Informatique - Définition

Terminologie de l'informatique

L'informatique est un secteur d'activité scientifique et industriel important aux États-Unis, en Europe et au Japon. Les produits et services de cette activité s'échangent dans le monde entier. Les produits immatériels tels que les connaissances, les normes, les logiciels ou les langages de programmation circulent très rapidement par l'intermédiaire des réseaux informatiques et de la presse spécialisée, et sont suivis par les groupes de veille technologique des entreprises et des institutions. Les matériels informatiques peuvent être conçus sur un continent et construits sur un autre.

L'anglais international est la langue véhiculaire du secteur d'activité. Il est enseigné dans les écoles. C'est la langue des publications scientifiques ainsi que de nombreux ouvrages techniques. La grande majorité des langages de programmation utilisent le vocabulaire anglais comme base. Beaucoup de nouveaux termes apparaissent aux États-Unis. Les termes peuvent provenir des instituts de recherche, des entreprises, ou des organismes de normalisation du secteur. De nombreux néologismes sont des abréviations ou des mots-valise basés sur des mots en anglais.

L'usage d'abréviations joue le même rôle que celui des formules chimiques: L'ébauche d'une nomenclature internationale qui facilite l'accès des lecteurs non anglophones à la littérature informatique. Il existe en outre un phénomène d'emprunt lexical réciproque entre les languages de programmation - dont le lexique est basé sur l'anglais, et le jargon informatique..

Les technologies de l'information et de la communication

Le terme technologies de l'information et la communication désigne un secteur d'activité et un ensemble de biens qui sont des applications pratiques des connaissances scientifiques en informatique ainsi qu'en électronique numérique, en télécommunication, en sciences de l'information et de la communication et en cryptologie.

• Le matériel informatique est un ensemble d'équipements (pièces détachées) servant au traitement des informations.
• Un logiciel est un ensemble d'informations relatives à un traitement automatisé. Un logiciel contient des suites d'instructions qui décrivent en détail les algorithmes des opérations de traitement d'information ainsi que les informations relatives à ce traitement (valeurs clés, textes, images, etc.).

Le système de numération binaire est le système utilisé aujourd'hui dans tous les appareils en électronique numérique pour représenter l'information sous une forme qui peut être manipulée par des composants électroniques.

Les appareils informatiques sont équipés de quatre unités qui servent respectivement à entrer des informations, les stocker, les traiter puis les faire ressortir de l'appareil. Les informations circulent entre les pièces des différentes unités par des lignes de communication - les bus. Le processeur est la pièce centrale qui anime l'appareil en suivant les instructions des programmes qui sont enregistrés à l'intérieur.

Les appareils informatiques

Il existe aujourd'hui une gamme étendue d'appareils capables de traiter automatiquement des informations.

De ces appareils, l’ordinateur est le plus connu, le plus ouvert, le plus complexe et un des plus anciens. L'ordinateur est une machine modulable et universelle qui peut être adaptée à de nombreuses tâches par ajout de matériel et/ou de logiciel.

Un système embarqué est un appareil équipé de matériel et de logiciel informatique, et dédié à une tâche bien précise. Ci-dessous quelques exemples :

• la console de jeu, est un appareil destiné au jeu vidéo, une activité que l'on peut aussi exercer avec un ordinateur ;
• la calculatrice est le plus ancien appareil informatique, destiné à effectuer automatiquement des calculs mathématiques et scientifiques ;
• le NAS (acronyme de l'anglais network attached storage) un appareil destiné à stocker des informations, et les mettre à disposition via un réseau informatique ;
• le distributeur de billets un automate qui distribue sur demande des billets de banque ou des tickets de transport public. Les distributeurs sont souvent des ordinateurs déguisés ;
• le récepteur satellite. Les émissions de télévision par satellite se font en numérique et sont captées et décodées par des appareils informatiques ;
• Les appareils d’avionique sont des appareils électroniques et informatiques placés dans les avions et les véhicules spatiaux. Ils servent à la navigation, la prévention des collisions et la télécommunication ;
• le GPS. Un appareil qui affiche une carte géographique, et se positionne sur la carte grâce à un réseau de satellites. Les cartes géographiques sont des informations créées par ordinateur ;
• le téléphonie mobile : initialement simple appareil analogique, le téléphone portable a évolué, et il est maintenant possible de l'utiliser pour jouer, visionner des vidéos, des images. les smartphones sont des téléphones particulièrement évolués ;
• les systèmes d'arme sont des dispositifs informatiques qui permettent l'organisation et le suivi des opérations militaires : positionnement géographique, calcul des tirs, guidage des appareils et des véhicules ;
• les robots sont des appareils électromécaniques qui effectuent des tâches à la place des humains, de manière autonome. L'autonomie est assurée par un appareil informatique placé à l'intérieur ou à l'extérieur du robot.

Le matériel informatique

Le matériel informatique (ou hardware, de l'anglais) est un assemblage d'équipements qui peuvent être de différentes marques. Le respect des normes industrielles par les différents fabricants assure le fonctionnement de l'ensemble.

Le boîtier et les périphériques

L'intérieur du boîtier d'un appareil informatique contient un ou plusieurs circuits imprimés sur lesquels sont soudés des composants électroniques et des connecteurs. La carte mère est le circuit imprimé central, sur lequel sont connectés tous les autres équipements.
Les périphériques sont par définition les équipements situés à l'extérieur du boîtier.

Un bus est un ensemble de lignes de communication qui servent aux échanges d'information entre les composants de l'appareil informatique. Les informations sont transmises sous forme de suites de signaux électriques. Chaque impulsion électrique correspond à un bit (la plus petite information manipulable par informatique).

Équipements d'entrée

Les périphériques d'entrée servent à commander l'appareil informatique ou à y envoyer des informations.

L'envoi des informations se fait par le procédé de numérisation.

L'ensemble des dispositifs de commande et les périphériques de sortie directement associés forment une façade de commande appelée interface homme-machine.

La numérisation est le procédé de transformation d'informations brutes (une page d'un livre, les listes des éléments périodiques...) en suites de nombres binaires pouvant être manipulées par un appareil informatique. La transformation est faite par un circuit électronique. La construction du circuit diffère en fonction de la nature de l'information à numériser.

Stockage d'information

Une mémoire est un dispositif électronique (circuit intégré) ou électromécanique destiné à conserver des informations dans un appareil informatique.

• Une mémoire de masse est un dispositif de stockage de grande capacité, souvent électromagnétique (bandes magnétiques, disques durs) destiné à conserver longtemps une grande quantité d'information.
  • Un disque dur est une mémoire de masse à accès direct, de grande capacité, composée d'un ou de plusieurs disques rigides superposés et magnétiques. L'IBM Ramac 305, le premier disque dur, a été dévoilé en 1956. Le disque dur est une des mémoires de masse les plus utilisées en informatique.
• Une mémoire morte est une mémoire composée de circuits intégrés où les informations ne peuvent pas être modifiées, (anglais Read Only Memory - ROM). Ce type de mémoire est toujours installé par le constructeur et utilisé pour conserver définitivement des logiciels embarqués.
• Une mémoire vive est une mémoire composée de circuits intégrés où les informations peuvent être modifiées. Les informations non enregistrées sont souvent perdues à la mise hors tension.

Processeur

Un processeur est un composant électronique qui exécute des instructions.

Un appareil informatique contient au minimum un processeur, voire 2, 4, ou plus. Les ordinateurs géants contiennent des centaines, voire des milliers de processeurs.

L'acronyme CPU (en anglais Central Processor Unit) désigne le ou les processeurs centraux de l'appareil. L'exécution des instructions par le ou les CPU influence tout le déroulement des traitements.

Voir aussi : Microprocesseur multi-cœur.

Équipements de sortie

Les équipements de sortie servent à présenter les informations provenant d'un appareil informatique sous une forme reconnaissable par un humain.

• Un convertisseur numérique-analogique (en anglais DAC - Digital to Analog Converter) est un composant électronique qui transforme une information sous forme de suite de nombres binaires en signal électrique analogique. Il effectue le travail inverse de la numérisation.
• Un écran est une surface sur laquelle s'affiche une image (par exemple des fenêtres de dialogue et des documents). Les images à afficher sont générées par un circuit électronique convertisseur numérique-analogique.
• Un moniteur est un écran d'une technique analogue à celles utilisées sur les téléviseurs, et qui affiche des images provenant de l'appareil informatique.
• Une imprimante est un équipement qui sert à faire sortir des informations sous forme d'images sur du papier. Il peut s'agir de textes, de tableaux, de graphiques, de schémas, de photos, etc.
• Un haut-parleur ou une prise casque, pour entendre des sons.

Équipements de réseau

Les équipements de réseau servent à la communication d'informations entre des appareils informatiques, en particuler à l'envoi d'informations, à la réception, à la retransmission, et au filtrage.

Les communications peuvent se faire par câble, par onde radio, par satellite, ou par fibre optique.

Un protocole de communication est une norme industrielle relative à la communication d'informations. La norme établit autant le point de vue électronique (tensions, fréquences) que le point de vue informationnel (choix des informations, format) ainsi que le déroulement des opérations de communication (qui initie la communication, comment réagit le correspondant, combien de temps dure la communication, etc.).

Selon le modèle OSI - qui comporte 7 niveaux, une norme industrielle (en particulier un protocole de communication) d'un niveau donné peut être combinée avec n'importe quelle norme industrielle d'une couche située en dessus ou en dessous.

Une carte réseau est un circuit imprimé qui sert à recevoir et envoyer des informations conformément à un ou plusieurs protocoles.

Un modem est un équipement qui sert à envoyer des informations sous forme d'un signal électrique modulé, ce qui permet de les faire passer sur une ligne de communication analogique telle une ligne téléphonique.

Le logiciel informatique

Un logiciel est un ensemble d'informations relatives à un traitement automatisé. Un logiciel contient des suites d'instructions qui décrivent en détail les algorithmes en rapport avec un traitement d'informations ainsi que les informations relatives à ce traitement (valeurs clés, textes, images, etc.).

• Un logiciel est stocké sur une mémoire sous la forme d'un ou de plusieurs fichiers informatiques.

Un ensemble d'instructions est appelé un programme informatique.

Un algorithme est une suite d'opérations qui permettent d'obtenir un résultat. L'exécution de la même suite d'opérations (par un humain ou une machine) donnera toujours le même résultat.

Un appareil informatique peut contenir de très nombreux logiciels, organisés en trois catégories :

• logiciel applicatif : un logiciel applicatif contient les instructions et les informations relatives à une activité automatisée. Un ordinateur peut stocker une panoplie de logiciels applicatifs, correspondant aux très nombreuses activités pour lesquelles il est utilisé ;
• logiciel système : un logiciel système contient les instructions et les informations relatives à des opérations de routine effectuées par les différents logiciels applicatifs ;
  • système d'exploitation : le système d'exploitation est un logiciel système qui contient l'ensemble des instructions et des informations relatives à l’utilisation commune du matériel informatique par les logiciels applicatifs ;
• micrologiciel (firmware en anglais) : lors d'une utilisation d'un équipement matériel déterminé - lors d'une opération de routine. Un micrologiciel contient les instructions et les informations relatives au déroulement de cette opération sur l'équipement en question. Un appareil informatique peut contenir de nombreux micrologiciels. Chaque micrologiciel contient les instructions et les informations relatives à tous les traitements qui peuvent être effectués par les équipements d'une série ou d'une marque déterminée.

Un logiciel embarqué, un logiciel libre, un logiciel propriétaire font référence à une manière de distribuer le logiciel. Voir «  ».

Les algorithmes des logiciels font usage des résultats des recherches en intelligence artificielle. Et les logiciels font souvent usage de métaphores : il s'agit d'une pratique du langage qui consiste à expliquer une situation nouvelle en faisant analogie à une situation antérieure et connue. Dans un logiciel qui automatise une activité, les automatismes du logiciel sont présentés sous forme de symboles qui représentent les activités effectués par des « acteurs ». Avant l'automatisation de l'activité, ces acteurs étaient des humains ou des machines.

Les instructions disponibles diffèrent d'un processeur à l'autre. Un logiciel donné peut fonctionner uniquement sur un appareil informatique dont le jeu d'instructions du processeur correspond à celui qui est utilisé par ce logiciel. Le processeur est alors dit compatible avec le logiciel, et inversement.

Logiciel applicatif

Un logiciel applicatif ou application informatique contient les instructions et les informations relatives à une activité automatisée par un appareil informatique (informatisée). Il peut s'agir d'une activité de production (exemple : activité professionnelle), de recherche, ou de loisir.

• Par exemple, une application de gestion est un logiciel applicatif servant au stockage, au tri et au classement d'une grande quantité d'informations. Les traitements consistent en la collecte et la vérification des informations fraîchement entrées, la recherche d'informations et la rédaction automatique de documents (rapports).
• Un autre exemple, un jeu vidéo est un logiciel applicatif servant à jouer. Les traitements consistent en la manipulation d'images et de sons, la création d'images par synthèse, ainsi que l'arbitrage des règles du jeu.

Domaines d'activités informatisées

Lire en ligne : IEEE Computer Society - Keywords.

• Manipulation d'informations administratives : commerciales, financières, légales, industrielles et comptables depuis 1962.
• Ingénierie : en aéronautique, astronautique, chimie (chimie numérique...), électronique, physique.
• Sciences de la vie : biologie, santé.
• Sciences sociales : psychologie, sociologie, économie.
• Design et artisanat : architecture, littérature, musique.
• Conception assistée par ordinateur et fabrication assistée par ordinateur.
• Informatique : génie logiciel.
• Malware ou logiciel malveillant : espionnage, vol d'information, usurpation d'identité.

Logiciel système

Un logiciel système contient les instructions et les informations relatives à des opérations de routine susceptibles d'être exécutées par plusieurs logiciels applicatifs. Un logiciel système sert à fédérer, unifier et aussi simplifier les traitements d'un logiciel applicatif. Les logiciels systèmes contiennent souvent des bibliothèques logicielles.

Lorsqu'un logiciel applicatif doit effectuer une opération de routine, celui-ci fait appel au logiciel système par un mécanisme appelé appel système. La façade formée par l'ensemble des appels systèmes auquel un logiciel système peut répondre est appelée Interface de programmation ou API (acronyme de l'anglais Application programming Interface).

Un logiciel applicatif effectue typiquement un grand nombre d'appels système, et par conséquent peut fonctionner uniquement avec un système d'exploitation dont l'interface de programmation correspond. Le logiciel est alors dit compatible avec ce système d'exploitation, et inversement.

Le système d'exploitation

Le système d'exploitation est un logiciel système qui contient l'ensemble des instructions et des informations relatives à l’utilisation commune du matériel informatique par les logiciels applicatifs.

Les traitements effectués par le système d'exploitation incluent : répartition du temps d'utilisation du processeur par les différents logiciels (multitâche), répartition des informations en mémoire vive et en mémoire de masse. En mémoire de masse, les informations sont groupées sous formes d'unités logiques appelées fichiers.

Les traitements effectués par le système d'exploitation incluent également les mécanismes de protection contre l'utilisation simultanée par plusieurs logiciels applicatifs d'équipements de matériel informatique qui par nature ne peuvent pas être utilisés de manière partagée (voir Exclusion mutuelle).

POSIX est une norme industrielle d'une interface de programmation qui est appliquée dans de nombreux systèmes d'exploitation, notamment la famille UNIX.

L’environnement graphique

L’environnement graphique est le logiciel système qui organise automatiquement l'utilisation de la surface de l'écran par les différents logiciels applicatifs et redirige les informations provenant des dispositifs de pointage (souris). L'environnement graphique est souvent partie intégrante du système d'exploitation.

Le système de gestion de base de données

Une base de données est un stock structuré d'informations.

Un système de gestion de base de données (sigle : SGBD) est un logiciel système dont les traitements consistent à l'organisation du stockage d'informations dans une ou plusieurs bases de données. Les informations sont disposées de manière à pouvoir être facilement modifiées, triées, classées, ou supprimées. Les automatismes du SGBD incluent également des protections contre l'introduction d'informations incorrectes, contradictoires ou dépassées.

Micrologiciel

• Dans un équipement informatique : lors d'une utilisation d'un équipement matériel déterminé - lors d'une opération de routine. Un micrologiciel contient les instructions et les informations relatives au traitement de cette opération sur l'équipement en question. Chaque micrologiciel contient les informations relatives à tous les traitements de routine qui peuvent être effectués par les équipements d'une série ou d'une marque déterminée.
  • BIOS (acronyme de l'anglais Basic Input Output System) est le nom du micrologiciel présent sur les ordinateurs compatibles PC. Il effectue les opérations de routine d'envoi et de réception d'informations de différents équipements qui se trouvent dans l'ordinateur.
• Dans un appareil électronique : les micrologiciels sont utilisés dans de nombreux appareils électroniques pour réaliser des automatismes difficiles à réaliser avec uniquement des circuits électroniques. Par exemple dans des appareils électroménagers (lave-linge, lave-vaisselle) ou les moteurs (calcul de la durée d'injection).

Le micrologiciel est souvent distribué sur une puce de mémoire morte qui fait partie intégrante du matériel en question.

L'informatique appliquée

Le traitement de l'information s'appliquant à tous les domaines d'activité, on pourra les trouver associés au mot informatique. Ainsi, on pourra parler d'informatique médicale si ces outils sont utilisés par exemple dans l'aide au diagnostic, et ce champ d'activité se rapportera plutôt à l'informatique scientifique décrit ci-dessous ; ou bien on parlera d'informatique bancaire ; il s'agira alors des systèmes d'information bancaire qui relèvent plutôt de l'informatique de gestion, de la conception et de l'implantation de produits financiers qui relève plutôt de l'informatique scientifique et des mathématiques, ou encore de l'automatisation des salles de marché qui en partie relève de l'informatique temps réel. On peut schématiquement distinguer les grands différents types suivants :

• l’informatique de gestion : informatique en rapport avec la gestion de données, à savoir le traitement en masse de grandes quantités d'information. L'informatique de gestion a de nombreuses applications pratiques dans les entreprises : manipulation des informations relatives aux employés, commandes, ventes, statistiques commerciales, Journaux de comptabilité générale y compris, en son temps, le calcul du décalage pour les déclarations de TVA à récupérer, auquel M. Balladur a mis fin - gestion de la production et des approvisionnements, gestion de stocks et des inventaires… - Ce domaine est de loin celui qui représente la plus forte activité.

Jusqu'en 1962, la mécanographie, et par la suite la simple mécanisation de la mécanographie connue sous le vocable « informatique fiabilisée par la transistorisation », savait faire tout ce qui est énuméré ci-dessus, sauf de la comptabilité générale avec suivi des créances innové par Le lettrage conversationnel de qualification des écritures, en 1962 en Grandes entreprises.

Gilbert Bitsch, chef de projets à la SACM de Mulhouse, réalisa le premier positionnement de compte sur une tabulatrice IBM 421, un outil de la mécanographie, réalisation qui ouvrait la comptabilité à l'informatique. Cette révolution en gestion mit fin à l'ère des ateliers de machines comptables en grandes entreprises ;

• l’informatique scientifique, qui consiste à aider les ingénieurs de conception dans les domaines de l'ingénierie industrielle à concevoir et dimensionner des équipements à l'aide de programmes de calcul : réacteurs nucléaires, avions, automobiles (langages souvent employés : historiquement le Fortran, de plus en plus concurrencé par C et C++). L'informatique scientifique est surtout utilisée dans les bureaux d'étude et les entreprises d'ingénierie industrielle car elle permet de simuler par la recherche opérationnelle ou par itération ; des scénarios de façon rapide et fiable. La Scuderia Ferrari s'est équipée en 2006 avec un des plus puissants calculateurs du monde afin de permettre les essais numériques de sa voiture de Formule 1 et accélérer la mise au point de ses prototypes ;
• l’informatique embarquée : elle consiste à définir les logiciels destinés à être embarqués dans des dispositifs matériels autonomes interagissant avec leur environnement physique. L'informatique embarquée assure alors parfois le pilotage de systèmes électromécaniques plus ou moins complexes. Elle est ainsi à rapprocher de la production de systèmes informatiques temps réel tant le temps devient une préoccupation clef lorsque l'informatique est acteur du monde réel. Elle trouve aussi ses domaines d'applications dans de nombreux objets de notre vie quotidienne en enrichissant les performances et les fonctionnalités des services proposés. Historiquement d'abord liés à l'aéronautique, le spatial, l'armement, le nucléaire, on en trouve aujourd'hui de nombreuses illustrations dans notre vie quotidienne : automobile, machine à laver, téléphone portable, carte à puce, domotique, etc. ;
• l’ingénierie des connaissances (en anglais knowledge management) : il s'agit d'une forme d'ingénierie informatique qui consiste à gérer les processus d'innovation, dans tous les domaines, selon des modèles assez différents de ceux jusqu'alors employés en informatique de gestion. Cette forme d'ingénierie permettra peut-être de mieux mettre en cohérence les trois domaines gestion, temps réel, et scientifique dans l'organisation des entreprises. Elle s'intéresse plus au contenu et à la qualité des bases de données et de connaissances qu'à l'automatisation des traitements. Elle se développe déjà beaucoup aux États-Unis ;
• il faut enfin citer les applications du renseignement économique et stratégique (intelligence en anglais), qui font appel aux techniques de l'information, notamment dans l'analyse du contexte, pour la recherche d'informations (moteurs de recherche). D'autre part, dans une optique de développement durable, il est nécessaire de structurer les relations avec les parties prenantes, ce qui fait appel à d'autres techniques telles les protocoles d'échange et les moteurs de règles.

Exemples d'applications

• Automatique : appareils de régulation tels le pilote automatique.
• Bio-informatique : outils d'aide dans la recherche en biologie.
• Bureautique : outils d'aide au travail de bureau : rédaction de documents commerciaux et correspondance.
• Calcul parallèle : pour des applications qui demandent de nombreux calculs : prévisions météo ou image de synthèse.
• Cryptographie : déchiffrage d'informations chiffrées par un code secret.
• Domotique : commande d'appareils domestiques et systèmes d'alarme.
• Exploration de données : extraction automatique de connaissances.
• Gestion de contenu : collecte des documents électroniques d'une entreprise : mail, fax, contrats.
• Hypermédias : manipulation de documents de présentation contenant des vidéos, des images et du son.
• Imagerie informatique : création ou manipulation d'images : images de synthèse, traitement d'images, jeux vidéo, simulateurs de vol.
• Informatique décisionnelle : analyses et statistiques en vue d'aide à la décision pour les responsables d'entreprise.
• Informatique de gestion : manipulation en masse de grandes quantité d'informations : listes de clients, des fournisseurs, de produits.
• Informatique industrielle : utilisation dans des chaînes de fabrication industrielles.
• Informatique médicale : manipulations d'images médicales (scanner, échographies), dossiers médicaux.
• Informatique musicale : composition musicale.
• Instrumentation : collecte d'informations provenant de capteurs, lors d'expériences scientifiques.
• Linguistique informatique : correction d'orthographe, traduction automatique.
• Malware : logiciels mal intentionnés qui s'installent et agissent à l'insu de l'utilisateur : vol d'informations, falsification, usurpation d'identité.
• Nanotechnologie : aide à la recherche en nanotechnologie.
• Robotique : pilotage des machines autonomes que sont les robots.
• Télécommunications : transmission d'informations.