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CODEX / CONCEPTS / DÉBUT DE L'INFORMATIQUE

Début de l'informatique

DébutantMAJ 2026-10-09 · #histoire #binaire #fondations #débutant

D'où viennent les ordinateurs ? Binaire, transistors, portes logiques, mémoire, encodages : toute la fondation, de zéro, sans jargon.

D'où vient l'informatique ?

Bien avant les écrans, calculer était un métier : des humains — les « calculateurs » — passaient leurs journées à faire des tables à la main. La mécanisation a pris 300 ans :

DateÉtape
1642Pascaline de Pascal : additionner avec des roues dentées.
1804Métier Jacquard : le motif du tissu est codé sur des cartes perforées — le premier « programme » stocké.
1837Babbage imagine la machine analytique ; Ada Lovelace y écrit le premier algorithme : le logiciel naît avant le matériel.
1936Turing définit ce qu'est « calculer » avec sa machine théorique — le plan de tous les ordinateurs.
1937Shannon montre que l'algèbre de Boole (vrai/faux) se câble en circuits électriques.
1945ENIAC : 17 000 lampes, 30 tonnes. Architecture von Neumann : programme stocké en mémoire.
1947Transistor (Bell Labs) : petit, fiable, peu gourmand — il remplace les lampes.
1971Intel 4004 : le premier microprocesseur, 2 300 transistors. Aujourd'hui : des dizaines de milliards.

Pourquoi tout est en binaire ?

Un ordinateur ne comprend ni les mots ni le décimal : il ne sait que laisser passer du courant, ou non. Deux états stables valent mieux que dix états fragiles : pas d'approximation, pas d'erreur d'interprétation, et des composants ridiculement simples (un interrupteur).

✔ L'unité de base : le bit (binary digit) = un 0 ou un 1. Huit bits forment un octet (byte) : 256 valeurs possibles (0 à 255).

Compter en binaire

Chaque position vaut une puissance de 2 (…128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1). Pour lire 00001101, additionnez les positions à 1 : 8 + 4 + 1 = 13.

DécimalBinaireDécimalBinaire
0000081000
1000191001
20010101010
30011111011
40100121100
50101131101
60110141110
70111151111
◉ python
def vers_binaire(n):
    return bin(n)[2:].zfill(8)  # 8 bits, zéros à gauche

print(vers_binaire(13))   # 00001101
print(vers_binaire(42))   # 00101010  (32+8+2)
print(int('1101', 2))     # 13 — et le retour

Bits, octets et ordres de grandeur

UnitéVautOrdre d'idée
1 octet8 bitsUne lettre
1 ko1 024 octetsUn long texte
1 Mo1 024 koUne photo
1 Go1 024 MoUn film compressé
1 To1 024 GoUn disque familial
⚠ Le piège classique : les débits internet sont en bits (100 Mb/s) mais les fichiers en octets. 100 Mb/s ≈ 12,5 Mo/s : divisez par 8 pour estimer un téléchargement.

L'hexadécimal, le raccourci des pros

Écrire 11011111 est illisible : on regroupe par 4 bits, et chaque groupe devient un seul caractère en base 16 (0-9 puis A=10 … F=15). 1101 1111 → DF.

  • Couleurs web : #FF4D00 = rouge 255, vert 77, bleu 0 (l'orange de ce site).
  • Mémoire & erreurs : adresses comme 0x7FF3A2, codes d'erreur, clés.
  • Règle : 1 chiffre hexa = 4 bits, 1 octet = 2 chiffres hexa.

La logique de Boole et les portes

George Boole (1854) a algébrisé le vrai et le faux. Trois opérations suffisent à tout calculer :

PorteRègleExemple
AND (ET)1 si les deux entrées valent 11 AND 0 = 0
OR (OU)1 si au moins une entrée vaut 11 OR 0 = 1
NOT (NON)Inverse l'entréeNOT 1 = 0
XOR1 si les entrées diffèrent1 XOR 1 = 0

Le miracle : avec XOR (la somme) + AND (la retenue), on additionne. Enchaînez ces demi-additionneurs et vous obtenez une calculatrice complète — puis un processeur.

Du transistor au processeur

Un transistor est un interrupteur commandé électriquement, de quelques nanomètres. Des milliards de transistors forment des portes logiques, qui forment les blocs du CPU :

  • ALU : calcule (additions, comparaisons).
  • Unité de contrôle : orchestre, lit les instructions.
  • Registres : poignées de cases ultra-rapides pour le travail en cours.

Le CPU répète fetch → decode → execute (lire, comprendre, agir) à chaque battement d'horloge : 3 GHz = 3 milliards de cycles par seconde.

La mémoire, une pyramide

Plus c'est proche du CPU, plus c'est rapide — et petit :

NiveauRôle
Registres / CacheLe plan de travail (ko-Mo, quasi instantané)
RAMLe bureau (Go, ce qui tourne сейчас)
SSD / DisqueL'armoire (To, ce qui attend)
✔ Éteindre = vider le bureau : la RAM s'efface, le disque garde. D'où l'intérêt des sauvegardes.

Comment le texte devient des nombres

La table ASCII (1963) numérote 128 caractères : A = 65, a = 97, 0 = 48, espace = 32. « Hi » = 72 105. Unicode / UTF-8 a généralisé à toutes les langues et aux émojis (1 à 4 octets par symbole, compatible ASCII).

◉ python
print(ord('A'), chr(65))          # 65 A
print('Hi'.encode('utf-8'))       # b'Hi' → 72 105
print('é'.encode('utf-8'))        # b'\xc3\xa9' → 2 octets
print(len('🎉'.encode('utf-8')))  # 4 octets

Et les images, le son, les programmes ?

  • Image : une grille de pixels, chacun 3 octets (rouge, vert, bleu de 0 à 255).
  • Son : la hauteur de l'onde mesurée 44 100 fois par seconde (échantillonnage).
  • Programme : du texte source traduit en instructions binaires (compilé : C, Rust — ou interprété : Python), chargé en RAM, exécuté par le CPU.

À vous : 4 mini-exercices

  • 1. Écrivez 13 en binaire sur 8 bits. → 00001101
  • 2. Que vaut 10110 en décimal ? → 16 + 4 + 2 = 22
  • 3. Que vaut FF en hexadécimal ? → 255
  • 4. Quelle porte vaut 1 quand ses entrées diffèrent ? → XOR
✔ Tout juste ? Lisez ensuite Le binaire, Portes logiques, Hexadécimal et ASCII & Unicode pour creuser chaque fondation.