est désormais une application essentielle pour l affichage du html, la navigation et la recherche d information, l affichage de tous les formats pdf, images, videos,... l accès au système d information et les applications de votre entreprise, l accès à des applications externes, l exécution d applications dans le navigateur. Toutes les autres applications De nombreuses applications pour tout type d activité professionnelle. Choisir la bonne application : libre ou propriétaire, facilité d usage et d apprentissage, fonctionnalités, évolutivité, maintenance,... Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 21 / 23

27 Conclusion Machines données programmes Modèle de calcul des ordinateurs consiste en l exécution automatique (bête et méchante 8-)) de suites d instructions, des ordinateurs avec des capacités de calcul et de mémoire très importantes, des interfaces rapides et efficaces, en particulier réseau, données et programmes sont contenus dans des fichiers, un système d exploitation qui gère les fichiers et les interfaces, des logiciels sophistiqués qui donnent des capacités aux machines. Un ordinateur C est bête : il exécute vos ordres et des programmes C est compliqué : nombreux logiciels sophistiqués qui interagissent d où l importance d être un utilisateur averti et intelligent Rémi Gilleron (Univ. Lille) Bases Syst. Info. 22 / 23