L informatique comme discipline au gymnase. Renato Renner Institut für Theoretische Physik ETH Zürich

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1 L informatique comme discipline au gymnase Renato Renner Institut für Theoretische Physik ETH Zürich

2 Comment puis-je transférer des fichiers de musique sur mon nouvel iphone? Comment puis-je archiver mes photos numériques? Comment Google trouve-t-il ses réponses? Qu est-ce qui différencie un ordinateur du cerveau humain?

3 À quelles questions nos élèves doivent-ils pouvoir répondre de manière compétente?

4 Comment puis-je archiver mes photos numériques? Qu est-ce qui différencie un ordinateur du cerveau humain? Comment puis-je transférer des fichiers de musique sur mon nouvel iphone? Comment Google trouve-t-il ses réponses? Informatique Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science

5 Informatique Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science Quelle partie de ce spectre devrait être couverte par le Gymnase?

6 Informatique Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science indispensable pour tout un chacun ( analphabétisme numérique ) durabilité: quelques années

7 Informatique Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science peut être laissé aux experts durabilité: de quelques années à quelques décennies

8 Informatique Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science indispensable pour des «citoyens responsables» durabilité: probablement des siècles

9 Informatique Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science Qu est-ce qui est enseigné et où?

10 Apprentissage professionnel en informatique L'informaticien ou l'informaticienne avec certificat fédéral de capacité conçoivent, développent, réalisent, intègrent, installent, mettent en service et maintiennent des systèmes et applications informatiques, ainsi que des supports pour les utilisateurs. source:

11 Informatique Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science apprentissage

12 Formation universitaire en informatique Une partie importante [...] est consacrée à l'acquisition d'une formation générale en mathématiques et en physique, constituant la base scientifique permanente des technologies de l'ingénieur. Parallèlement, la formation comprend des cours touchant aux bases techniques de l'informatique, comme l'électronique, l'architecture des ordinateurs [ ] source:

13 Informatique Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science apprentissage formation universitaire

14 Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science généralement présente savoir expert la plupart du temps manquant apprentissage formation universitaire

15 Quel niveau de connaissances informatiques est-il nécessaire pour un non-informaticien?

16 Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science généralement présente savoir expert la plupart du temps manquant apprentissage gymnase? formation universitaire

17 Le Temps, octobre 30, 2014

18 Quel niveau de connaissances informatiques est-il nécessaire pour un non-informaticien? Qu est-ce qui différencie un ordinateur du cerveau humain?

19 Questions politiques et sociales À qui devons-nous faire confiance, si on utilise des bitcoins? Est-il possible de garder des secrets sur Internet? Questions juridiques et philosophiques Qui est responsable si un ordinateur provoque des dégâts? Le cerveau humain est-il en fin de compte un ordinateur?

20 Il est difficile, même pour des experts, de répondre à ces questions. Des citoyens responsables devraient toutefois être formés de sorte à être en mesure de suivre le débat public à ce sujet.

21 Le Matin, novembre 21, 2014

22 L argent électronique est plus sûr que l argent papier! Dans 20 ans il sera possible de simuler le cerveau humain au moyen d un ordinateur! Quelle crédibilité ont ces affirmations? Le dernier krach boursier a été provoqué par des ordinateurs! La NSA peut écouter même les communications cryptées!

23 Seul celui qui dispose d une certaine connaissance des concepts en jeu peut se faire une opinion sur de telles questions.

24 Informatique Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science Information Calculabilité Cryptographie

25 Une certaine connaissance des concepts informatiques qu est-ce que ça veut dire?

26 Exemple 1: complexité des tâches Certains problèmes semblent faciles pour l être humain, mais sont difficiles à résoudre pour un ordinateur: reconnaissance faciale compréhension d une langue Pour d autres, c est l inverse: volumineux calculs numériques recherche dans d énormes quantités de données (Google) D autres encore sont difficiles pour l homme et l ordinateur: jouer aux échecs trouver des démonstrations mathématiques L informatique peut expliquer pourquoi c est ainsi. théorie de la complexité

27 Exemple 1: complexité des tâches Dans 20 ans il sera possible de simuler le cerveau humain au moyen d un ordinateur! Des connaissances relativement simples en informatique suffisent déjà pour estimer à quel point c est improbable.

28 Exemple 2: sécurité informatique Les systèmes cryptographiques (tels que le codage / le chiffrement des données ou la monnaie électronique) sont basés sur l'hypothèse que le calcul de certains problèmes mathématiques nécessite beaucoup de temps. Le temps nécessaire pour résoudre un problème mathématique donné ne peut pas être estimé de manière fiable. L informatique met en évidence de tels liens entre les choses. Cryptographie

29 Exemple 2: sécurité informatique L argent électronique est plus sûr que l argent papier! La compréhension de concepts de base de l'informatique permet de prendre conscience de ce qui est problématique dans une telle affirmation.

30 L informatique est une science ( Computer Science ). Elle joue en outre un rôle de plus en plus important dans d'autres domaines de la science.

31 Exemple 1: l informatique en biologie Questions de nature conceptuelle: Combien d informations contient l ADN humain? De combien cette information peut-elle croître par génération? L informatique fournit les bases pour l'étude de ces questions. Bio-informatique (Computational Biology): analyse de séquences d'adn modélisation et simulation de processus biologiques neuroinformatique gestion des données (ex: base de données des protéines ) De nombreux progrès récents en biologie sont à mettre au crédit de l informatique.

32 Simulations Exemple 2: l informatique en physique Exploitation des données Centre de calcul du CERN Informatique quantique

33 Que faut-il pour réussir les premières années d université? 33

34 Un(e) étudiant(e) doit être capable de... Mathématiques Concepts de base ( fonction, probabilités, ) Informatique Concepts de base ( algorithme, information, ) Compétences élémentaires (analyse combinatoire, calcul différentiel, ) Compétences élémentaires (programmer, entretenir une simple base de données, ) Capacité à résoudre des problèmes à l'aide de techniques mathématiques (en biologie, physique, ) Capacité à résoudre des problèmes à l'aide de techniques numériques (en biologie, physique, ) 34

35 Informatique quantique information «classique» information quantique Informatik Peut toujours être représentée par une séquence de bits. Peut être reproduite autant de fois qu il est souhaité. Quanten- Représentée par des états de systèmes quantiques. Physik La reproduction de l information la modifie inexorablement.

36 Informatique quantique La Suisse est un leader mondial dans ce domaine de recherche plus de 30 groupes de recherche dans toute la Suisse budget de plus de 10 millions de CHF par an seulement à l'epfz. Applications cryptographie quantique ordinateurs quantiques

37 Résumé Connaissance des applications Développement système / logiciel Concepts / science généralement présente savoir expert la plupart du temps manquant gymnase?

38 Merci pour votre attention

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