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Informatique, Ordinateur & Programme ...

Informatique, Ordinateur & Programme. Selon le ROBERT : Informatique Théorie et traitement de l ’ information par des programmes mis en œuvre sur ordinateurs . Ordinateur Machine électronique de traitement de l ’ information , exécutant des programmes. Programme

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  1. Informatique, Ordinateur & Programme ... • Selon le ROBERT : • Informatique • Théorie et traitement de l ’information par des programmes mis en œuvre sur ordinateurs. • Ordinateur • Machine électronique de traitement de l ’information, exécutant des programmes. • Programme • Suite d’actions à accomplir pour arriver à un résultat. Maria Malek - EISTI - CPI1

  2. Plan • Introduction à l’architecture (2 cours) • Représentation de données • Architecture d’un ordinateur • Introduction au système LINUX (1 cours) • Commandes • Traitement de textes • Algorithmique et langage • Programmation procédurale • Pascal Maria Malek - EISTI - CPI1

  3. Représentation de données • Codage binaire • Changement de base • Codage des nombres entiers • Représentation de caractères • Représentation de nombres réels Maria Malek - EISTI - CPI1

  4. Codage binaire • Informations de plusieurs types • texte, nombre etc.. • Traitée comme suite de 0 et de 1. • Unité d’information est le bit. • Codage de l’information • Correspondance entre représentation externe et interne. • Pourquoi ? • Systèmes à deux états : transistors. Maria Malek - EISTI - CPI1

  5. Définition de bases • La base habituelle est la base 10. • En base b, on utilise b chiffres • X=anan-1…a1a0 • b=10 ; ai{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9} • b=2 ; ai{0,1} • b=16 ; ai{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F} Maria Malek - EISTI - CPI1

  6. Les nombres entiers • En base 10 • 2002=2 103+0 102 +0 101 +2 100 • En base b, soit la suite : anan-1…a1a0 • Exemple : (101)2= 1 22 +0 21 + 1 20=5 Maria Malek - EISTI - CPI1

  7. Les nombres fractionnaires • 12.346 = 1 101 +2 100+ 310-1+ 4 10-2 + 6 10 -3 • an an-1... a1 a0 a-1 a-2 …a-p=anbn + an-1bn-1+ .. +a0b0+a-1b-1+.. + a-pb-p Maria Malek - EISTI - CPI1

  8. Passage de la base 10 vers une base b - nombres entiers • Méthode • On divise le nombre par la base, puis le quotient obtenu par la base et ainsi de suite jusqu’à l’obtention d’un quotient nul. • La suite des restes obtenus correspond à : a0a1 … an-1an Maria Malek - EISTI - CPI1

  9. Exemple • De la base 10 à la base 2 • 44 = 22 * 2 +0 ; a0=0 • 22 = 11 * 2 +0 ; a1=0 • 11 = 5 * 2 + 1 ; a2=1 • 5 = 2 * 2 +1 ; a3=1 • 2 = 1 * 2 + 0 ; a4=0 • 1 = 0 * 2 + 1 ; a5=1 • (44)10=(101100)2 Maria Malek - EISTI - CPI1

  10. Passage de la base 10 vers une base b - nombres fractionnaires • Méthode • On multiplie la partie fractionnaire par la base en répétant l’opération sur la partie fractionnaire du produit jusqu’à ce qu’elle soit nulle. • La suite des parties entières obtenues correspond aux chiffres dans la base b : a-1a-2 ... Maria Malek - EISTI - CPI1

  11. Exemple • (54,25)10 • Partie entière • (54)10=(110110)2 • Partie fractionnaire • 0.25 x 2 = 0.50 ; a-1=0 • 0.50 x 2 = 1.00 ; a-2=1 • 0.00 x 2 = 0.00 ; a-3=0 Maria Malek - EISTI - CPI1

  12. Cas des bases 2, 8 et 16 • 8= 23 , 16= 24 • Base 8 est appelée notation octale. • Base 16 est appelée notation hexadécimale. • Un chiffre octal représente 3 bits. • Un chiffre hexadécimal représente 4 bits. • Un octet= 8 bits • (10011011)2=(010 011 011)2=(233)8 • (10011011)2=(1001 1011)2=(9B)16 Maria Malek - EISTI - CPI1

  13. Opérations arithmétiques • Les opérations s’effectuent en base quelconques b en utilisant les mêmes méthodes qu’en base 10. • Une retenue est considérée quand on atteint ou dépasse b. Maria Malek - EISTI - CPI1

  14. Codification des nombres entiers • Problème : Limitation de la taille de codage • Entiers naturels (positif ou nul) • un nombre fixe d’octets (1,2,4). • n bits : 0 .. 2n-1 • un octet= 8 bits : 0 .. 28-1 • Entiers relatifs • Problème : codage du signe Maria Malek - EISTI - CPI1

  15. Les entiers relatifs - 1 • Coder le signe • Le bit le plus fort pour représenter le signe. • Exemple • Codage de -3 sur 4 bits. • (-3)10=(1011)2 • Problèmes • Le 0 !! • La comparaison • test de signe obligatoire avant addition. Maria Malek - EISTI - CPI1

  16. Les entiers relatifs - 2 • Complément à 1 • Pour un nombre négatif x • On code en binaire sa valeur absolue sur n-1 bits. • On inverse tous les bits et on ajoute 1. • Exemple Soit à coder 2 sur 8 bits • 00000010 • 11111101 • Problème • 2 façons de représenter le 0. Maria Malek - EISTI - CPI1

  17. Les entiers relatifs - 3 • Complément à 2 - méthode par défaut • Pour un nombre négatif x • On code en binaire sa valeur absolue sur n-1 bits. • On inverse tous les bits et on ajoute 1. • Exemple Soit à coder 2 sur 8 bits • 00000010 • 11111101 • 11111110 Maria Malek - EISTI - CPI1

  18. Les entiers relatifs - 4 • Soit x un entier positif représenté en base n-1 • ai {0,1} • Soit y : • x+y=2n-1 ; donc y=-x modulo(2n-1 ) Maria Malek - EISTI - CPI1

  19. Les entiers relatifs - 5 • Remarques • Le bit de poids fort d’un nombre négatif est 1 • Sur n bits, le plus grand entier positif est 2n-1 -1 • Sur n bits, le plus petit entier négatif est -2n-1 Maria Malek - EISTI - CPI1

  20. Représentation des caractères - 1 • Symboles alphanumériques • Lettres majuscules, minuscules, symboles de ponctuation (& . ~ , ; # - etc.) • Texte = suite de caractères • Code ASCII (American Standrad Code for Information Interchange) • Une lettre sur 7 bits • ASCII Etendu sur 8 bits Maria Malek - EISTI - CPI1

  21. Représentation des caractères - 2 • Table de correspondances • Entre 0 et 31 : caractères de contrôle • Entre 65 et 90 : les lettres majuscules • Entre 97 et 122 : les lettres minuscules • Passage de majuscules en minuscules • Ajout de 32 au code • modifiant le 5ième bit • Chiffres rangés dans l’ordre croissant • 48 à 57 : les 4 bits de poids faibles définissent la valeur en binaire du chiffre. Maria Malek - EISTI - CPI1

  22. Représentation des caractères - 3 • Autres codages • ANSI : ASCII + page adapté au pays • 8 bits, DOS et Windows • ISO : ASCII + caractères européens • 8 bits, Windows, UNIX, Internet • UNICODE • 16 bits, 49194 caractères, 25 alphabets. Maria Malek - EISTI - CPI1

  23. Représentation des nombres réels - 1 • Norme IEEE 754 (simple précision) • 3.25=(11,01)2 • 1, … x 2n ; 11.01=1.101 x 21 • Représentation IEEE • Signe (+ ou -) est représenté sur le bit de poids fort. • Exposant (n) est codé sur les 8 bits suivants (on code la valeur n+127). • La mantisse (la suite après la virgule) est codée sur 23 bits de poids faibles. Maria Malek - EISTI - CPI1

  24. Représentation des nombres réels - 2 • Remarques • Les exposants 00000000, 11111111 sont interdits • Utilisations particulières : • 00000000 : nombres dénormalisés. • 11111111 : NAN. • Les exposants entre -126 et +127 Maria Malek - EISTI - CPI1

  25. Représentation des nombres réels - 3 • Norme IEEE 754 (double précision) • Représentation IEEE • Signe (+ ou -) est représenté sur le bit de poids fort. • Exposant (n) est codé sur les 11 bits suivants (on code la valeur n+1023). • La mantisse (la suite après la virgule) est codée sur 52 bits de poids faibles. • Les exposants 00000000000, 11111111111 sont interdits. Maria Malek - EISTI - CPI1

  26. Architecture de base d’un ordinateur • Principes de fonctionnement • La mémoire principale (MP) • Le processeur central • les bus Maria Malek - EISTI - CPI1

  27. Ordinateur & Informatique • Une machine de traitement de l’information capable de : • Acquérir • Stocker • Transformer • Informatique • Information • Automatique Maria Malek - EISTI - CPI1

  28. Principe de fonctionnement • Constituants • Mémoire principale • Données • Programmes • Processeur • Exécute les instructions du programme Maria Malek - EISTI - CPI1

  29. Notion de programme • Une suite d’instructions élémentaires qui s’exécuteront par le processeur. • Une instruction est codée en mémoire sur qq. octets. • Le processeur est capable d'exécuter. Maria Malek - EISTI - CPI1

  30. Processeur Mémoire Principale Instructions Unité de commande Programme Données U.A.L Données binaires Informations binaires Unité d ’entrées/Sorties Clavier Maria Malek - EISTI - CPI1 Ecran

  31. Le processeur - 1 • Circuit électronique complexe qui exécute chaque instruction très rapidement • Cycles d’horloges • Fréquence en MHz • Pour chaque instruction • Lire en Mémoire l ’instruction • Effectuer le traitement • Instruction suivante Maria Malek - EISTI - CPI1

  32. Le processeur - 2 • Unité de commande • Lecture en mémoire • Décodage de l ’instruction • Unité de traitement (U.A.L) • Exécute des instructions qui manipulent des données Maria Malek - EISTI - CPI1

  33. La mémoire principale (MP) • Emplacements de taille fixe • Un octet • Instructions + données • La taille : nombre d ’emplacements • 1 K = 210 • 1 M = 220 • 1 G = 230 • 1 T = 240 Maria Malek - EISTI - CPI1

  34. Opérations sur la mémoire • Ecriture d’un emplacement • Valeur, Adresse • Lecture d’un emplacement • Valeur d ’un emplacement indiqué par l’adresse. • Unité de transfert • Mot : suite d’octets contiguës • 1 octet (Motorola 6502) • 2 octets (Intel 8086) Maria Malek - EISTI - CPI1

  35. Le processeur central • CPU • Registres • Petites mémoires internes très rapides d ’accès • Donnée, instruction adresse • 8,16,32 bits • De 10 à 100 • Accumulateur • Résultats des opérations arithmétiques et logiques Maria Malek - EISTI - CPI1

  36. Exemple • Ajouter 5 au contenu de la case mémoire d ’adresse 180 • Lecture et décodage de l ’instruction • Lecture du contenu numéro 180 • Stockage de la valeur dans l ’accumulateur • UAL ajoute 5 au contenu de l ’accumulateur • Ecriture du contenu de l ’accumulateur dans l ’emplacement 180 Maria Malek - EISTI - CPI1

  37. Contenu du processeur à accumulateur • Bus internes • Données, Instructions • Registres • ACC • RTUAL : Un Opérande • RI : Code Instruction • IP : Prochaine Instruction • RAT : Adresse d ’une donnée dans le mémoire • Reg. Etat : ? Maria Malek - EISTI - CPI1

  38. Bus • Liaisons Processeur-Mémoire • n fils conducteurs utilisés pour transporter n signaux binaires • Bus Adresse • unidirectionnel, le processeur envoie des adresses • a fils (0 à 2a-1) • Bus Données • bidirectionnels • Lecture : Mémoire - Processeur • Ecriture : Processeur - Mémoire Maria Malek - EISTI - CPI1

  39. Bus Adresses Mémoire Principales Processeur R/W Bus Données Maria Malek - EISTI - CPI1

  40. Présentation d’UNIX • 1969, laboratoire Bell • Systèmes multi-tâches multi-utilisateurs • Architecture • Le noyau • Gestion de la mémoire • Partage du processeur entre différents tâches • Le processeur • Processus • Actifs, Prêts Bloqués Maria Malek - EISTI - CPI1

  41. Outils Unix • Interpréteras de commandes • shells • Commande de manipulation de fichiers • Commande de gestion de processus • Editeurs de textes • Outils de développements Maria Malek - EISTI - CPI1

  42. Fichiers UNIX • Répertoires • Chemins absolus et relatifs • Répertoire de connexion • Droits d’accès • Super utilisateur • Commandes de manipulations de fichiers Maria Malek - EISTI - CPI1

  43. Fichiers UNIX - 1 • Répertoires • Arborescence • ls : Sous répertoires , fichiers • Deux fichiers nommés • référence le répertoire (.) • référence le parent (..) • Répertoire courant • pwd • Changement de répertoire • cd Maria Malek - EISTI - CPI1

  44. Fichiers UNIX - 2 • Chemin absolu • /homee3/cpi1/dupont • Chemin relatif • /home3/cpi1/dupont/TP1 • ../TD1 • /homee3/cpi1/dupont/TP1 • Répertoire de Connexion • cd ~dupont • /homee3/cpi1/dupont Maria Malek - EISTI - CPI1

  45. Fichiers UNIX - 3 • Droits d’accès • ls -l • fichiers : -rwxr----- nom1 • répertoires : drwxr----- nom2 • droits affichés pour • utilisateur : Dupont • groupe : CP1 • Tout le monde Maria Malek - EISTI - CPI1

  46. Commandes de base - 1 • Schell • Interpréter de commande en texte • fenêtre xterm • commande + touche (Entrée) • pwd • /home3/cpi1/Dupont • commande = ligne • nom • les arguments (éventuellement) Maria Malek - EISTI - CPI1

  47. Commandes de base - 2 • Méta-caractères • * : Suite de caractères • ? : Un seul caractère • [ ] : L’un des caractères dans le croche • un ensemble : [hg] • un intervalle : [a-k] Maria Malek - EISTI - CPI1

  48. Commandes de base - 3 • Méta-caractères • Exemples • ls * : le contenu du répertoire courant. • ls *.kwd : tous les fichier se terminant par *.kwd. • ls ???? : tous les fichiers dont le nom est composé de 4 caractères exactement. • ls [ct]* : tous les fichiers dont le nome commence par c ou par t. • etc .. Maria Malek - EISTI - CPI1

  49. Commandes de manipulation des fichiers - 1 • catfichier1fichier2 • recopie les deux fichiers (concaténation) sur la sortie standard. • sortie standard est normalement l’écran. • cd chemin • change le répertoire courant. • sans argument : répertoire au répertoire de connexion. Maria Malek - EISTI - CPI1

  50. Commandes de manipulation des fichiers - 2 • chmodmodefichier • changer les droits d’accès au fichier. • chmoda+r fichier • tout (a) le monde a le droit de lire, • chmodog-w fichier • Les autres (o) et le groupe (g) n’ont pas le droite d’écrire, • chmodu+x fichier • L’utilisateur a le droit d'exécuter. Maria Malek - EISTI - CPI1

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