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Partie A - Fonctionnement de l’ordinateur

Légende : 🛠️ 📚
  • 🛠️Compétences en génie informatique

    Savoir-faire en lien avec le génie informatique. Les compétences sont évaluées au moyen de projets concrets.

    Développez ces compétences avec les exercices pratiques dans chaque leçon.

  • 📚 Concepts

    Nouveau concept. Le plus de concepts que vous maîtrisez, le plus que vous alimenter vos compétences pour produire des choses intéressantes. Les concepts sont évalués au moyen de quiz sur papier et d’entrevues.

    Validez votre compréhension avec les mini quiz dans chaque leçon.

Algorithmes

Sommaire

Comment dire à une machine comment afficher une image et l’animer, comme dans une vidéo ou un jeu? Est-ce qu’il y a une façon de communiquer qui est assez simple et claire que même une machine à base de 1 et de 0 est en mesure de le comprendre?

La réponse est “oui” : c’est le domaine des algorithmes et du génie informatique. C’est la première étape à maîtriser : un nouveau niveau et type de communication formelle.

Lien avec l’éthique, la société ou les carrières

💭 Quelques pistes de réflexion :

  • Quel pourcentage des informations que vous consommez de façon volontaire (vidéos, annonces, articles, etc.) sont suggérées par un algorithme? Savez-vous comment ces algorithmes prennent leurs décisions?
  • Durant le développement d’un produit ou service technologique, qui a la chance de décider des valeurs et des priorités qui sont incorporées dans le produit? Comment est-ce que ces décisions affectent les utilisateurs?

Leçons

  1. 📚 Définition - c’est quoi un algorithme?

  2. 📚 Niveaux d’abstraction - masquer ou plonger dans les détails

  3. 🛠️ Cas d’utilisation - comprendre le produit et les besoins des parties prenantes

Matériel

Sommaire

L’unité précédente a introduit un langage formel pour décrire une série d’étapes : l’algorithme. Dans cette unité, nous allons voir comment ces algorithmes sont exécutés par un ordinateur. Vous ne deviendrez pas experte en électronique mais vous saurez comment un simple état binaire (haute/basse tension) peut-être manipulé une couche de complexité à la fois dans des circuits pour donner toute la logique et la mémoire nécessaire pour exécuter n’importe quel algorithme valide.

Du côté plus pratique et concret, vous apprendrez comment ces circuits se traduisent en composants communs, comme le processeur et la mémoire, et comment ces composants sont assemblés pour former un ordinateur. Vous apprendrez comment la performance de ces composants et celle de divers périphériques se mesure et comment ces informations sont utilisées pour comparer les ordinateurs entre eux.

Lien avec l’éthique, la société ou les carrières

💭 Quelques pistes de réflexion :

  • Combien d’énergie est nécessaire pour exécuter des algorithmes importants dans la société moderne, comme une recherche sur Google ou pour développer et utiliser un modèle comme ChatGPT?
  • Comment est-ce que les matériaux utilisés dans les composants électroniques sont extraits et traités? Quels sont les impacts environnementaux de ces activités? Comment est-ce que les gens qui travaillent dans ces industries sont traités?

Leçons

  1. 📚 Portes logiques - Implémentations électroniques des opérations booléennes

  2. 📚 Architecture - Organisation des composants électroniques dans un ordinateur

  3. 📚 Périphériques - Détails pratiques en lien avec les périphériques connectés à un ordinateur

Logiciels du système

Sommaire

Les deux premières unités traitent de la nature d’un algorithme et de la circuiterie physique utilisée pour créer une machine qui peut exécuter ces algorithmes.

Cette unité fait le pont entre l’ordinateur et les utilisateurs. D’un côté du pont, il y a la machine, l’ordinateur. Ici, nous voyons comment le système binaire (1/0) est utilisé pour représenter différents types de données et pour représenter des instructions. Cela devient la première communication humain-machine possible : le langage machine. Sachant que c’est possible d’encoder des instructions et des informations dans un langage machine, on peut imaginer l’encodage d’algorithmes complets, et même de logiciels complets. De l’autre côté du pont, nous voici, des utilisateur humains réguliers qui veulent utiliser l’ordinateur pour faire des choses utiles. Nous avons besoin d’un moyen convivial de communiquer avec l’ordinateur, et c’est là que les systèmes d’exploitation et les interfaces utilisateur entrent en jeu. Ces logiciels du système traduisent des gestes humains en langage machine sans qu’on le remarque. Il nous suffit de savoir comment utiliser les logiciels qui sont disponibles pour faire ce qu’on veut faire.

Comme ingénieurs informatiques en herbe, vous aurez à explorer les deux côtés du pont et d’aller plus loin dans le type de logiciel que vous utilisez. Vous apprendrez comment installer des logiciels, comment les utiliser, et comment les configurer pour vos besoins.

Lien avec l’éthique, la société ou les carrières

💭 Quelques pistes de réflexion :

  • La plupart des systèmes d’exploitation associent des applications critiques, comme les navigateurs web et la messagerie, au système d’exploitation lui-même. Quels sont les avantages et les inconvénients de cette approche pour l’utilisateur? Qui profite de ces inconvenients?
  • Plusieurs logiciels sont développés selon le modèle de logiciel libre et open source. Quels sont les avantages et les inconvénients de ce modèle :
    • pour les utilisateurs?
    • pour les développeurs?
    • pour les entreprises?

Leçons

  1. 📚 Représentation interne des données - Quelques standards pour interpréter les bits comme informations variées

  2. 📚 Langages de bas niveau - Les bits peuvent aussi représenter des instructions

  3. 📚 Machine virtuelle - une interface qui masque les détails de la machine réelle

  4. 🛠️ Organisation des fichiers - structure hiérarchique et chemins