#Introduction à l'informatiqueCopier le lien

Ce module donne un langage commun pour parler de machines et d'information. Nous allons relier des mots du quotidien ("fichier", "mémoire", "programme") à ce qu'ils signifient vraiment sous le capot, avec juste ce qu'il faut de formalisme.

Objectifs d'apprentissage :

• Comprendre la différence fondamentale entre matériel et logiciel
• Maîtriser les concepts d'encodage et de représentation de l'information
• Identifier les couches d'abstraction d'un système informatique
• Développer une intuition sur les limitations physiques et logiques

#Information: du monde réel aux bitsCopier le lien

#Tout est binaireCopier le lien

Dans un ordinateur, toute information est représentée par une séquence de bits (0 et 1). Cette apparente simplicité cache une sophistication remarquable : comment représenter du texte, des nombres, des images, des sons avec seulement deux symboles ?

#L'encodage des caractèresCopier le lien

Un caractère, un nombre, une image… tout finit en suites de bits. Comprendre l'encodage, c'est éviter des bugs mystérieux : pourquoi "é" casse parfois ? Parce que UTF‑8 encode ce caractère sur plusieurs octets (C3 A9 en hexadécimal), et que découper une chaîne en plein milieu peut briser la séquence.

Exemple concret :

1'é' en UTF-8 : 11000011 10101001 (2 octets)2'a' en UTF-8 : 01100001 (1 octet)3'中' en UTF-8 : 11100100 10111000 10101101 (3 octets)

Couper une chaîne UTF-8 sans respecter les frontières de caractères produit des données invalides – c'est une source fréquente de bugs dans le traitement de texte internationalisé.

#Les nombres entiersCopier le lien

De même, les entiers sont bornés : dépasser la capacité d'un type provoque des "retours à zéro" (overflow). Un compteur sur 8 bits non signé va de 0 à 255 ; ajouter 1 à 255 donne... 0 !

Ce phénomène a causé des bugs célèbres, comme le bug de l'an 2000 (Y2K) ou l'overflow du compteur de vues de "Gangnam Style" sur YouTube en 2014.

#Matériel et logiciel: qui fait quoi ?Copier le lien

#Architecture en couchesCopier le lien

Le matériel exécute des instructions simples très vite ; le logiciel organise des séquences d'instructions en comportements utiles. Entre les deux : des couches d'abstraction.

1┌─────────────────────────────┐2│   Applications utilisateur  │  (Navigateur, éditeur, jeux)3├─────────────────────────────┤4│   Système d'exploitation    │  (Windows, Linux, macOS)5├─────────────────────────────┤6│   Pilotes & firmware        │  (Communication avec le matériel)7├─────────────────────────────┤8│   Matériel (CPU, RAM, SSD)  │  (Exécution des instructions)9└─────────────────────────────┘

Un navigateur n'écrit pas sur le disque directement ; il demande au système d'exploitation qui, lui‑même, parle au contrôleur du disque. Ces interfaces standardisées permettent d'innover sans tout réécrire.

#Pourquoi cette séparation ?Copier le lien

1. Sécurité : Le système d'exploitation contrôle l'accès aux ressources sensibles
2. Portabilité : Le même logiciel fonctionne sur différents matériels
3. Stabilité : Un bug dans une application ne plante pas tout le système
4. Performance : Chaque couche peut optimiser son domaine

#Petit atelierCopier le lien

1. Encodage UTF-8 : Écrivez "é" en hexadécimal UTF‑8 (indice: C3 A9) et expliquez pourquoi un découpage après C3 produit un symbole invalide.

2. Débordement d'entiers : Imaginez un compteur 8 bits non signé : que se passe‑t‑il après 255 ? Reliez au concept de débordement. Pourquoi ce comportement peut-il être dangereux dans un logiciel critique ?

3. Abstraction matérielle : Listez trois avantages du fait qu'une application ne communique pas directement avec le disque dur, mais passe par le système d'exploitation.