Architecture des Ordinateurs et Bases de la Programmation

Numérisation : Le processus de numérisation consiste à transmettre des informations à un ordinateur pour jouer un son ou afficher une image. Fondamentalement, convertir l'information revient à créer une série de 1 et de 0. Les stations de conversion, en raison du matériel ou des composants physiques, utilisent des normes informatiques. La grande majorité des composants numériques intégrés n'ont que deux états : allumé et éteint. C'est pourquoi le codage résultant est appelé codage binaire, composé de deux valeurs d'état. Les états "allumé" et "éteint" correspondent aux chiffres 1 et 0, de sorte que n'importe quel chiffre ou chaîne de caractères est codé comme une suite de zéros et de uns.

Bit : Le bit représente chacun des chiffres binaires (0 ou 1). Un ensemble d'informations formé de 8 bits constitue une unité de base appelée octet (ou byte). C'est l'unité d'information de l'ordinateur. Avec un octet, on peut représenter 256 valeurs différentes (2⁸ = 256).

Architecture de base d'un ordinateur

L'Unité Centrale de Traitement (CPU) : C'est le cerveau de l'ordinateur. Elle est chargée de l'exécution des opérations logiques et arithmétiques, ainsi que du contrôle des transferts d'informations à réaliser. La CPU est composée d'éléments spécialisés, notamment :

• L'Unité Arithmétique et Logique (ALU) et les registres : L'ALU effectue les opérations de traitement mathématique des données, tandis que les registres fournissent un stockage interne de données pour la CPU.
• L'Unité de Contrôle (UC) : L'UC contrôle les opérations effectuées par la CPU.

Mémoire principale : Elle contient l'ensemble des instructions que le CPU parcourt au sein d'un programme. Les variables y sont également stockées temporairement, ainsi que toutes les données nécessaires et tous les résultats retournés.

Unité d'entrée / sortie : Elle est en charge de la communication de la machine avec l'extérieur, fournissant à l'opérateur les moyens d'introduire des programmes informatiques et d'obtenir des résultats.

Ces trois parties sont reliées entre elles par le concept de bus. Un bus est un jeu de lignes qui relient les différents composants de l'ordinateur, permettant le transfert de toutes les données entre ses éléments. Il existe trois types de bus :

• Bus de contrôle : Il sélectionne les lignes vers lesquelles l'information est orientée et marque la séquence par laquelle le transfert s'effectue.
• Bus de données : Les données sont transmises de manière bidirectionnelle entre les différentes parties de l'ordinateur.
• Bus d'adresses : Il contient toutes les lignes nécessaires pour sélectionner les positions de mémoire afin de lire leur contenu ou d'acheminer les dispositifs d'entrée/sortie.

Programme : Description d'un algorithme dans un langage de programmation informatique que l'ordinateur peut interpréter.

Algorithme : C'est la "recette" pour la résolution de problèmes ou, plus formellement, une séquence d'opérations permettant d'obtenir un résultat déterminé à partir d'une série de données d'entrée. Un langage de programmation est une langue artificielle définie par des règles très précises et strictes pour écrire ces algorithmes.

Le langage assembleur

Écrire des programmes exclusivement en utilisant des 0 et des 1 prendrait beaucoup de temps et augmenterait les probabilités d'erreurs. Le langage assembleur utilise des codes mnémoniques pour indiquer au matériel les opérations à utiliser. Un mnémonique est un mot ou une abréviation facile à retenir qui représente la tâche que le processeur de l'ordinateur doit effectuer.

Assembleur : Pour traduire un programme écrit en langage assembleur vers le langage machine (code binaire), on utilise un logiciel appelé assembleur. Ce programme prend notre code source en assembleur et le traduit dans le même programme écrit en langage machine (0 et 1), qui est le seul langage que l'ordinateur peut exécuter.

Les langages de haut niveau

Ce sont les langages les plus utilisés de nos jours. Ils utilisent une terminologie facilement compréhensible qui se rapproche du langage humain. Dans ce cas, la traduction est effectuée par un autre programme appelé compilateur. Le programme source, écrit dans un langage de haut niveau, est traduit par le compilateur en langage machine afin que l'ordinateur puisse l'exécuter.