Ordinateur, algorithmique et programmation

L’ordinateur est un objet « intelligent » qui peut réaliser de nombreuses fonctions telles que regarder un film, écrire une lettre sur un logiciel de traitement de textes, surfer sur Internet, jouer à un jeu vidéo, utiliser des logiciels spécifiques (3D, traitement du son, de l’image), etc.
Chacune de ces utilisations demande énormément de ressources : puissance, vitesse, capacité de stockage, qualité du son et de l’image, etc.
Il faut donc des composants informatiques remplissant ses fonctions.

• L’unité centrale : boîtier regroupant les différents composants et permettant leur cumul et leur branchement.
  Dans certains ordinateurs, tels que les portables ou les PC tout en un, l’unité centrale est derrière ou sous le clavier.
  •    L’alimentation : aussi nommé bloc d'alimentation, elle récupère l’énergie électrique venant de la prise de courant et qui transforme et renvoie cette énergie aux différents éléments. Si l’alimentation « grille » (c’est-à-dire qu’elle ne fonctionne plus), alors l’ordinateur ne peut pas s’allumer.
  •    La carte mère et le processeur : la carte-mère accueille les différentes cartes et autres composants du PC, qui sont soudés ou clipsés dessus. Elle va aussi organiser le flux d’information et calculer les choses à faire grâce à son processeur. Le processeur est le « cerveau » de l’ordinateur, c'est lui qui effectue les calculs et opérations complexes.
  •    La carte vidéo : c’est une carte secondaire qui a de l’importance si l’utilisation de l’ordinateur est orientée vers la vidéo et les jeux (plus les jeux vidéos sont « gourmands » en image, plus la carte à tendance à être conséquente !). Elle n’est pas obligatoire car souvent la carte mère peut assurer ces fonctions.
  •    La carte son : c’est la même chose que la carte vidéo mais pour le son, elle améliore la qualité du son et permet une connectique (les branchements) vers des appareils spéciaux comme des home cinéma. Elle n’est pas obligatoire car souvent la carte mère peut assurer ces fonctions.
  •    La carte réseau : idem que les deux dernières, c’est une carte spécifique qui permet une fonction particulière. Ici il s’agit d’envoyer, de recevoir et de calculer des informations via un ou plusieurs types de réseau (Wifi, Ethernet, Bluetooth, etc.). Elle n’est pas obligatoire car souvent la carte mère peut assurer ces fonctions.
  
  

•    Le disque dur ou le SSD : Il a pour fonction de stocker les informations sur l’ordinateur de façon permanente (même quand il est éteint), il en existe différents types avec une capacité de stockage, et une rapidité qui peuvent beaucoup varier. Le disque dur est généralement moins cher et moins performant que le SSD.
•    La mémoire RAM (Random Access Memories) est une mémoire « temporaire » (ou dite volatile), elle permet de stocker une information instantanément et de l’effacer immédiatement. Elle est utile en permanence : par exemple cliquer quelque part avec la souris est une information qui va être enregistrée pour être traitée instantanément ! Elle est beaucoup plus performante que le disque dur et le SSD, mais a le défaut de s'effacer quand on coupe le courant.
•    L’écran : il permet de visualiser les informations qui passent dans l’ordinateur, évidement ces informations sont adaptées à l’utilisateur, nous ne voyons pas les calculs réalisés dans le processeur.
•    Le clavier / la souris / un joystick : sont des périphériques externes (par défaut, des appareils qui ne sont pas à l’intérieur de l’unité centrale), ils permettent à l’humain d’interagir avec la machine.

L'écran, le clavier et la souris forment l'IHM, interface homme-machine, de base d'un ordinateur. Ce sont les éléments nécessaires à l'interaction entre l'ordinateur et l'utilisateur.

•    Le ou les ventilateurs : ce sont des éléments qui ont toute leur importance car, sans eux, l’ordinateur surchaufferait ! Ils permettent de diriger l’air chaud produit par les composants (surtout le processeur !) vers l’extérieur. Il faut veiller à ce qu’il n’y ait pas trop de poussière dessus, ni devant la trappe de sortie d’air, sinon cela peut endommager gravement l’ordinateur.
Sur les ordinateurs les plus coûteux, il existe des systèmes de refroidissement encore plus sophistiqués et plus efficaces que le ventilateur (refroidissement par circuit liquide par exemple).
•    Les lecteurs/graveurs de CD/DVD/Blue-Ray : ils permettent la lecture et l’écriture (quand cela est possible) de CD, de DVD, et de Blue-Ray. Ils sont directement reliés à la carte mère.
Ils peuvent être intégrés dans la carte mère (périphérique interne), ou externe.
•    Les ports USB : sont des connecteurs permettant l’échange d’information avec un appareil USB externe (clés USB, disques durs externes, imprimantes, etc.)
•    Les lecteurs de cartes SD, mini-sd : idem au port USB, mais avec un format de carte différent.

Un algorithme est une suite finie d’opérations ou d’instructions permettant de résoudre un problème ou d’obtenir un résultat. Le mot algorithme vient du nom latinisé du mathématicien perse Al-Khawarizmi. Le domaine qui étudie les algorithmes est appelé l’algorithmique.

On retrouve aujourd’hui des algorithmes dans de nombreuses applications telles que le fonctionnement des ordinateurs, la cryptographie, le routage d’information, la planification et l’utilisation optimale des ressources, le traitement d’image, le traitement de texte, etc. 

Les programmes écrits en langage informatique, de par leur structure, sont des algorithmes d’où l’utilisation de ce vocabulaire. On mesure l’efficacité d’un programme informatique, notamment, par sa durée de calcul, par sa consommation de mémoire RAM (en partant du principe que chaque instruction a un temps d’exécution constant), par la précision des résultats obtenus et par l’utilisation optimale du CPU (processeur de l’ordinateur).

Dans le domaine de l’informatique, la programmation est l’ensemble des activités qui permettent l’écriture des programmes. C’est une étape importante du développement de logiciels. Pour écrire un programme, on utilise un langage de programmation. Voici quelques exemples de langages de programmation très utilisés : Python, C, C++, Java, JavaScript et PHP.

Un logiciel est un ensemble de programmes (qui peuvent être écrits dans des langages de programmation différents) dédié à la réalisation de certaines tâches par un (ou plusieurs) utilisateurs du logiciel. Ecrire un programme se dit « coder ». Pour cela, il faut maîtriser un langage en utilisant un logiciel que l’on appelle console qui permet d’écrire en texte des phrases de code, par le biais d’une interface graphique plus intuitive et accessible. On y assemble des blocs d’instructions visuellement sans se soucier de connaître ou non le langage ce qui permet d’aborder la logique de la programmation orientée objet, par exemple le logiciel Scratch. On notera aussi la notion de langage compilé ou interprété. 

Pour structurer et modéliser une programmation, on utilise dans un premier temps des schémas comme l’algorigramme ou un logiciel permettant de faire de l’UML (langage de modélisation unifié).