Cours 0

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# Inès de Courchelle
## Informatique 1
## Introduction

![image](../img/CY-tech.png)

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# Aujourd'hui
## Objectifs
- Aspects pédagogiques
- Introduire la matière informatique
- Découvrire l'historique de l'informatique
- Connaître l'architecture d'un ordinateur

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# Aspect Pédagogique - S1
## Les cours, TDs et TPs

<a href="http://idecourc.perso.cyu.fr/" target="_blank"> http://idecourc.perso.cyu.fr/ </a>

## Les évaluations
3DS
## La règle de la seconde chance

Max (moyenne(DS1, DS2, DS3), DS3)

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# Plan
## Today
1. Quelques définitions
2. Histoire de l'informatique
3. Architecture Globale

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# Plan
## Today
1. .under[Quelques définitions]
2. Histoire de l'informatique
3. Architecture Globale

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# Informatique
## Définitions
.otro-blockquote[
Science du traitement automatique et rationnel de l'information considérée comme le support des connaissances et des communications.
]
.otro-blockquote[
Ensemble des applications de cette science, mettant en œuvre des matériels (ordinateurs) et des logiciels.
]

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# Ordinateur
## Définition
.otro-blockquote[
Machine automatique de traitement de l'information, obéissant à des programmes formés par des suites d'opérations arithmétiques et logiques.
]

.pull-left[
<img src="img/imold.jpg" width=300>
]
.pull-right[
<img src="https://media0.giphy.com/media/v1.Y2lkPTc5MGI3NjExdWUxbGUzNDl0YzVtYmtpMTVjaTBrcmE0Zmh4czl4YzgzcWp1bGRleSZlcD12MV9pbnRlcm5hbF9naWZfYnlfaWQmY3Q9Zw/TfseOfhwd6BJC/giphy.gif">
]

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# Ordinateur
## Constante évolution
#### Améliorations matérielles
- Loi de moore
- Augmentation des performences des ordinateurs
- Informatique quantique
#### Diversifications
Intelligence artificielle, cloud, big-data, cyber sécurité ...
#### Écologie
éco-conception, green it, ...

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# Plan
## Today
1. Quelques définitions
2. .under[Histoire de l'informatique]
3. Architecture Globale

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# Historique
## Quelques dates
- 1848 : Ada Lovelace écrit le premier programme informatique au monde.
- 1890 : Herman Hollerith conçoit un système de cartes perforées pour aider à calculer le recensement américain de 1890.
<img src="img/HermanHollerith.jpg" width=150>
- 1936 : Alan Turing, britannique, présente le principe d'une machine universelle, appelée plus tard machine de Turing

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# Historique
## Quelques dates

- 1941 : Konrad Zuse, ingénieur allemand, créé la machine Z3, le premier ordinateur numérique au monde

- 1954 : John Backus et son équipe de programmeurs d'IBM publient un article décrivant leur nouveau langage de programmation FORTRAN, acronyme de FORmula TRANslation.

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# Historique
## Quelques dates
- 1971 : Une équipe d'ingénieurs d'IBM dirigée par Alan Shugart invente la "disquette", qui permet de partager des données entre différents ordinateurs.

.pull-left[
<img src="img/AlanShugart.jpg" width=150>
]
.pull-right[
<img src="img/disquette.jpg" width=200>
]

- 1985 : En réponse à l'interface graphique de l'Apple Lisa, Microsoft lance Windows en novembre 1985.

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# Historique
## Quelques dates
- 1989 : Tim Berners-Lee, créé le World Wide Web. Son document détaille ses idées pour le langage de balisage hypertexte (HTML), les éléments constitutifs du Web.
- 1994 : Le mot "cybersecurity" commence à apparaître dans des publications scientifiques.
- 1998 : Première démonstration d'un ordinateur quantique, réalisée par IBM et Stanford, utilisant la résonance magnétique nucléaire (RMN).

- 1999 : Le Wi-Fi, terme abrégé de "wireless fidelity" (fidélité sans fil), est mis au point et couvre initialement une distance allant jusqu'à 91 mètres (300 pieds), selon Wired.
- 2006 : Google et Amazon popularisent le concept de cloud computing.  Amazon lance AWS (Amazon Web Services), plateforme pionnière du cloud
- 2007 : Le mot "Green IT" est de plus en plus utilisé
- 2015 : Apple lance l'Apple Watch. Microsoft lance Windows 10.
- 2017 : La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) développe un nouveau programme d'"informatique moléculaire"
- ...

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# Historique
## Quelques dates
2019 : 1er ordinateur quantique commercial au CES

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# Historique
## Les femmes dans l'informatique
#### Ada Lovelace
<img src="img/ada.jpg" width=200>

#### Grace Hooper
<img src="img/Grace_003.webp" width=150>

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# Historique
## Les femmes dans l'informatique
#### Margareth Hamilton

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# Ada Lovelace
## Le portrait
<img src="img/adaLovelace.jpg"  width=150/>

- il n'y a même pas de photo (invention photographie : 19 août 1839)
- .under[Date de naissance] : 10 décembre 1815, Londres
- .under[Date de décès] : 27 novembre 1852, Marylebone (Londres) à 36 ans
- .under[Contribution] : Premier programme
- .under[Atour du décès] : accumulation de dette - cancer uterus

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# Ada Lovelace
## Passion pour les mathèmatiques
- Éducation : tuteur en mathèmatiques et en sciences
- Rare pour l'époque

## Mariage
- William King, 1er comte de Lovelace
- Date 1835 (20 ans)
- Santé fragile après les grossesses, responsabilité de femme au foyer

## Reprise des études en 1939
- .under[Domaine] : Machine Analytique
- .under[Avec qui ?] : Charles Babbage

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# Ada Lovelace
## Mémoire sur la machine de Babbage
<img src="img/machineDeBabbage.jpg"  width=400/>

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# Ada Lovelace
## Contribution
<img src="img/premierAlgo.png"  width=350/>
- Pour calculer les nombres de Bernoulli avec la machine
- La première boucle conditoinnel

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# Ada Lovelace
## À titre posthume :
- Le langage de programmation ada nommé en son honneur
- Son portrait apparaît sur les hologrammes d'authentification des produits Microsoft
- L'astéroïde (232923) **Adalovelace** porte son nom

.c1[
<img src="img/adaLogo.png"  width=150/>
]

.c2[
<img src="img/adaHolo.jpg"  width=150/>

]
.c3[
<iframe src="https://giphy.com/embed/6cQUuxwu4474c" width="300"  frameBorder="0" class="giphy-embed" allowFullScreen></iframe><p><a href="https://giphy.com/gifs/nasa-6cQUuxwu4474c"></a></p>

]

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# Grace Hopper
## Le portrait
<img src="img/graceHopper.jpg"  width=150/>

- .under[Date de naissance] : 9 décembre 1906, New York
- .under[Date de décès] : 1er janvier 1992, Marylebone (Comté d'Arlington) à 85 ans
- .under[Contribution] : Premier compilateur
- .under[Atour du décès] : Après une carrière exceptionnelle dans la marine américaine et dans l’informatique, Grace Hopper est décédée paisiblement dans son sommeil

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# Grace Hopper
## Harvard Mark I
- Participation au travaux sur l'un des premiers calculateurs universels
- Rédaction de son manuel d'utilisation

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# Grace Hopper
## Premier compilateur
En 1949, elle conçoit le premier compilateur

## FLOW-MATIC
En 1957, elle développe un langage informatique qui servira de base au COBOL

## Bug
Elle popularise le terme « bug » (et « debugging »)

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# Margaret Hamilton
## Le portrait
<img src="img/marga.jpg" width=200>

- .under[Date de naissance] : 17 août 1936
- .under[Contribution] : Direction du développement du logiciel embarqué du programme Apollo de la NASA

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# Margaret Hamilton
## Programme Apollo
Elle a inventé le terme "software engineering" pour faire reconnaître l’importance du logiciel comme une discipline d’ingénierie à part entière.

## Fun Fact
- Sa conception du logiciel de Hamilton a permi de mener à bien la mission Apollo11 (1969)
- L'ordinateur de bord priorise les tâches essentielles et permet à la mission d’aboutir malgré la surcharge. Sans ce système, l'alunissage aurait pu échouer.

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# Allez plus loin
## Des films
.pull-left[
#### Les figures de l'ombres
<img src="img/lesfiguresdelombre.jpg" width=200>
]
.pull-right[
#### Imitation Game
<img src="img/Imitation-Game.jpg" width=225>

]
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# Commodore
## Amiga
1984 premier ordinateur vendu en grande surface aux USA

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# Apple
## Quelques dates
- 1976 : Création de l'Apple I par Steve Wozniak et Steve Jobs
- 1977 : Apple IIe, énorme succès en 1978 avec la sortie du lecteur de disquettes
- 22 janvier 1984, 60 sec. de pub au super-bowl (réalisé par Ridley Scott). Lancement du Mac (réalisé par Ridley Scott). Lancement du Mac

## Le Macintosh 128K
<img src="img/mac1.png" width=200>

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# Atari
## Quelques dates
- 1972 : Atari commercialise sa première borne d'arcade, Pong[
- 1985 : Atari : 520 ST  au CES (Consumer Electronic Show) de Las Vegas : le Jackintosh

<a href="https://fr.wikipedia.org/wiki/Atari_8-bits" target="_blank">
<img src="img/atari.png" width=200>
<center>les modèles </center>
</a>

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# Sinclair
## Quelques dates
- 1979 : Clive Sinclair se fixe comme objectif se réaliser un ordinateur compact (on retrouve ses travaux sur la miniaturisation) et peu cher
- 1980 : ZX80
- 1981 : ZX81
- 1982 : ZX82 ou Spectrum

## Illustration

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# Amstrad
## Ordinateur personnel
- 1984
- Lecteur de cassette intégrée

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# IBM
## Quelques dates
- 1981 : "Acorn", ordinateur personnel d'IBM. Acorn utilise le système d'exploitation MS-DOS de Windows
- 1997 : Deep Blue bat le champion du monde d’échecs Garry Kasparov
- 2020 : IBM annonce la scission de ses activités d'infrastructure informatiquepour se recentrer sur le cloud et l'IA

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# Plan
## Today
1. Quelques définitions
2. Histoire de l'informatique
3. .under[Architecture Globale]

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# Composition d'un ordinateur
## Architecture globale

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# Composition d'un ordinateur
## Périphériques d'entrée
clavier, souris, caméra, scanneur, ...

## Périphériques de sortie
écran, imprimante, haut parleur, ...

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# Composition d'un ordinateur
## Architecture globale
#### On détail !
<img src="img/architectureGlobaleDetaillee.png" width=500>

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# Processeur
## Définition
- C'est un circuit électronique qui traite les données et exécute des instructions
- C'est le moteur de l'ordinateur, plus il est puissant et plus le traitement des informations est rapide
- Sa vitesse de travail se mesure en Gigahertz (GHz).

## Les composants d'un processeurs
- Unité de commande
- Registres
- ALU
- Unité de gestion de la mémoire
- Horloge

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# Mémoire Vive
## Définition
- Appelé aussi mémoire à accès aléatoire (RAM, Random Access Memory)
- Emplacement d'un ordinateur dans lequel sont conservés le système d'exploitation, les programmes d'application et les données en cours d'utilisation afin que le processeur puisse y accéder instantanément.
- Charge les programmes et les fichiers en cours d'utilisation et se vide lorsque l'orinateur est éteint

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# Mémoire Vive
## Objectif
Stocker des informations temporairement.

## Capacité
Elle se mesure en gigaoctets (Go) et se situe entre 2 et plusieurs Go.

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# Composition d'un ordinateur
## Architecture globale
#### On détail !

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# Unités de stockage
## Définition
Permet d'archiver les données (fichiers et programmes) chargés dans l'ordinateur.

## Capacité
Elle se mesure en Go/To

## Exemples
clef USB, CD/DVD Rw, Disque dur externe, Disque dur interne

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# Unités de stockage
## La mémoire morte
ROM (Read Only Memory)

## Où ?
située sur la carte mère de l’ordinateur qui est le « chef d’orchestre » de l’ordinateur ou sur les contrôleurs des périphériques.

## Objectifs

- Démarrer l’ordinateur grâce au BIOS/UEFI, un petit programme stocké dans la ROM qui :
  - Vérifie que tous les composants fonctionnent au démarrage (mémoire, disque dur, clavier…).
  - Lance le système d’exploitation.
- Fournir des firmwares (microprogrammes) sur les périphériques comme les imprimantes, les téléphones ou les cartes graphiques.
- ...

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# Composition d'un ordinateur
## Architecture globale
#### On détail !
<img src="img/architectureGlobaleDetaillee3.png" width=450>

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# Les bus
## D'adresses
- Il indique à la RAM l'endroit (l'adresse) où lire ou écrire une donnée.
- Le processeur envoie une adresse, et la mémoire va chercher ou stocker la donnée à cet endroit.
- Plus le bus d’adresses a de lignes, plus il peut adresser un grand nombre de cases mémoire.

## De données
- Il transporte les données elles-mêmes entre le processeur et la mémoire.
- Si le bus d’adresses dit où, le bus de données dit quoi (quelle information on lit ou écrit).
- Sa largeur (en bits) détermine combien de données il peut transférer en même temps.

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# Les bus
## Résumé

| Bus                 | Rôle principal                         | Sens de circulation   |
| ------------------- | -------------------------------------- | --------------------- |
| **Bus d’adresses**  | Indique **où** lire/écrire dans la RAM | CPU → RAM             |
| **Bus de données**  | Transporte les **données**             | CPU ↔ RAM             |
| **Bus de contrôle** | Contrôle le **type d’opération**       | CPU → RAM / RAM → CPU |

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# Architecture de von Neumann
## Un peu d'histoire (encore^^)
<img src="img/JohnVonNeumann.jpg" width=150>
Juin 1945 : mathématicien John von Neumann, dans le cadre du projet EDVAC la première description d’un ordinateur dont le programme est stocké dans sa mémoire.

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# Architecture de von Neumann
## Mais aussi
Alan Turing, John William Mauchly et John Eckert (pendant leurs travaux sur l’ENIAC) ont également utilisé ce concept ou une idée proche, et ce indépendamment de von Neumann.

.pull-left[
#### John William Mauchly
<img src="img/JohnWilliamMauchly.jpeg" width=150>

#### John Eckert
<img src="img/JohnEckert.jpg" width=150>

]
.pull-right[
#### Alan Turing
<img src="img/alanTuring.jpg" width=250>
]
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# Architecture de von Neumann
## Principes
- Avant ce modèle, les machines n’exécutaient que des instructions câblées (pas modifiables facilement).
- Alors que vonLes instructions (le programme) et les données sont stockées ensemble dans la même mémoire.

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# Architecture de von Neumann
## 4 parties
- L'unité arithmétique et logique (UAL ou ALU en anglais) ou unité de traitement : son rôle est d’effectuer les opérations de base
- L'unité de contrôle, chargée du « séquençage » des opérations ;
- La mémoire qui contient à la fois les données et le programme qui indiquera à l’unité de contrôle quels sont les calculs à faire sur ces données. La mémoire se divise entre mémoire volatile (programmes et données en cours de fonctionnement) et mémoire permanente (programmes et données de base de la machine) ;
- Les dispositifs d’entrée-sortie, qui permettent de communiquer avec le monde extérieur.

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# Algorithme et Programmation
## Définition
Un algorithme est une suite d’instructions logiques, organisées et ordonnées, conçues pour résoudre un problème ou accomplir une tâche spécifique. Chaque étape suit un chemin clair et précis, transformant des données d’entrée en résultats mesurables.

```c
// Fonction qui permet de convertir une température, exprimée en C, en F
// Precondition : 1 réel correspondant à la température en degre
// Postcondition : 1 réel correspondant à la température converti en fahrenheit
FONCTION temperature(degre: reel) : reel
VARIABLE
    res : reel
DEBUT
    res <− 9/5 * degre + 32
    RETOURNER res
FIN
```

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# Algorithme et Programmation
## Exemples
#### Réaliser recette de cuisine
1. On a des ingrédients
2. On a des étapes (suites d'instructions) à réaliser dans un ordre

<a href="https://www.marmiton.org/recettes/recette_gateau-au-chocolat-fondant-rapide-au-monsieur-cuisine_383688.aspx" target="_blank">
<img src="img/gateauChocolat.png" width=200>
<center> recette gateau</center>
</a>

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# Algorithme et Programmation
## Exemples
#### S’habiller selon la météo
1. On a des conditions
2. En fonction, d'un état on prend une décision
3. C-à-d :
- S'il pleut alors il faut prendre un parapluie et des vêtements imperméables
- S'il fait froid alors il faut prendre un manteau et une écharpe
- Sinon on s'habille normalement

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# Quelques liens
https://aws.amazon.com/fr/what-is/cpu/