Les bases de l'informatique : Matériel, Logiciels et Langages

Introduction à l'informatique

L'informatique est la science du traitement de l'information au moyen de machines. C'est l'ensemble des connaissances scientifiques et techniques qui permettent le traitement automatique de l'information par des ordinateurs. Ce domaine de la connaissance englobe la conception et l'utilisation des ordinateurs.

Définitions et concepts clés

Un ordinateur est une machine capable d'accepter des données d'entrée, d'effectuer des opérations arithmétiques et logiques, et de fournir les données obtenues au moyen d'un support de sortie, le tout sans intervention d'un opérateur humain et sous le contrôle d'un programme d'instructions préalablement stockées dans la machine.

À l'inverse, une calculatrice (ou quote) est une machine capable d'effectuer des opérations arithmétiques sous le contrôle direct des utilisateurs, sans effectuer d'opérations logiques automatiquement.

Composants d'un système informatique

Le Matériel (Hardware)

Le matériel est l'ensemble des circuits électroniques, câbles, éléments électromécaniques et autres composants physiques qui constituent les ordinateurs.

Le Logiciel (Software)

Le logiciel est un ensemble de programmes exécutables par l'ordinateur. Le logiciel ne concerne pas seulement les programmes informatiques, mais englobe toutes les questions relatives à la construction et à l'utilisation des programmes (organisation et structuration des données, analyse d'applications, etc.).

Le Firmware

Le firmware est un programme qui est enregistré dans une mémoire ROM et fournit la logique du plus bas niveau au circuit électronique qui contrôle un périphérique.

Il est considéré comme une partie du matériel car il est intégré dans l'électronique du périphérique, mais c'est aussi un logiciel, car il fournit la logique et est programmé par un type de langage de programmation. Le firmware reçoit des commandes externes et répond par le fonctionnement du dispositif.

Unités de mesure de l'information

• Bits : L'unité de base de l'information dans un ordinateur est une valeur binaire (0 ou 1). Cette unité est appelée bit. Tout événement avec plus de deux possibilités ne peut être représenté par un seul bit, car il manquerait de valeurs pour coder les informations. Pour un codage correct, chaque élément d'un ensemble doit se voir attribuer un élément différent d'un autre ensemble.
• Octets : Habituellement, l'information est représentée par des caractères. Chaque caractère nécessite un certain nombre de bits. Un octet est le nombre de bits nécessaires pour stocker un caractère. Un octet vaut 8 bits.

Architecture d'un ordinateur et périphériques

Les ordinateurs sont composés d'unités d'entrée et de sortie :

• Unités d'entrée : Dispositifs par lesquels les données et les instructions sont entrées dans l'ordinateur. Exemples : clavier, souris, appareil photo numérique, scanner, lecteur de code-barres...
• Unités de sortie : Dispositifs par lesquels les résultats des programmes exécutés par l'ordinateur sont obtenus. Exemples : moniteur, imprimante, traceur, synthétiseur vocal...

Les langages de programmation

Langage machine

Le langage machine est la seule langue que l'ordinateur comprend directement. Il utilise l'alphabet binaire constitué de seulement deux symboles, 0 et 1, appelés bits (abréviation de binary digits). C'était le premier langage de programmation informatique, mais il est tombé en désuétude en raison de sa difficulté et de sa complexité, étant remplacé par d'autres langages plus faciles à apprendre et à utiliser, réduisant ainsi les risques d'erreurs.

Langage d'assemblage (Assembly Language)

Le langage d'assemblage est un type de langage de bas niveau utilisé pour écrire des programmes informatiques. Il constitue une représentation directe du code machine spécifique à chaque architecture informatique, tout en restant lisible par un programmeur. Il était principalement utilisé au début du développement logiciel, avant l'apparition des puissants langages de haut niveau.

Langages de haut niveau

Un langage de haut niveau est celui qui est plus proche du langage naturel humain que du langage binaire des ordinateurs (langage de bas niveau). Sa fonction principale est de faciliter le développement ; il permet d'utiliser le même programme sur des machines différentes, indépendamment du matériel spécifique. La seule condition est que le PC dispose d'un programme appelé traducteur ou compilateur, qui traduit le code vers le langage spécifique de chaque machine.