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  • Généralités

    Annonce: 2ème phase de l'Examen en ligne Informatique1 (2/2) - L1/S1 - GAT (Oran2)
    est programmé pour ce mercredi 17/02/2021 à 10:00.
    Les étudiants doivent avoir un compte Google.
    L'inscription correcte du nom, prénom, date de naissance, matricule, groupe et Wilaya de résidence est obligatoire.
    Vous devez recevoir une confirmation de l'envoi de vos réponses.
    ---
    La première phase du même 'examen a été organisée mercredi 10/02/2021.
    Une nouvelle séance de coordination aura lieu ce lundi à 11:30 (Amphi3)..
    pour expliquer la démarche et examiner les absences justifiées.

    Il faut Envoyer au responsable de la matière un email d'identification (Nom, prénom, avec la mention du groupe et le niveau L1 GAT) à:  a_brahmi05@yahoo.fr

    Bonne chance.

    Dr A. Brahmi


  • 1. Définitions

    Informatique :

    L’informatique est la science du traitement automatique de l’information.

    Matériel :

    Le matériel informatique est un ensemble de dispositifs physiques utilisés pour traiter automatiquement des informations.

    Logiciel : 

    Le logiciel est un ensemble structuré d’instructions décrivant un traitement d’informations à faire réaliser par un matériel informatique.

    Bit (Unités d’information) :

    Un bit est un chiffre binaire (0 ou 1). C’est l’unité élémentaire d’information.

    Octet (Unités d’information) :

    Un octet est une unité d’information composée de 8 bits.

    MIPS (puissance de calcul) :

    Le MIPS est l’unit´e de mesure qui représente un million d’instructions par seconde.

    FLOPS (puissance de calcul) :

    Le FLOPS (Floating-point Operations Per Second) est l’unité de mesure qui représente le nombre d’opérations é virgule flottante par seconde.

     

     



    • 2. Ordinateur

      Ordinateur

      Machine électronique programmable capable de réaliser des calculs logiques sur des nombres binaires.

      C’est une machine (Hardware)

      Le fonctionnement d’un ordinateur est basé sur une architecture matérielle (processeur, support de stockage, interfaces utilisateurs, connexion, ...) dont le fonctionnement est soumis aux lois de la physique.

      C’est une machine programmable (Software)

      Cette machine est capable de remplir des tâches différentes selon les instructions qui lui sont adressées. Ces instructions, rédigées sous forme de programmes par les informaticiens, sont traitées en fin de course par le matériel de l’ordinateur.

      Interaction Hardware/Software

      En se basant sur la distinction entre deux phénomènes physiques (polarisation du composant électronique 0V-5V), il est possible d’interpréter l’état physique par une abstraction logique basée sur le système numérique binaire (0-1). Ainsi, on peut interagir avec l’ordinateur (hardware) via la première couche logique appelée langage machine.

      En pratique, pour traiter avec les composants, tous les ordinateurs disposent d’une couche logicielle appelée système d’exploitation. Cette couche est en charge de faire la passerelle entre l’informaticien, ses outils, les programmes qu’il développe et, les composants et leur fonctionnement.

      Architecture d’un ordinateur

      L’architecture de Von Neumann (1945) décompose l’ordinateur comme suit (schéma et description) :


       

      1.      l’unité arithmétique et logique (UAL) ou unité de traitement : son rôle est d’effectuer les opérations de base ;

      2.      l’unité de contrôle, chargée du « séquençage » des opérations ;

      3.      la mémoire qui contient à la fois les données et le programme qui indiquera à l’unité de contrôle quels sont les calculs à faire sur ces données. La mémoire se divise entre mémoire volatile (programmes et données en cours de fonctionnement) et mémoire permanente (programmes et données de base de la machine) ;

      4.      les périphériques d’entrée-sortie, qui permettent de communiquer avec le monde extérieur.

      5.      Le bus : il assure la liaison entre les différentes unités. Il existe deux types de bus : le bus d’adresse pour désigner le composant et le bus de données pour véhiculer l’information.

       

      Composants d’un ordinateur

      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.

      La carte mère intègre les bus.

      Les bus sont des unités physiques qui assurent le transport efficace de l’information entre les différents composants connectés à la carte mère,

      Les unités de calcul

      CPU - Central Processing Unit

      ·         C’est une puce qui traite des instructions élémentaires en réalisant des calculs binaires,

      ·         Fréquence de l’ordre de 3GHz.

      GPU - Graphics Processing Unit

      ·         C’est une puce placée sur les cartes graphiques

      ·         Elle prend en charge les nombreux calculs de rafraichissement des images 3D

      ·         Une carte graphique moderne peut compter une grande quantité de ces puces.

      Des mémoires différentes pour des usages différents

      ROM : Read Only Memory

      ·         Mémoire non-volatile maintenue par une conception physique,

      ·         Taille limitée car très chère, très rapide,

      ·         Contient instructions d’amorçage, routines...

      RAM : Random Access Memory

      ·         Mémoire volatile : maintenue par une tension électrique,

      ·         Accès rapide,

      ·         Taille limitée car assez chère.

      Disque Dur, clef-usb, ...

      ·         Mémoire non-volatile (enregistrement magnétique le plus souvent),

      ·         Accès lent,

      ·         Taille très grande (support de stockage de masse), beaucoup moins chère..

      Organisation de la mémoire

      Les ordinateurs réalisent des calculs logiques sur des données binaires

      ·         Les données et les instructions sont stockées sous forme de blocs repérés par une adresse,

      ·         Les blocs contiennent une information binaire organisée en octet. Chaque octet contient 8 bits d’information qui sont lus comme une suite ordonnée de 0 ou de 1 ou de Vrai et de Faux.

      ·         Un octet peut prendre 28 = 256 valeurs différentes.

      Les périphériques

      Des composants externes

      En fonction de leur tâche, de nombreux composants ad hoc peuvent être greffés sur la structure de base précédemment décrite. Par exemple :

      ·         Ordinateur de Maison : Écran, souris, imprimante, scanner, joystick, modem, ...

      ·         Ordinateurs de bord : Sondes, actionneurs, ...

      ·         Téléphone : Antenne, récepteurs, ...

      ·         Robot médical : Interface haptique, bras mécaniques, ...

      Des composants internes

      En fonction des possibilités des cartes mères plusieurs types de composants peuvent être ajoutés :

      ·         Cartes vidéo, Cartes son, disques durs internes, lecteurs, ...

      ·         Cartes d’acquisition ou de pilotage de périphériques, ...


      • 3. Système d’exploitation

        Le système d’exploitation permet de développer des programmes sans tenir compte de la complexité physique de la machine. Les programmes utilisent des fonctionnalités standardisées d’accès aux ressources matérielles.

        Côté Système, l’O.S.

        - coordonne l’utilisation des ressources (par exemple quel « programme » utilise le processeur à un moment donné, allocation de la m-moire, ...),

        - assure la maintenance et la fiabilité du système (par exemple gestion des fichiers, de la sécurité informatique, ...)

        - fournit des services communs à tous les programmes

         

        Côté utilisateur, l’O.S.

        - facilite l’accès et l’utilisation des ressources matérielles,

        - propose une interface de programmation permettant d’utiliser ces matériels

        Les différents systèmes d’exploitation

        Diverse OS existent :

        Chaque architecture matérielle demande un système d’exploitation adapté. Certain systèmes d’exploitation sont plus souples et prennent en charge des architectures matérielles multiples.

         

         

         

        Trois OS se distinguent :

        Windows est le système d’exploitation le plus utilisé, OS X est réputé le plus simple et Linux est le système d’exploitation le plus souple.

         

        Comparatif des systèmes d’exploitation

        Linux   

        Windows  

        ·         Non propriétaire : Gratuit le plus souvent

        ·         Propriétaire : Payant

        ·         Ouvert : sources disponibles

        ·         Sources non disponibles

        ·         Flexible : sources modifiables

        ·         Sources non modifiables

        ·         Puissant : Programmable

        ·         Communauté active : nombreux utilisateurs,

        ·         Communauté active : entraide des

        ·         services payants

        ·         utilisateurs

        ·         Plus ergonomique : pour les utilisateurs

        ·         Plus complexe : plutôt pour les informaticiens

        ·         (interfaces d’utilisation optimises)

        ·         (interfaces de programmation optimises)

         

         


        • 4. Réseaux informatiques

          Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations.

          Cette interconnexion peut être réalisée à l'aide de différentes technologies : câble électrique, fibre optique, onde hertzienne, …

          Les protocoles de communication permettent de définir de façon standardisée la manière dont les informations sont échangées entre les équipements du réseau.

          Généralement, au sein d'un réseau, certains ordinateurs jouent le rôle de serveurs : ils gèrent les éléments du réseau, mémorisent des données, administrent des périphériques, authentifient les utilisateurs, etc. Ils sont au service des postes clients.

          Échelles d’interconnexion

          Des réseaux peuvent être établis à différentes échelles :

          • LAN (Local Area Network) : au niveau d'un local d’un rayon d’environ 1km, comme dans un bâtiment ou un siège d’entreprise

          • MAN (Metropolitan Area Network) : à un étendu moyen de rayon d’environ 10km comme dans un campus ou dans une ville.

          • WAN (Wide Area Network) : couvre des zones géographiques très larges comme à l’échelle d’un pays, un continent ou tout le globe. Le plus grand WAN est bien sur Internet.

          Topologies

          La topologie définit la façon dont les équipements sont interconnectés et la représentation spatiale du réseau (topologie physique). Elle peut aussi définir la façon dont les données transitent dans les lignes de communication (topologie logique)

          Plusieurs topologies de réseau sont envisageables (bus, étoile, anneau, …).

          Réseau en bus :

          Cette topologie est représentée par un câblage unique des unités réseaux. Il a également un faible coût de déploiement et la défaillance d'un nœud (ordinateur) ne scinde pas le réseau en deux sous-réseaux. Ces unités sont reliées de façon passive par dérivation électrique ou optique.

          Réseau en anneau :

          Un réseau a une topologie en anneau quand toutes ses stations sont connectées en chaine les unes aux autres par une liaison bipoint de la dernière à la première. Chaque station joue le rôle de station intermédiaire. Chaque station qui reçoit une trame, l'interprète et la ré-émet à la station suivante de la boucle si c'est nécessaire.

          Réseau en étoile :

          Aussi appelé Hub and spoke, c'est la topologie la plus courante actuellement. Omniprésente, elle est aussi très souple en matière de gestion et dépannage de réseau : la panne d'un nœud ne perturbe pas le fonctionnement global du réseau. En revanche, l'équipement central (un concentrateur — hub — et plus souvent sur les réseaux modernes, un commutateur — switch —) qui relie tous les nœuds constitue un point unique de défaillance : une panne à ce niveau rend le réseau totalement inutilisable.

          Réseau maillé :

          Une topologie maillée correspond à plusieurs liaisons point à point. Chaque terminal est relié à tous les autres. L'inconvénient est le nombre de liaisons nécessaires qui devient trop élevé lorsque le nombre de terminaux l'est.

          Cette topologie se rencontre dans les grands réseaux de distribution (Exemple : Internet). L'information peut parcourir le réseau suivant des itinéraires divers, sous le contrôle de puissants superviseurs de réseau, ou grâce à des méthodes de routage réparties.


          • 5. Internet

            Internet est le réseau informatique mondial accessible au public. C'est un réseau de réseaux, sans centre névralgique, composé de millions de réseaux aussi bien publics que privés, universitaires, commerciaux et gouvernementaux, eux-mêmes regroupés en réseaux autonomes.

            L'information est transmise par internet grâce à un ensemble standardisé de protocoles de transfert de données, qui permet l'élaboration d'applications et de services variés comme :

            ·         le courrier électronique (protocole SMTP),

            ·         les forums d’actualités Usenet (protocole NNTP),

            ·         le transfert des fichiers (protocole FTP)

            ·         la navigation sur la toile du World Wide Web (protocole HTTP).

            L'internet ayant été popularisé par l'apparition du World Wide Web (WWW), les deux sont parfois confondus par le grand public. Le World Wide Web n'est pourtant que l'une des applications d'internet.

            Le Web

            Le World Wide Web (WWW) littéralement la « toile (d’araignée) mondiale », communément appelé le Web, et parfois la Toile, est un système hypertexte public fonctionnant sur Internet. Le Web permet de consulter, avec un navigateur, des pages accessibles sur des sites. L’image de la toile d’araignée vient des hyperliens qui lient les pages web entre elles.

            Le Web n’est qu’une des applications d’Internet ; parmi d’autres applications. Il a été inventé par Tim Berners-Lee et Robert Cailliau plusieurs années après Internet, mais c’est lui qui a rendu les médias grand public attentifs à Internet. Le Web est fréquemment confondu avec Internet; en particulier, le mot Toile est souvent utilisé dans les textes non techniques sans qu’il désigne clairement le Web ni Internet.

            Le DNS

            Le Domain Name System (ou DNS, système de noms de domaine) est un service permettant de traduire un nom de domaine en informations de plusieurs types qui y sont associées, notamment en adresses IP de la machine portant ce nom. À la demande de la DARPA, Jon Postel et Paul Mockapetris ont conçu le « Domain Name System » en 1983 et en écrivirent la première réalisation.

            Le système des noms de domaines consiste en une hiérarchie dont le sommet est appelé la racine. On représente cette dernière par un point. Dans un domaine, on peut créer un ou plusieurs sous-domaines ainsi qu'une délégation pour ceux-ci, c'est-à-dire une indication que les informations relatives à ce sous-domaine sont enregistrées sur un autre serveur. Ces sous-domaines peuvent à leur tour déléguer des sous-domaines vers d'autres serveurs.


            Chronologie d'Internet

            Année

            Évènement

            1958

            Les Laboratoires Bell créent le premier Modem permettant de transmettre des données binaires sur une simple ligne téléphonique.

            1961

            Leonard Kleinrock du Massachusetts Institute of Technology publie une première théorie sur l'utilisation de la commutation de paquets pour transférer des données.

            1962

            Début de la recherche par ARPA, une agence du département de la Défense américain, où J.C.R. Licklider y défend avec succès ses idées relatives à un réseau global d'ordinateurs.

            1964

            Leonard Kleinrock du MIT publie un livre sur la communication par commutation de paquets pour réaliser un réseau.

            1967

            Première conférence sur ARPANET

            1969

            Création du Network Working Group et connexion des premiers ordinateurs entre 4 universités américaines via l'Interface Message Processor de Leonard Kleinrock

            1971

            23 ordinateurs sont reliés sur ARPANET. Envoi du premier courriel par Ray Tomlinson.

            1972

            Naissance de l'International Network Working Group, organisme chargé de la gestion d’Internet

            1973

            L'Angleterre et la Norvège rejoignent le réseau Internet avec chacun 1 ordinateur

            1973

            Définition du protocole TCP/IP : TCP (Transmission Control Protocol) et IP (Internet Protocol)

            1979

            Création des NewsGroups (forums de discussion Usenet) par des étudiants américains

            1983

            Adoption du protocole TCP/IP et du mot « Internet »

            1983

            Premier serveur de noms de sites (serveur DNS)

            1984

            1 000 ordinateurs connectés

            1987

            10 000 ordinateurs connectés

            1989

            100 000 ordinateurs interconnectés

            1990

            Disparition d'ARPANET

            1990

            Annonce publique du World Wide Web

            1992

            1 000 000 ordinateurs connectés

            1993

            Apparition du Navigateur web NCSA Mosaic

            1996

            36 000 000 ordinateurs connectés

            2000

            Explosion de la bulle internet (368 540 000 ordinateurs connectés)

            2014

            La barre du milliard de sites web est franchie