Fonctionnement théorique




  • Bit et octet

Bit, Byte, Octet, kbit/s, voilà bien des termes qui ne nous sont pas familiers. Pourtant, nous les avons souvent vus dans notre vie quotidienne si nous utilisons régulièrement un ordinateur. Tout d'abord, sachez que ce sont des unités et qu'elles servent donc à mesurer quelque chose. Certaines mesurent des capacités de mémoire (des volumes), d'autres des vitesses de communications ou de connexion etc.
Le bit est la plus petite unité de volume informatique. Imaginez une grille de loto. 1 bit représente 1 case. Elle ne peut présenter que 2 états. Elle n'est pas cochée ou elle est cochée. Elle ne peut pas être "à moitié" cochée. On dit qu'elle a un statut binaire c'est à dire que seulement 2 solutions sont possibles.
En informatique, on regroupe les bits par 8. Un groupe de 8 bits s'appelle un octet. 4 octets forment donc : 4 x 8 = 32 bits. Simple non ? Il y a cependant un petit problème de langage car nos amis anglais qui utilisent aussi le mot "bit" ont l'habitude d'utiliser aussi le mot "Byte" (qui est différent de "bit") pour désigner un "octet" d'où une confusion fréquente notamment en ce qui concerne les abréviations. En effet, "bit" est symbolisé par la lettre minuscule "b" alors que "Byte" (donc l'octet) est symbolisé par la même lettre, mais en majuscule "B". Ainsi 1 Kb = 1 Kilobits = 1000 bits alors que 1 KB = 1 KiloByte = 1Kilo octet = 1000 octets = 8000 bits soit 8 fois plus. Lorsque vous achetez un disque dur, vous allez regarder sa capacité et il sera par exemple indiqué 500 GB. Cela signifie 500 Go. C'est bon. En revanche si votre fournisseur d'accès Internet vous parle de votre vitesse de connexion en Kb/s, cela veut dire qu'il vous la donne en Kilobits par seconde et non en KiloBytes par seconde donc, méfiance avec ces unités. Elles sont parfois trompeuses si on lit un peu vite.


  • Le langage binaire

Ce paragraphe n'est absolument pas indispensable notamment si vous n'êtes pas intéressé par les mathématiques. Il explique simplement pourquoi ce crétin d'ordi... l'ordinateur ne comprend que le binaire et comment il l'utilise. Ca ne vous aidera pas à le faire fonctionner mais cela répondra peut-être à votre curiosité. Donc, si ça vous agace, passez au paragraphe suivant.
Pour compter, l'homme emploie un système basé sur dix chiffres (de 0 à 9). C'est pour cela que ce système s'appelle "système décimal". L'ordinateur, lui, utilise un système basé sur seulement deux chiffres (le 0 et le 1). Cela s'appelle le "système binaire". C'est la seule différence avec notre système mais ça change tout. Réfléchissons ! Que faisons-nous quand nous comptons ? 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, et une fois nos dix chiffres utilisés, on ajoute une dizaine et on recommence à égrainer nos dix chiffres : 10, 11, 12, 13, ......, 18, 19. Arrivés au bout, on ajoute une dizaine (on met un 2 à la place du 1) et on recommence (20, 21, 22, ...). Quand on a épuisé tous les chiffres (de 0 à 9) pour les dizaines, on se trouve à 99. Que fait-on ? On met une centaine et on repart à zéro !
Eh bien figurez-vous que l'ordinateur fait la même chose que nous mais avec seulement 2 chiffres. Comptons avec lui !
0, 1 et stop, il est au bout de ses deux chiffres. Il met donc une dizaine et recommence : 10, 11 et stop, à fond ! Donc après, on met une centaine et ça repart : 100, 101, 110, 111 et stop ! 1000, 1001, 1010, etc. Dans le tableau ci-dessus, on voit la correspondance entre notre système décimal et le système binaire de l'ordinateur. On voit que pour représenter le nombre 15, il nous faut 2 caractères (le 1 et le 5) alors la machine aura besoin de 4 caractères (4 bits. voir paragraphe précédent). Notre nombre 16 nécessitera même 5 caractères car il se codera 10000 en binaire. Ce système prend donc rapidement de la place. Par exemple, le nombre 500 se notera en binaire 111110100 soit 9 caractères ! Avec un octet (8 bits) vous ne pourrez coder que les 256 premiers nombres (de 0 à 255). Donc plus vous utilisez des nombres grands, de couleurs et pixels nombreux, plus vous aurez besoin de bits et d'octets c'est à dire de mémoire.
Tout ceci est bien joli mais cela ne vous dit pas pourquoi l'ordinateur est obligé d'employer le système binaire. Prenons l'exemple d'un interrupteur. Il est soit allumé, soit éteint (en fait c'est l'ampoule qui est allumée, pas l'interrupteur, mais bon, ce n'est pas grave !). Il n'existe que 2 positions (allumé/éteint), un peu comme une réponse à une question où on ne peut répondre que oui ou non C'est binaire car il n'y a que 2 états possibles. Un ordinateur est composé en partie de milliers de minuscules fils électriques dans lesquels passe du courant électrique (à faible voltage). Soit le courant passe et alors l'ordinateur comprend le chiffre "1", soit le courant ne passe pas et dans ce cas cela représente un zéro. Il ne peut pas y avoir des "moitiés" de courant. Il y a donc 2 états possibles comme pour l'interrupteur ! Comme nous ne savons pas bien compter en binaire, il y a des programmes qui se chargent de nous traduire ces "0" et ces "1" pour nous faire apparaître de jolies choses à l'écran : C'est un des rôles des systèmes d'exploitation et des interpréteurs de commandes. Sachez que tout ce que vous faites sur un ordinateur finit par être codé sous forme de "0" et de "1", aussi bien la musique, qu'une lettre, qu'une vidéo, qu'une photo, qu'un jeu, etc. ! En fait, quand vous faites un double clic sur une icône, vous envoyez une commande qui va être codée en binaire pour que le cœur du processeur puisse la comprendre et l'exécuter. Ce dernier produira un résultat sous forme de "0" et de "1" qu'on vous traduira à l'écran par l'affichage d'une fenêtre, d'une lettre, d'un dessin, d'une vidéo. Vous n'aurez ainsi jamais vu ces fameux "0" et "1" d'où l'inutilité de ce paragraphe ! (mais qu'est-ce que je raconte moi ?)


  • Préfixe et puissance. Kilo, Méga, Giga, Téra

Un des problèmes de l'informatique est sa vitesse de développement incroyable. Les capacités de calcul, de mémoire, de stockage ont progressé à une vitesse telle qu'il a fallu inventer des unités plus pratiques à utiliser. Sinon, on manipulerait aujourd'hui des longueurs de zéros impressionnantes. Petits rappels : Afin de supprimer des zéros, on utilise des préfixes qui signifient "multiplié par ...". Ainsi, le préfixe kilo indique une multiplication par 1000. Donc :
2 Kilogrammes = 2000 grammes
4 Kilomètres = 4000 mètres
L'unité de mémoire informatique étant l'octet (1 octet = 8 bits. voir plus haut), nous pouvons dire qu'un kiloOctet = 1000 octets. On utilise aussi les "puissances" de 10 de manière ternaire (de 3 en 3). 1 KiloOctet = 103 octets. Malheureusement, cette unité est encore trop petite. Du coup on passe au million d'octets
(1 000 000 = 106) et on utilise le préfixe Méga et l'abréviation Mo pour MégaOctet. Voici un tableau récapitulatif :

Préfixevaleurnom de la valeurPuissance
Kilo1 000mille103
Méga1 000 000million106
Giga1 000 000 000milliard109
Téra1 000 000 000 000billion ou
millier de milliards
1012

Un professeur de musique peut donc être "Gigacool" ce qui est mieux que "Mégacool". S'il n'est que "Kilocool", c'est qu'il fait le minimum. En revanche s'il est Téracool, alors là ......!
Je ne veux pas vous embrouiller mais sachez que les scientifiques ont déjà prévu les unités suivantes, qu'ils utilisent déjà. On aura donc après le préfixe "Péta" pour 1015, "Exa" pour 1018, "Zetta pour 1021 et "Yotta pour 1024. On ne peut pas bien se représenter ce genre de grandeur. A titre indicatif, si vous comptez les octets de votre disque dur à raison d'un octet par seconde et que vous vivez cent ans, vous n'irez guère au delà de 3 Gigaoctets. Aujourd'hui, nous commençons à avoir des disques durs de 1 Téraoctet chez nous alors imaginez les grosses entreprises ..... et celles du futur .....


  • La taille des fichiers

La taille des fichiers (on parle aussi de "poids" de fichier) est une donnée importante en informatique car elle va déterminer la rapidité nécessaire pour traiter ce fichier et également donner une information essentielle pour le stocker. 1 fichier qui "pèse" 1 Go (1 Gigaoctet) ne peut pas rentrer sur un CD Rom qui ne peut accueillir que 700 Mo (Mégaoctet). En musique (ou en vidéo), les fichiers peuvent parfois être très lourds ce qui demande donc de la place pour les conserver mais surtout des ordinateurs très puissants pour modifier et traiter ces fichiers. Quand il s'agit simplement de lire le fichier, il n'y a guère de problème car l'ordinateur ne charge pas tout le fichier dans sa mémoire. Il ne charge que la partie que vous écoutez (ou regardez) avec quelques secondes d'avance puis il efface de sa mémoire ce qui a été vu pour charger la suite. En revanche, quand vous soulez modifier un fichier sur toute sa longueur, cela prend beaucoup de temps. La puissance de la machine est alors très importante si vous ne voulez pas attendre encore et encore un résultat qui ne vous plaira peut-être pas et qu'il faudra donc annuler !
Voici un tableau qui compare les espaces de stockage (contenants) avec la taille de certains fichiers (contenus).

UnitéSupport de stockageFichiers
KiloOctet-Fichiers « Midi » de 10 à 200 Ko
-Fichiers « Kar » de 10 à 200 Ko
MégaOctet-Disquette : 1,44 Mo
-CD Rom : 700 Mo
-CD Audio : 700 Mo
-Ancienne clé USB : de 8 Mo à 512 Mo
-Fichier « Wav » qualité CD : 10 Mo/mn
-Fichier « Mp3 » : 1 Mo/mn
-Fichiers vidéo petits et moyens : de 1 à 900 Mo
GigaOctet-Mémoire de PC : de 1 à 4 Go
-DVD : 4.7 G0
Clé USB : de 1 à 64 Go
-Disque dur petits et moyens : de 50 à 900 G0
Gros fichiers vidéo (Film) : plus de 1 Go
TéraOctetGros disque dur : 1 To et plus.


Pour vous donner une idée, mon premier ordinateur était un Amstrad 6128. Il avait 128 Ko de mémoire vive (c'était énorme !) et surtout de quoi frimer auprès des copains : un lecteur de disquette ! En effet, mes camarades chargeaient leur jeu avec un magnétophone à cassette (comme les cassettes audio) ce qui leur demandait 10 mn ou 1/4 d'heure de chargement alors que moi, je ne mettais que ......................... 3 minutes !. De là à imaginer que je suis déjà un vieux crouton, il n'y a qu'un pas que je vous interdis de franchir ! Non mais ! C'est la technologie qui va vite. C'est tout !





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