The Informatique reference article from the French Wikipedia on 27-Jul-2004
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Informatique

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L'ENIAC

Le terme informatique désigne la gestion automatisée de l'information par ordinateur. Il a été créé en 1962 par Philippe Dreyfus à partir des mots « information » et « automatique ». Par extension, il désigne aussi bien le matériel que la conception et l'administration de la partie immatérielle d'un ordinateur, les logiciels.

La langue anglaise n'utilise guère ce concept, préférant désigner de noms distincts ce qui ressort du fonctionnement des ordinateurs et de leurs programmes (Computer science) et ce qui est du domaine de la mise en pratique des traitements (Data processing).

Alors que des professions aussi diverses que concepteur, développeur, technicien de maintenance matérielle ou logicielle ou directeur d'un centre de calcul relèvent bien du domaine de l'informatique, il n'est pas usité de nommer informaticiens ceux qui les pratiquent. Le terme désigne plus souvent ceux qui conçoivent, déploient et mettent en œuvre des solutions.

L'informatique est un domaine relativement nouveau avec des racines dans l'électronique, les mathématiques, la logique et la linguistique. C'est dans la seconde moitié du XXe siècle que l'informatique a été reconnue comme une discipline à part entière et a développé ses propres méthodes et sa propre méthodologie.

On demandait à Donald Knuth dans les années 80 s'il valait mieux selon lui rattacher l'informatique (computer science) dans le génie électrique - ce qui est souvent le cas dans les universités américaines - ou dans un département de mathématiques. Il répondit : "Je la classerais volontiers entre la plomberie et le dépannage automobile" pour souligner le côté encore artisanal de cette jeune science.

Table of contents
1 Approche fonctionnelle de l'informatique
2 Approche organisationnelle
3 Histoire de l'informatique
4 Matériel
5 Logiciel
6 Traitement de l'information
7 Approches scientifiques
8 Annexes

Approche fonctionnelle de l'informatique

Comme énoncé ci-dessus, l'informatique est le traitement automatisé de données par un appareil électronique, l'ordinateur ; les germanophones parlent de elektronische Daten Verarbeitung / EDV (« traitement électronique de données »), les anglophones d'information technology / IT (« technologies de l'information »), c'est-à-dire :

La conversion de ces informations en nombre pose le problème de l'encodage et des formats normalisés (par exemple représentations des nombres entiers ou à virgule flottante, format ASCII, Unicode, TeX ou RTF pour les textes, format bitmap, dessin vectoriel, JPEG, PNG... pour les images fixes, format QuickTime, MPEG pour les vidéos)...

Approche organisationnelle

L'informatique pour l'organisation est un élément d'un système de traitement d'information (les entrées peuvent être des formulaires papier par exemple) et d'automatisation. Depuis Henry Ford, l'automatisation des tâches ayant été identifiée comme un avantage concurrentiel, la question est : que peut-on automatiser ?

Autant il est relativement facile d'automatiser des tâches manuelles, autant il est difficile d'automatiser le travail intellectuel et parfois créatif. L'approche de l'informatique dans une organisation commence donc par l'élucidation des processus, c'est à dire modéliser le métier. Après validation, la MOA (Maîtrise d'Ouvrage) fournir les spécifications fonctionelles de (l'ouvrage) qui vont servir de référence dans la conception pour la Maîtrise d'œuvre.

Les échanges entre MOA et MOE ne se résument pas à la maîtrise des chantiers (tenu des délais et coûts et validation des livrables), la MOA et la MOE sont garantes (éventuellement responsables sur un plan juridique) de la cohérence des [système d'information|systèmes d'information], et de l'adéquation des solutions informatiques avec les problèmes utilisateurs finaux initialement constatés.

Histoire de l'informatique

Depuis des millénaires, l'Homme a créé et utilisé des outils l'aidant à calculer (abaque, boulier...). Les premières machines — mécaniques — apparaissent donc entre le XVIe et le XVIIe siècle. La première machine à calculer mécanique réalisant les quatre opérations est celle de Wilhelm Schickard au XVIe siècle, mise au point notamment pour aider Kepler à établir les tables Rodolphines d'Astronomie. Blaise Pascal réalisera également une machine à calculer mécanique à la même époque.

Cependant, il faudra attendre la définition du concept de programmation (illustrée en premier par Jacquard avec ses métiers a tisser à cartes perforées, suivi de Boole et Ada Lovelace pour ce qui est de la théorie mathématique et de la programmation) pour disposer d'une base permettant d'enchaîner des opérations élémentaires de manière automatique.

L'ère des ordinateurs modernes commença avec les développements de l'électronique pendant la Seconde Guerre mondiale, ouvrant la porte à la réalisation concrète de machines opérationnelles (des tentatives précédentes, entièrement mécaniques, avaient échoué en raison de la complexité de la réalisation de telles machines). Au même moment, Alan Turing théorise le premier ce qu'est un ordinateur, avec son concept de machine universelle de Turing.

La miniaturisation des composants et la réduction des coûts de production, associées à un besoin de plus en plus pressant de traitement des informations de toutes sortes (scientifiques, financières, commerciales...) a entraîné une diffusion de l'informatique dans toutes les couches de l'économie comme de la vie de tous les jours.

Voir article détaillé: Histoire de l'informatique

Matériel

On utilise également le terme anglais hardware (littéralement « quincaillerie ») pour désigner le matériel informatique. Un ordinateur est un ensemble de circuits électroniques permettant de manipuler des données sous forme binaire, en les représentant par des variations du signal électrique. On distingue généralement l'unité centrale qui est un boîtier contenant la carte mère, l'alimentation, des unités de stockage… et les périphériquess externes comme l'imprimante, l'écran, le scanner

On peut également trouver des composants informatiques dans bien d'autres appareils : le domaine de l'informatique embarquée, les cartes à puces, l'informatique industrielle

Article détaillé : Matériel informatique

Logiciel

Le logiciel désigne la partie à première vue immatérielle de l'informatique, l'organisation et le traitement de l'information : les programmes. On s'est en effet vite rendu compte que des machines techniquement très avancées pour leur époque, comme la Bull Gamma 60, restaient invendables tant qu'on n'avait pas de programmes à livrer pour les rendre immédiatement opérationnelles. IBM lança entre 1968 et 1973 une sorte d'ancêtre du logiciel libre avec son ordinateur 1130, politique qui assura à celui-ci par effet boule de neige un succès immédiat et planétaire, mais les conclusions d'un procès antitrust lui interdirent de distribuer bénévolement du logiciel.

On classe les logiciels en libre et propriétaire, bien que les deux soient parfois panachés à des degrés divers. Certains ont une fonction bureautique ou multimédia comme par exemple les jeux vidéo. Certains logiciels ont acquis des noms connus de tous.

Le noyau du système d'exploitation crée le lien entre le matériel et le logiciel. Un logiciel, quand il est fourni sous sa forme binaire, serait utilisable uniquement avec un système d'exploitation donné (car il en utilise les services), et ne fonctionnerait que sur un matériel spécifique (car il en utilise le code d'instructions). Une conception plus récente, depuis le milieu de années 80, consiste à distribuer les logiciels tous binaires confondus, et à les munir d'un système de licences par jetons ou tokens permettant l'usage de N copies simultanées du logiciel sur le réseau, tous matériels confondus. Cette approche est majoritaire dans le monde UNIX.

À l'initiative de Richard Stallman et du GNU, une mouvance de programmeurs refuse cette logique, se mue en concepteurs inventifs et se lancent dans le développement d'émulateurs:

Une bonne partie des logiciels actuels fonctionnent dans un environnement graphique pour interagir avec l'utilisateur.
Le terme anglais est software, à l'origine un jeu de mot entre hardware (« quincaillerie », pour désigner le matériel) et l'opposition soft/hard (mou/dur), opposition entre le matériel (le dur) et l'immatériel (le mou).Les traductions françaises matériel et logiciel rendent parfaitement cette opposition et cette complémentarité.

Le logiciel réalise normalement une fonction attendue de ses utilisateurs. Néanmoins, des effets secondaires (parfois nommés par contresens de traduction effets de bord) existent. Parfois même certains logiciels sont destinés à nuire, comme les virus informatiques, nommés en anglais, par analogie avec software : malware (qu'on pourrait traduire par le néologisme nuisiciel).

La création des logiciels

Un projet informatique s'inscrit dans un cycle de développement, qui définit les grandes étapes de la réalisation (planification), de la manière dont on passe d'une étape à l'autre (modèle incrémental, en V, en spirale...). Pour les petits projets (ou les petites équipes de développement), cette réflexion est souvent négligée (on se répartit les modules et chacun développe dans son coin). Ceci est une cause fréquente d'erreurs (bogues) et de non-conformité (le produit final n'est pas conforme aux attentes de l'utilisateur). Mais même les énormes projets, avec beaucoup de moyens, sont victimes de cette négligence ; ainsi, l'échec du premier vol d'Ariane V fut dû à un problème de logiciel...

Un projet comprend les étapes suivantes :

Entre chacune de ces phases, on peut avoir une étape de recette, où le client va valider les choix et les propositions du maître d'œuvre.

La phase de programmation consiste à décrire le comportement du logiciel à l'aide d'un langage de programmation. Un compilateur sert alors à transformer ce code écrit dans un langage informatique compréhensible par un humain en un code compréhensible par la machine, le résultat est un exécutable. On peut également, pour certains langages de programmation, utiliser un interpréteur qui exécute un code au fur et à mesure de sa lecture, sans nécessairement créer d'exécutable. Enfin, un intermédiaire consiste à compiler le code écrit vers du bytecode. Il s'agit également d'un format binaire, compréhensible seulement par une machine, mais il est destiné à être exécuté sur une machine virtuelle, un programme qui émule les principales composantes d'une machine réelle. Le principal avantage par rapport au code machine est une portabilité théoriquement accrue (il "suffit" d'implanter la machine virtuelle pour une architecture donnée pour que tous les programmes en bytecode puissent y être exécutés), portabilité qui a fait, après sa lenteur, la réputation de Java. Il convient de noter que ces trois modes d'exécution ne sont nullement incompatibles. Par exemple, OCaml dispose à la fois d'un interpréteur, d'un compilateur vers du bytecode, et d'un compilateur vers du code natif pour une grande variété de processeurs. Une fois écrit (et compilé si nécessaire) le code devient un logiciel.

Au cours de la programmation et avant la livraison du produit final, le programme est testé afin de vérifier qu'il fonctionne bien (y compris dans des cas d'utilisation en mode dégradé) et qu'il est conforme aux attentes de l'utilisateur final. Les tests intermédiaires permettent de s'assurer que chaque module de code réalise correctement une fonction : ce sont les tests unitaires. Les tests finaux qui vérifient le bon enchaînement des modules et des traitements sont des tests d'intégration.

Les applications demandant un haut niveau de sûreté de fonctionnement, les tests sont précédés d'une étape de vérification, où des logiciels spécialisés effectuent (généralement sur le code source, mais parfois aussi sur le code compilé) un certain nombre d'analyses pour vérifier partiellement le bon fonctionnement du programme. Il n'est toutefois pas possible (et des théorèmes mathématiques montrent pourquoi), de garantir la parfaite correction de tout logiciel par ce moyen, et la phase de test reste donc nécessaire. Elle se complète aussi, lorsqu'il s'agit d'une évolution d'une application existante, de nombreux tests automatisés de non-régression.

Statistiques : la création d'un logiciel est une tâche ardue; environ 31% des projets informatiques sont abandonnés avant d'être terminés, plus de 50% des projets coûtent 200% du coût initialement estimé et seulement 15% des projets finissent dans les temps et selon le budget défini. Les besoins de seule maintenance de l'existant peuvent prendre jusqu'à 50% des effectifs d'une équipe chargée d'un logiciel (or c'est là une fonction pénible, ingrate, peu valorisante, et qui rebute et démotive les bons programmeurs).

Traitement de l'information

L'information, pour être traitée, doit être :

Échanges de données : protocoles et normes

Les protocoles définissent une manière de procéder, notamment pour codifier la façon dont deux entités communiquent (modules ou couches logicielles, périphériques, etc.). On parle notamment de
protocole de communication lorsqu'on veut définir des mécanismes de contrôle sur la manière dont l'échange d'information est réalisé.

Un protocole peut ainsi définir :

Certains protocoles sont définis par des normes pour permettre l'interopérabilité des matériels ou de logiciels les mettant en œuvre. D'autres normes définissent, toujours dans le domaine de l'échanges de données :

Stockage des données

En matière de stockage d'information, on distingue les dispositifs permettant de l'enregistrer physiquement (périphériques et composants) de la manière dont on structure et représente l'information pour faciliter son traitement.

Mémoire de masse

Carte perforée
Bande magnétique
Disquette
Disque dur
Zip, (DD amovible)
Mémoire flash
CD-ROM et CD/RW
DVD-ROM, DVD-RW, DVD+RW, DVD-RAM
Support réseau

Mémoire volatile

RAM

Organisation des données en vue du stockage

Formats (extensions) de fichiers
Système de fichiers
Base de données
Annuaire


Approches scientifiques

L'informatique n'est pas plus la science de l'ordinateur que l'astronomie n'est celle du télescope.
-- Edsger Dijkstra

En dehors des aspects industriels et technologiques décrits jusqu'ici, l'informatique comporte également des aspects de discipline scientifique.

Algorithmique
Algèbre de Boole
Calculabilité
Géométrie algorithmique
Lambda-calcul
Logique
Model checking
Théorie de l'information
Théorie des graphes
Théorie de la complexité

Applications

Bio-informatique
Calcul parallèle
Cryptographie
Exploration de données (data mining)
Informatique grand système (mainframe)
Informatique industrielle
Intelligence artificielle
Interface homme-machine
Micro-informatique
Synthèse d'images
Traitement du signal et Traitement d'images

Annexes