Codage numérique. Tableau 1 - Unités de dénombrement de la quantité d information

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1 Codage Codage > Formats Texte, Image, Son et Vidéo Codage numérique Comment intégrer dans un document Word une photo tirée sur papier? Récupérer le texte d un article de journal sans devoir le saisir au clavier? Réaliser un enregistrement sonore (interview, bruitages, ) pour le retravailler sur l ordinateur? 1. Principe et unités du codage Tout ordinateur, du plus rudimentaire au plus puissant, n est qu une machine électronique qui, en tant que telle, n est capable de traiter que 2 informations : le courant électrique passe (symbolisé par le chiffre 1) ou ne passe pas (symbolisé par le chiffre 0). Les informations qu un ordinateur peut traiter, aussi complexes soient-elles, se ramènent toujours à un ensemble de 0 ou 1, et tout objet devant faire l objet d un traitement informatique doit donc être codé sous cette forme. L unité élémentaire d information, qui peut prendre la valeur 0 ou 1, est appelée bit (contraction de binary digit qui signifie chiffre binaire). A partir de cette unité élémentaire, on compose des unités plus complexes. La quantité d information peut alors se calculer en nombre de bits, en utilisant l octet (une suite de 8 bits, en anglais byte - attention au -ami!) comme unité de mesure : Unité Notation Valeur Bit 0 ou 1 Octet o 8 bits consécutifs Kilo Octet Ko 1000 octets (10 3 octets) Méga Octet Mo 1 million d octets (10 6 octets) Giga Octet Go 1 milliard d octets (10 9 octets) Téra Octet To 1000 milliards d octets (10 12 octets). Tableau 1 - Unités de dénombrement de la quantité d information 2. Codage informatique d objets physiques La numérisation désigne la conversion d un objet réel (par exemple un paysage ou encore des ondes radio) en un objet virtuel, c est-à-dire une suite de 0 et de 1, organisée de façon à pouvoir être décodée. La structuration de cette suite de bits est définie par le format de fichier choisi pour enregistrer les données numérisées. La numérisation d un type d objet donné se fait au moyen de périphériques spécifiques (par exemple une carte d acquisition) et de logiciels spécialisés. Numériser un objet physique ne revient pas à représenter, sous forme numérique, toutes les facettes de cet objet, mais simplement, ses propriétés utiles et mesurables, en fonction de l usage que l on en attend. Par exemple, lorsqu on photographie un paysage, on se contente de capturer les couleurs réfléchies par les objets placés en face de l objectif, et suffisamment grands pour faire réagir les capteurs de l appareil photo. Cependant un grand nombre d informations ne sont pas mesurées : couleurs des objets placés hors-champ, température, son, odeurs, vitesse du vent, etc. 1/5

2 3. Exemples de numérisations Figure 1 Principe général de la numérisation Objet réel Intermédiaire (capture / Objet virtuel acquisition) scène statique appareil photo numérique image numérique photographie papier scanner image numérique document imprimé scanner + application de reconnaissance des caractères (OCR) son (variations de la pression de l air) microphone + carte son scène en mouvement caméra numérique + carte d acquisition Tableau 2 - Applications courantes de la numérisation document texte brut ou texte mis en forme son numérique vidéo numérique Formats de fichiers Comment transmettre une image créée avec Photoshop à quelqu un qui n a pas le logiciel Photoshop? Pourquoi un message d erreur apparaît-il lorsque j essaie d ouvrir des fichiers portant certaines extensions? Pourquoi un programme Windows ne peut-il pas s exécuter sur Mac? Comment peut-on vérifier que la taille d un fichier n est pas trop importante pour le copier sur une clé USB? 1. Définition d un fichier On appelle fichier un ensemble cohérent d informations numériques, regroupé sous un nom, et qui peut être conservé sur un espace de stockage (disque dur, clé USB, CD, DVD, etc.). Il existe 2 grandes catégories de fichiers : les fichiers exécutables ou applications qui, comme leur nom l indique, peuvent être exécutés directement par le système d exploitation. Les applications sont capables de créer d autres fichiers : par exemple l application de traitement de texte Word peut créer des documents aux formats DOC, RTF ou TXT. La plupart des fichiers exécutables ne sont compatibles qu avec un système d exploitation donné, leur codage étant dépendant de ce dernier. les fichiers de données, ou documents, qui ne peuvent être utilisés seuls. Ces fichiers doivent être décodés par une application capable d interpréter leur format. De même, ils ne peuvent être générés que par une application compatible avec leur format. 2/5

3 2. Propriétés d un fichier Chaque fichier possède un certain nombre de propriétés, que le système d exploitation permet de visualiser et de manipuler. Les propriétés les plus importantes d un fichier sont les suivantes : Son nom, c est-à-dire une suite limitée de caractères excluant certains caractères réservés pour le système d exploitation («*», «:» ou «/» sont par exemple interdits dans le nom d un fichier). Son chemin d accès, qui est son emplacement précis sur un périphérique de stockage. Sa taille, c est-à-dire la place qu il occupe sur l espace de stockage, exprimée en octets. Ses dates de création et de dernière modification. Les droits d accès au fichier en fonction du profil de l utilisateur. 3. Structuration des données informatiques et format En informatique, les fichiers de données peuvent représenter différents types d information : texte, image fixe, animation, son, etc. Tous les fichiers étant codés à l aide de 0 et de 1, il est nécessaire d associer à chaque fichier un ensemble de règles permettant d interpréter le type d information qu'il contient. nombre entier séquence de 16 bits Quelle interprétation??? fragment du codage de données d un autre type suite de 2 caractères UU 16 valeurs logiques image monochrome 4x4 pixels son nombre décimal image vidéo vectorielle exécutable texte mis en forme Figure 2 : De multiples interprétations possibles pour une même séquence de bits Pour la lecture comme pour l écriture de données, il est nécessaire de connaître le langage, appelé format, utilisé pour décrire et structurer les informations manipulées sous la forme d une suite de bits. Un même type d information, par exemple une image fixe, peut être codée dans différents formats : JPEG, PNG, GIF, BMP, etc. Chaque format d image a ses spécificités et est lié à des usages précis : il peut être adapté à la reproduction de photographies, donner la priorité à la qualité ou à la rapidité d affichage sur Internet, etc. 4. Applications et formats Il existe une relation étroite et complexe entre les formats de fichiers et les applications capables de créer ces fichiers, de les modifier ou de les consulter. Ainsi, le format TXT, qui permet un codage élémentaire du texte, est reconnu par la plupart des applications de traitement de textes (Bloc-notes, Scite, Word, LibreOffice Writer, etc.). A l inverse, l application Bloc-notes ne pourra pas ouvrir un fichier généré par Word au format DOC. 3/5

4 Le choix d un format n est pas guidé uniquement par la nature des données à coder, mais aussi par l usage qui doit être fait de ces données. En particulier, il est essentiel de tenir compte des applications dont disposera l utilisateur et des traitements qu il sera amené à réaliser sur ces données (consultation, création, modification, etc.). Les applications, tout comme le système d exploitation, ont besoin d une convention pour détecter le format du fichier. Sous Windows, on repère le format par un suffixe ou extension de deux, trois ou quatre lettres ajoutées au nom du fichier (par exemple, le suffixe.png indique un fichier graphique au format Portable Networks Graphics). Le repérage du format permet également au système d exploitation d associer à un fichier une application par défaut qui est lancée lorsqu on double-clique sur le nom d un fichier, ou éventuellement d autres applications capables d effectuer des traitements sur ce fichier, lorsqu on choisit clic droit sur le nom du fichier puis Ouvrir avec 5. Conversion de formats Attention : lorsqu on modifie l extension en renommant un fichier, on se contente en réalité de modifier une partie de son nom sans incidence sur son format, qu on ne peut changer que par un recodage des données. Pour convertir des données d un format vers un autre, il est nécessaire de disposer d une application capable à la fois de lire le format d origine et de recoder les données en utilisant le format de destination. Dans la plupart des applications cela se fait par l intermédiaire du menu Enregistrer sous. Par exemple, l application LibreOffice Writer permet de convertir les informations codées dans un document au format ODT vers le format équivalent DOC. Selon les caractéristiques du format initial et du format final, la conversion peut aboutir à une perte d une partie des données. Ainsi, Paint permet de convertir une image au format PNG vers le format GIF, moyennant une perte de qualité du codage des couleurs. 6. Extensions les plus courantes La liste des programmes compatibles indiquée n est pas exhaustive. Lorsque l usage n est pas précisé, ces applications prennent en charge lecture, modification et création des documents. Extension(s) Type de fichiers bat, exe Exécutable (Windows) app Exécutable (Mac) mid, mp3, Documents son wav, wma, ogg, aac avi, divx, Documents vidéo mpg, mpeg, wmv bmp, gif, Documents image jpg, jpeg, png Exemples d application(s) compatible(s) lecture : itunes, Windows Media Player, VLC, Winamp, Real Player, Amarok enregistrement : Audacity, Cool Edit, WavePad lecture : Windows Media Player, VLC enregistrement : Adobe Premiere modification : Virtual Dub lecture uniquement : Visionneuse Windows création/modification : Paint, Gimp, Photoshop 4/5

5 Extension(s) Type de fichiers Exemples d application(s) compatible(s) txt Texte brut Bloc-notes, TextEdit, SciTE, Microsoft Word, LibreOffice Writer rtf Texte formaté TextEdit, Microsoft Word, OpenOffice/LibreOffice Writer doc Document Word Microsoft Word, OpenOffice/LibreOffice Writer dot Modèle de document Microsoft Word Word odt Document Writer OpenOffice/LibreOffice Writer ods Feuille de calcul Calc OpenOffice/LibreOffice Calc pdf Texte au format PDF Adobe Acrobat Reader (lecture uniquement) html Page Web lecture : Mozilla Firefox, Safari, Google Chrome édition : éditeurs de texte (Scite ), Dreamweaver css Feuille de style lecture : navigateurs Web édition : éditeurs de texte ppt, pps Présentation Microsoft PowerPoint PowerPoint xls Feuille de calcul Excel Microsoft Excel, OpenOffice/LibreOffice Calc zip, rar Archive ZIP WinZip, Finder, StuffIt Expander, 7-zip Tableau 3 - Types de fichiers et exemples de programmes associés aux extensions les plus courantes. Références Codage binaire : Numérisation : Fichiers : Extensions : Format de données : Format ouvert : Notions à comprendre et à retenir Bit = chiffre binaire = 0 ou 1 Octet = 8 bits (anglais byte) Numérisation = digitalisation = conversion analogique -> numérique Notion de format de fichier Notion d extension d un fichier Relation entre système d exploitation, application et extension d un fichier Types de fichiers : applications / documents Application = ensemble de programmes Document = fichier de données 5/5