Traitement et stockage de l’information

Les convertisseurs analogique/numérique

Le convertisseur analogique/numérique permet de faire communiquer un système analogique vers un système numérique et vice-versa.

Types de convertisseurs

Convertisseur analogique / numérique

• Capteur de son (micro) vers une carte son
• Capteur de température vers afficheur

Convertisseur numérique / analogique

• Ordinateur vers carte son vers haut-parleur
• CD vers lecteur CD vers haut-parleur

Circuits électroniques

Pour cela, nous avons deux circuits électroniques :

• Circuits analogiques
• Circuits numériques

CNA (Convertisseur Numérique/Analogique)

Il est composé :

• D'entrée binaire (entre 0 et 15)
• D'une sortie de tension de référence
• D'une sortie de tension

Chaque entrée binaire est reliée à un « interrupteur » permettant de laisser passer une tension. Les tensions sont ensuite additionnées et amplifiées.

Correspondance binaire-tension

La somme des 1 présents sur les entrées numériques équivaut à une tension :

Pour trois entrées numériques :

• 0 0 0 = 0 V
• 0 0 1 = 1,25 V
• 1 1 0 = 7,5 V
• …

C'est ainsi que nous pouvons créer un signal analogique.

CAN (Convertisseur Analogique/Numérique)

Une tension est mesurée sur un temps donné. La valeur de tension mesurée correspond à des valeurs binaires :

• 1,25 V = 001
• 5 V = 101
• …

Plus la fréquence d'échantillonnage est élevée et plus le signal obtenu sera de bonne qualité.

La compression numérique

La compression numérique est essentielle pour pouvoir stocker des quantités importantes de données ou bien pour les transmettre sur Internet de manière plus rapide.

Taux de compression

Nous parlons de taux de compression :

Taux de compression = nombre de bits de données originales / Nombre de bits de données compressées

Types de compression

Il y a deux systèmes de compression :

Codage avec pertes

• Suppression de données inutiles
• Invisible pour l'œil
• Forte compression
• Exemple : Images, vidéos, …

Codage sans perte

• Les données sont réécrites de manière plus concise
• Faible compression
• Exemple : Zip

Exemples de compressions

Enregistrement d'un son

Plus la fréquence d'échantillonnage sera élevée, meilleure sera la qualité du son mais le fichier final aura un poids élevé. Pour le compresser le fichier sera ré-échantillonné mais à plus basse fréquence. Ainsi le fichier sera plus léger sans trop altérer la qualité.

Image

Aujourd'hui les smartphones peuvent prendre des photos avec une résolution de 4032 x 3024 (3 Mo). En changeant la résolution nous pouvons diminuer le poids : 2160 x 2160 (1,2 Mo).

Vidéo

L'œil humain est moins sensible aux hautes fréquences, le fait de diminuer le nombre de bits pour ses fréquences permet de diminuer le poids.

Le cryptage et le chiffrement

Le cryptage, aussi appelé chiffrement, permet de rendre incompréhensible des données aux personnes qui ne doivent pas y accéder. Il est utilisé de manière invisible aux yeux d'un utilisateur. En effet, les systèmes informatiques s'occupent de le faire fonctionner.

L'utilisateur peut avoir le choix de crypter ou non ses données et avec la méthode de son choix.

Fonctionnement du cryptage

Pour fonctionner, le cryptage a besoin d'un algorithme. Ainsi l'émetteur peut, à travers cet algorithme, crypter son message. Le destinataire doit obligatoirement le posséder afin de pouvoir lire le message.

Les deux méthodes principales

Il existe deux méthodes très utilisées :

Cryptage à clé symétrique

• Un système crypte le message,
• La méthode de décryptage est envoyée avant ou après le message,
• Le destinataire utilise la méthode reçue pour lire le message.

• Chaque lettre est décalée de 3 lettres,
• Chaque lettre à un code différent (A = 1 ; B = 2 ; C = 3, …).

Cryptage à clé asymétrique

Dans le cas d'une entreprise :

• L'utilisateur se connecte au serveur,
• Le serveur envoie une clé publique de chiffrement,
• Les données de l'utilisateur sont cryptées avec la clé précédente et envoyées au serveur,
• Le serveur déchiffre les données avec sa clé privée.

Unités de stockage

Aujourd'hui, toutes nos données sont stockées sur différents supports :

• Documents sur une clé USB,
• Nos fichiers sur un disque dur,
• Nos photos sur un cloud,
• Nos informations bancaires sur un serveur,
• …

Unités de mesure de stockage

Les unités de mesures de stockage ne cessent de croître :

Bit – Octet – KiloOctet – MegaOctet – GigaOctet – TeraOctet – PetaOctet – ExaOctet – ZettaOctet – YottaOctet.

Technologies de stockage

Il existe différentes technologies :

Les disques durs

• Disque dur mécanique :
  • Composé de plusieurs plateaux circulaires recouverts d'une couche magnétique. Une tête de lecture-écriture se déplaçant à la surface sans toucher les plateaux, créé un champ magnétique pour écrire les données.
• Disque SSD :
  • C'est une carte dotée de puces et de mémoire flash. Ces éléments sont présents sur les clés USB ou les cartes SD.
• Disques optiques : CD, DVD :
  • Un laser brûle une couche de colorant photosensible superposée à une couche métallique créant des alvéoles.
  • Une cellule photoélectrique va analyser le laser réfléchit dans les alvéoles précédentes.
• Mémoire flash :
  • Constituée de puces sur lesquels sont positionnés des milliards de transistors qui mémorisent des données (bit = 0 ou 1).

Mémoires électroniques

Il existe différents types de mémoires présents sur les cartes électroniques :