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Un ordinateur suit le cycle de traitement de l’information (entrée, traitement, sortie, stockage) en boucle continue pour effectuer des tâches. Voici un aperçu de son fonctionnement avec des exemples :
1. Entrée :
* Définition : C'est l'étape où l'ordinateur reçoit des données ou des instructions du monde extérieur. Ces données peuvent prendre plusieurs formes.
* Comment ça marche : Les périphériques d'entrée traduisent les données compréhensibles par l'homme sous une forme que l'ordinateur peut comprendre (code binaire :0 et 1).
* Exemples :
* Taper sur un clavier : Appuyer sur une touche génère un signal électrique qui est traduit en un code de caractère (par exemple, ASCII ou Unicode) représentant cette touche.
* Cliquer sur une souris : La souris envoie les coordonnées et les informations relatives aux pressions sur les boutons à l'ordinateur.
* Numériser un document : Un scanner convertit une image physique en une image numérique représentée par des pixels.
* Parler dans un microphone : Le microphone convertit les ondes sonores en signal électrique, qui est ensuite converti en données audio numériques.
* Charger un fichier depuis un disque dur : Lecture d'informations précédemment stockées.
2. Processus :
* Définition : C'est là que l'ordinateur manipule les données d'entrée selon les instructions qu'il a reçues (le programme/logiciel).
* Comment ça marche : L'unité centrale de traitement (CPU), guidée par les instructions du système d'exploitation et du logiciel, effectue des calculs, des comparaisons et d'autres opérations sur les données. La mémoire (RAM) est utilisée pour conserver les données en cours de traitement et les instructions en cours d'exécution.
* Exemples :
* Exécuter un calcul : Si vous demandez à l'ordinateur d'ajouter 2 + 2, le processeur récupère les nombres et l'instruction d'opération "+", effectue l'addition et stocke le résultat (4) en mémoire.
* Tri d'une liste de noms : Le processeur compare les noms et les réorganise par ordre alphabétique, stockant ainsi la liste ordonnée en mémoire.
* Appliquer un filtre à une photo : Le processeur analyse les valeurs de couleur de chaque pixel de l'image et les modifie selon l'algorithme du filtre, créant ainsi un nouvel ensemble de valeurs de pixels pour l'image filtrée.
* Jouer à un jeu vidéo : Le processeur calcule la position des objets, gère les entrées de l'utilisateur, restitue le monde du jeu et gère la logique du jeu, en fonction du code et des ressources du jeu.
3. Résultat :
* Définition : C'est l'étape où l'ordinateur présente les données traitées à l'utilisateur sous une forme utilisable.
* Comment ça marche : Les périphériques de sortie convertissent les données binaires de l'ordinateur sous une forme compréhensible par les humains (visuelle, auditive ou physique).
* Exemples :
* Afficher du texte sur un moniteur : L'ordinateur envoie des signaux au moniteur pour éclairer les pixels dans des couleurs spécifiques, formant ainsi des caractères et des images.
* Imprimer un document : L'imprimante reçoit les données de l'ordinateur et utilise de l'encre ou du toner pour créer une copie physique du document.
* Jouer de la musique via des haut-parleurs : L'ordinateur envoie des signaux électriques aux haut-parleurs, qui vibrent et produisent des ondes sonores.
* Contrôler un bras robotique : L'ordinateur envoie des signaux aux moteurs et aux actionneurs du bras robotique, le faisant se déplacer et effectuer des tâches.
4. Stockage :
* Définition : C'est ici que l'ordinateur enregistre les données (entrées, données traitées ou sorties) pour une utilisation ultérieure.
* Comment ça marche : Les périphériques de stockage (disques durs, SSD, clés USB, stockage cloud) stockent les données de manière permanente ou semi-permanente. Les données sont écrites sur un support physique (disque magnétique, mémoire flash) selon différentes techniques d'encodage.
* Exemples :
* Enregistrer un document sur un disque dur : Le contenu du document est écrit sous forme de données binaires dans un emplacement spécifique du disque dur.
* Enregistrer une vidéo sur une clé USB : Le fichier vidéo est copié de la mémoire de l'ordinateur vers la mémoire flash de la clé USB.
* Sauvegarde de fichiers sur le cloud : Les données sont transmises via Internet à un serveur distant pour être stockées.
Le cycle en action :exemple – Lecture d'une vidéo :
1. Saisie : Vous cliquez sur l'icône d'un fichier vidéo.
2. Processus : Le système d'exploitation reçoit cette entrée. Le logiciel du lecteur multimédia est chargé en mémoire. Le processeur lit les données du fichier vidéo du disque dur dans la RAM. Il décode les flux vidéo et audio, les décomposant en images individuelles et en échantillons sonores.
3. Sortie : Les images vidéo décodées sont envoyées à la carte graphique, qui les restitue sur le moniteur. Les échantillons audio décodés sont envoyés à la carte son, qui envoie des signaux aux haut-parleurs pour produire du son.
4. Stockage : Le fichier vidéo reste stocké sur le disque dur afin que vous puissiez le revoir plus tard. La position de lecture peut être enregistrée dans un fichier de paramètres.
Points clés :
* Boucle : Le cycle est continu. La sortie d’un cycle peut devenir l’entrée du suivant. Par exemple, vous pouvez modifier une photo (saisie), la traiter avec des filtres, afficher la photo modifiée à l'écran, puis enregistrer (stocker) la photo modifiée sur le disque dur. La prochaine fois que vous ouvrirez cette photo, ce sera une entrée.
* Vitesse : Les ordinateurs modernes effectuent ces opérations à des vitesses incroyablement élevées, souvent des milliards de fois par seconde.
* Complexité : Les tâches peuvent impliquer plusieurs itérations du cycle et des interactions complexes entre le matériel et les logiciels.
* Interdépendance : Chaque étape est essentielle et dépend des autres. Sans contribution, il n'y a rien à traiter. Sans traitement, il n’y a pas de résultat significatif. Sans stockage, les résultats sont perdus lorsque l'ordinateur est éteint.
En résumé, le cycle de traitement de l’information est le cadre fondamental par lequel les ordinateurs effectuent n’importe quelle tâche, aussi simple ou complexe soit-elle. C'est le principe sous-jacent qui permet aux ordinateurs de manipuler des données, de résoudre des problèmes et d'interagir avec le monde qui nous entoure.
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