Shaiba Imane
Cours S. Monnoye 2024 - Version complete

Culture
Numerique

Synthese complete + citations + tableau IPv4 + chercheurs 5.5 + QCM 30 questions melangees. Tout ce qui peut tomber a l'exam.

Chapitre 1

Une histoire ancienne

De l'automatisme mecanique aux bases theoriques de l'informatique

L'idee principale

L'informatique a deux racines : l'automatique (faire agir une machine seule) et la mecanique (remplacer la force humaine). Ces deux idees fusionnent pour donner l'ordinateur.

Les premiers automatismes
~300 AEC

Clepsydre de Ctesibios

Horloge a eau regulee par une soupape automatique. Premier automatisme documente : la machine reagit a son environnement sans intervention humaine.

18e siecle

L'arbre a cames

Cylindre a picots (comme une boite a musique) qui pilote des automates mecaniques. Forme primitive de programmation : les picots = les instructions.

1801

Le metier Jacquard

Cartons perfores : trou = 1, pas de trou = 0. Premiere programmation binaire de l'Histoire. 11 000 metiers en France des 1812. Le carton perfore programmera les gros ordis jusqu'aux annees 1970.

1641-1645

La Pascaline

Blaise Pascal : premiere machine a calculer diffusee. Concue pour aider son pere aux calculs comptables repetitifs.

Les fondations mathematiques

Le concept cle : separation fond/forme

Idee la plus fondamentale : on peut separer le contenu d'un message de sa forme physique. Un meme texte peut etre en papier, en Morse, en binaire. C'est la base de tout traitement numerique.

Leibniz (17e s.)Arithmetique binaire : tout peut s'ecrire avec des 0 et des 1
George Boole (19e s.)Algebre du vrai/faux (AND, OR, NOT). Base logique de tous les circuits electroniques
Al-Khwarizmi (9e s.)Donne son nom au mot "algorithme". A compile tous les procedes de calcul connus
Ada Lovelace (19e s.)Premiere a conceptualiser un programme pour la machine de Babbage
David HilbertQuestion : "Existe-t-il une methode mecanique pour resoudre TOUT probleme mathematique ?" -> Non
Godel + Church + TuringDemontrent qu'un algorithme universel est impossible
La machine de Turing (1936) - A retenir absolument

La machine de Turing en simple

  • Une bande infinie divisee en cases (la memoire)
  • Une tete de lecture/ecriture
  • Une unite de controle automatique
  • Peut implementer n'importe quel algorithme

These de Church : tout ce qui est calculable mecaniquement peut etre fait par une machine de Turing. Article fondateur : "On Computable Numbers" (1936).

La 2e Guerre mondiale accelere tout
1934

Les "bombes" polonaises

Allemagne nazie -> systeme Enigma (code change chaque jour). Mathematiciens polonais -> machines "bombes" mecaniques pour tester toutes les combinaisons.

Turing a Bletchley Park

Colossus (dec. 1943)

Second calculateur programmable moderne. Casse les codes Enigma en moins d'une journee. Article de Turing fonde l'informatique en 1936.

1946

L'ENIAC

Premier calculateur a calculer une trajectoire balistique plus vite que le projectile. PAS un ordinateur : on le configurait, on ne le programmait pas. IBM 603 (1946) = 1er calculateur electronique commercialise.

1941

Z3 de Konrad Zuse

Premier calculateur universel programmable. Zuse travaille en Allemagne de facon isolee.

Le "dieu des victoires"

Les calculateurs deviennent symbole de puissance absolue. Commande militaire americaine : 90% de parts de marche annees 1950-60. Le transistor = seule grande invention non militaire, cede gratuitement par Bell Labs.

Chapitre 2

Les generations de l'ordinateur

De l'ENIAC au microprocesseur

L'idee principale

L'ordinateur nait vraiment en 1945 avec von Neumann. Chaque generation rend les machines plus petites, moins cheres, plus puissantes. La loi de Moore resume ce progres exponentiel.

L'architecture de von Neumann (1945)
MEMOIRE
stocke donnees ET programmes
down
Unite de controle
pilote le tout
left-right
Unite arithmetique
calcule
down
Entrees
Sorties

Ce qui est revolutionnaire

  • Programmes et donnees dans la meme memoire -> on change de programme sans recabler
  • Unite de controle interne -> la machine est autonome
  • Von Neumann publie en domaine public (contrat militaire = pas de brevet) -> diffusion libre
  • Architecture de (quasi) TOUS les ordinateurs jusqu'a aujourd'hui
Von NeumannCroise par hasard sur un quai de gare en aout 1944. Rapport EDVAC publie en 1945
Manchester MARK 1Premier programme enregistre execute le 21 juin 1948
"Informatique"Cree en 1962 par Philippe Dreyfus (INFORmation autoMATIQUE)
"Ordinateur"Propose en 1955 par Jacques Perret pour IBM France. A l'origine : Dieu mettant de l'ordre dans l'Univers
Claude ShannonTheorie mathematique de l'information, 1948
IBM fondee1896 par Hollerith "Tabulating Machines Corporation". Nom IBM en 1924
Les 4 generations
Fin 1940s -> fin 1950s

1ere generation

Tubes a vide. Machines enormes, cheres. IBM finance via contrats militaires. Harvard MARK 1 : 16,6m long, 5 tonnes.

A partir de 1959

2eme generation

Transistors (Bell Labs 1947, Nobel 1956, diffuses des 1948). Plus petits, fiables, moins chers.

A partir de 1966

3eme generation

Circuits integres (1958, Kilby & Noyce). IBM : jusqu'a 66% de la production mondiale. PC 1981. Mac 1984.

A partir de 1971

4eme generation

Microprocesseurs. Premier : Intel 4004, 1971. 1er micro-ordi : Micral N (Gernelle, 1972). Apple I : 1976.

La loi de Moore
x2
transistors tous les 2 ans a cout constant (Moore, 1975)
18 mois
doublement puissance brute (forme simplifiee)
1971-2005
ere de la loi de Moore
x1000
gain de puissance sur toute la periode

Loi de Moore : au-dela de la technique

  • C'est un plan de marche pour toute l'industrie, pas une loi physique
  • Cree un cycle d'obsolescence planifiee : nouveaux logiciels gourmands -> nouveau materiel -> ...
  • Loi de Wirth (1995) : "le logiciel ralentit plus vite que le materiel n'accelere" (bloatware)
  • IBM "big blue" cede a Intel + Microsoft "big green"
Dates cles
1947
Invention du transistor
Bell Labs - Nobel 1956, diffuse des 1948
1955
Le mot "ordinateur" est invente
Jacques Perret, philologue, pour IBM France
1958
Invention du circuit integre
Jack Kilby + Robert Noyce (independamment)
1971
Premier microprocesseur : Intel 4004
Debut de l'ere de la loi de Moore
1974
Loi informatique et liberte (USA) + CNIL (France)
Premieres reglementations protection des donnees
1981
IBM lance le PC
Architecture standardisee, "compatibles PC", ordinateur grand public
1984
Macintosh d'Apple
GUI + souris popularises (developpes au Xerox PARC)
Chapitre 3

L'evolution logicielle

Comment le software a pris le dessus sur le hardware

L'idee principale

Dans les annees 1970-2000, le logiciel prend le dessus sur le materiel. Il devient la vraie source de valeur. Les langages evoluent pour etre de plus en plus puissants.

Evolution des systemes
Annees 1950-60On configure la machine. Puis langage machine -> assembleur
Time sharing (1961)Ordis si chers -> on les partage entre utilisateurs. Origine des 1ers systemes bancaires + reservation aerienne
Multitache (1958)Plusieurs taches en parallele sur le meme ordinateur
Unix (1969)Ritchie & Thompson (Bell Labs). Reaction aux OS lourds. Donne Linux (1991) et inspire macOS
CP/M -> PC-DOSIBM choisit PC-DOS de Microsoft -> Microsoft devient la compagnie la plus rentable au monde
Annees 1990Linux (1991), WinNT (1993), MacOS 9 (1999), MacOS X (2001)
Les langages de programmation
1953-1957

FORTRAN

Premier vrai langage utilise. Calcul scientifique.

1958

LISP

Intelligence artificielle. Langage fonctionnel.

1958-1959

ALGOL + COBOL

ALGOL ancetre de Pascal. COBOL : gestion d'entreprise (encore utilise dans des banques).

1963

BASIC

"Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code" - pour debutants. Ancetre Visual Basic, VBscript, VB.Net.

1970

SQL

Langage de manipulation des bases de donnees. Standard mondial encore aujourd'hui.

Deb. 1970s - 1995

C -> C++ -> Java -> JS

C (portabilite). C++ 1985 (+ objet). Java 1995 (+ portabilite). Javascript 1995 (web client). PHP (web serveur, famille C).

Programmation orientee objet

Definir des "classes" (modeles generiques) pour ne pas repeter le meme code. Premier langage OO : Simula (1960). Popularise par Smalltalk (1980). Aujourd'hui, tous les grands langages le supportent.

Framework = bibliotheque de bibliotheques

Eviter de reinventer la roue -> bibliotheques (fonctions reutilisables) -> frameworks. Principes : modularite (separation of concerns) + encapsulation (information hiding).

Premier tableur

Visicalc, commercialise en 1979. Premier logiciel grand public majeur.

Chapitre 4

L'evolution des usages et Internet

Comment Internet est ne et comment le Web a tout change

Les 4 grandes periodes
Avant 1940

Pre-informatique

Pas de notion d'information definie. Chaque bien culturel defini par son support.

1950 -> 1970

Ere IBM - "Big Blue"

1eres generations. Machines plus rapides, moins cheres. IBM domine a 90%.

Fin 1970 -> deb. 2000

Ere Moore - "Big Green"

Hardware vs Software. Puissance x1000. Microsoft domine.

Aujourd'hui

Ere des usages - "Big White"

Valeur = contenus + organisation. Internet + Web. Google domine.

Internet : demystifier les legendes

Internet et le Web sont deux choses differentes

Internet = infrastructure reseau (comme les routes). Le Web = service qui utilise Internet (comme les voitures). Email, FTP, jeux en ligne utilisent aussi Internet.

Legende 1

"Internet est americain"

Partiellement vrai. ARPANet est americain mais Cyclades (France) et d'autres ont contribue. Techniquement : coalition de reseaux.

Legende 2

"Internet est militaire"

FAUX. ARPANet finance par DARPA mais concu pour la recherche scientifique pendant 25 ans.

Legende 3

"Internet est indestructible"

Romantique mais faux. Les vrais risques sont legaux et commerciaux, pas nucleaires.

Licklider, 1962

Le "reseau galactique"

1ere vision d'un reseau mondial : bibliotheques du futur diffusant le savoir via des ordis connectes.

Precurseurs du Web
Vannevar Bush (1945)"Memex" : memoire extensible universelle, base de donnees de toutes les connaissances
Ted Nelson (1963)Forge le mot "hypertexte". Travaille sur Xanadu (systeme mondial hypertextuel)
Hypercard (1987)Logiciel sur Mac issu des travaux de Nelson. Tres influent.
Gopher (1991)Premier systeme de liens serveur a serveur. Croissance de 1000% en 1993.
Chronologie d'Internet - A savoir par coeur
1961
Commutation de paquets theorisee
Leonard Kleinrock. Premier livre en 1964.
1969
Naissance d'ARPANet
4 ordis : UCLA, BBN, UC Santa Barbara, Utah
1973
TCP/IP propose par Cerf & Kahn
Protocole universel pour interconnecter des reseaux heterogenes
1978-1981
Premieres versions d'IP publiees et mises en place
IPv4 : adresses 32 bits, organisees en classes A/B/C/D
1983
ARPANet bascule sur TCP/IP
Separation en MILNET (militaire) + Internet (civil). Internet est ne.
1989
Internet ouvert au grand public
Tim Berners-Lee : 1ere proposition de systeme d'information
1991
Tim Berners-Lee publie HTTP + HTML + lance le WWW
Internet ouvert au secteur prive la meme annee
1993
Le Web se repand massivement
Publications papier sur Internet explosent
1998
IPv6 declare standard
IPv4 (4 milliards adresses) insuffisant -> IPv6 : 3,4x10^38 adresses
Tableau des classes d'adresses IPv4 (1981) - PEUT TOMBER A L'EXAM
ClasseFormatNombre max d'adresses
Classe Aaaa.*.*.* (1 nombre)De l'ordre de 16 millions
Classe Baaa.bbb.*.* (2 nombres)De l'ordre de 65 000
Classe Caaa.bbb.ccc.* (3 nombres)Environ 250
Classe Daaa.bbb.ccc.ddd (4 nombres)Une seule adresse

Pourquoi IPv4 devient insuffisant

32 bits = max 4 milliards d'adresses. Explosion des PC (annees 1980) + ouverture au public (1989) + smartphones -> plus assez. Solution 1993 : CIDR. Solution definitive : IPv6 (128 bits, declare standard 1998).

La convergence numerique

"Un bit est un bit" - Negroponte

Tous types de donnees (texte, son, image, video) -> meme codage binaire -> memes machines, memes memoires, memes reseaux. C'est le multimedia. Conduit au smartphone : telephone + ordi + camera + GPS + radio + TV en un seul objet.

Chapitre 5

L'ere du numerique ambiant

Smartphones, IA, cloud, sobriete numerique et gouvernance

L'informatique mobile
2005
"One laptop per child" -> essor des netbooks
T4 2010
Smartphones depassent PC en nombre de ventes mondiales
80-85%
Part de marche Android debut 2014 (iOS : 10-15%)
ARM
Nouveau leader processeurs mobiles, supplante les fondeurs traditionnels
Cloud et nouveaux modeles economiques
Cloud computingServeurs delivrent un service via Internet a un terminal leger. On paie a l'usage.
SaaSSoftware as a Service : logiciel en ligne par abonnement (ex: Google Docs)
PaaSPlatform as a Service : infrastructure informatique louee
BYODBring Your Own Device : l'utilisateur a toujours un ecran avec lui
ATAWADAny Time, Anywhere, Any Device : acces depuis n'importe ou
StreamingOn loue l'acces (Spotify, Netflix) plutot qu'acheter le bien culturel
Internet des objetsChaque objet materiel acquiert une contrepartie numerique en ligne
Section 5.5 - Horizons technologiques emergents

NBIC - La convergence du futur

Nanotechnologies + Biotechnologies + Informatique + Sciences Cognitives. Ces 4 domaines convergent et soulevent des questions ethiques, politiques et anthropologiques fondamentales.

Web semantique

Au-dela du texte brut

Promu par Berners-Lee depuis 2000. Decrire le sens des donnees pour que les machines comprennent le contenu. Base du "linked data". schema.org (Google, Microsoft, Yahoo, Yandex).

Neuromorphic computing

Ordinateurs qui imitent le cerveau

Travaux de Dharmendra Modha chez IBM. Projet SyNAPSE. Puces imitant les reseaux neuronaux. Consomment beaucoup moins d'energie.

IA generative

GPT-4, DALL-E, Midjourney

Generent texte, images, sons avec qualites creatives. Relancent le debat du test de Turing (1950) : "Computing Machinery and Intelligence".

Transhumanisme

L'homme augmente

Interfaces cerveau-machine : Neuralink (Elon Musk), Synchron, CTRL-Labs (Meta). Realite augmentee (Meta, Apple). Kurzweil : singularite technologique vers 2045.

Biotechnologies

CRISPR-Cas9 et ADN

George Church (Harvard) + Jennifer Doudna (Berkeley) sur l'edition genomique. "DNA Storage" de Microsoft Research : stocker des donnees dans l'ADN.

Sobriete numerique

~4% des emissions mondiales

Empreinte energetique reelle et croissante. Mouvement "low-tech" (Philippe Bihouix), "right to repair", Fairphone. Microsoft teste des data centers sous-marins.

Chercheurs cles du chapitre 5.5 - Peuvent etre cites a l'exam
Raymond Kurzweil
Futuriste / IA
Singularite technologique vers 2045. L'IA depasserait l'intelligence humaine.
Yoshua Bengio
IA - Univ. Montreal
IA capable de raisonnement causal et apprentissage par transfert. Efficacite energetique.
Douglas Engelbart
Pionnier informatique
"Augmentation de l'intellect humain" (1962). Inventeur de la souris. Le numerique doit augmenter l'Homme.
Dharmendra Modha
IBM - Neuromorphic
Projet SyNAPSE : puces imitant le cerveau humain.
Bernard Stiegler
Philosophe
Technologies = "pharmacologie" : remede et poison selon notre usage collectif.
Ostrom / Benkler
Economie / Droit
"Communs numeriques" : infrastructures gouvernees democratiquement (ex: Mastodon, Wikipedia).
Brynjolfsson & McAfee
Economistes
"The Second Machine Age" : l'automatisation cognitive affecte les domaines creatifs, juridiques, medicaux.
David Autor
Economiste
Les revolutions technologiques creent de nouvelles niches d'activite plutot que de supprimer des emplois.
Philippe Bihouix
Low-tech
"L'age des low tech" : developpement technologique frugal, durable, reparable.
Francis Fukuyama
Philosophe politique
Critique du transhumanisme : menace pour l'egalite si les technologies d'augmentation ne profitent qu'a une elite economique.
Andy Clark / Donna Haraway
Sciences cognitives
L'hybridation avec la technologie est une extension de notre nature techno-culturelle, pas une rupture.
E.F. Schumacher / Kentaro Toyama
Technologies appropriees
Adapter les solutions technologiques aux contextes specifiques plutot qu'imposer des modeles uniformes.
Gouvernance technologique - 3 modeles

3 modeles s'affrontent

  • Modele europeen : RGPD + AI Act - reglementation preventive, principe de precaution
  • Modele americain : autoregulation industrielle, intervention etatique minimale
  • Modele chinois : developpement tech integre dans une strategie nationale coordonnee

La conclusion du cours

Technologies numeriques = "pharmacologie" (Stiegler) : remede ET poison potentiel. L'avenir n'est pas ecrit. Il faut une culture numerique reflexive - ni technophile aveugle ni technophobe. Dialogue entre innovation et reflexion critique.

Hors-chapitre

Les 6 citations des chapitres

Les auteurs, les contextes, ce que chaque citation illustre

Pourquoi memoriser les citations ?

Ton prof a choisi chaque citation pour illustrer l'esprit du chapitre. Une question QCM peut demander qui a dit quoi, ou a quel domaine appartient l'auteur.

"Automation will continue to disrupt industries and change the nature of work."
Satya Nadella
President-directeur general de Microsoft - Ouverture Chapitre 1 (Une histoire ancienne)

Ce que ca illustre

L'automatisation (theme du ch.1) est une constante historique depuis les pièges de chasseurs. Nadella ancre l'histoire ancienne dans le present : l'automatisation continue de transformer le travail.

"The digital revolution is far more significant than the invention of writing or even of printing."
Douglas Engelbart
Inventeur de la souris, pionnier de l'informatique - Ouverture Chapitre 2 (Generations de l'ordinateur)

Ce que ca illustre

La naissance de l'ordinateur (ch.2) = revolution comparable a l'ecriture. Engelbart est aussi l'auteur du concept d'"augmentation de l'intellect humain" (1962).

"Computing is not about computers anymore. It is about living."
Nicholas Negroponte
Fondateur du MIT Media Lab - Ouverture Chapitre 3 (Evolution logicielle)

Ce que ca illustre

Le logiciel (ch.3) envahit tous les aspects de la vie. Negroponte est aussi l'auteur de "L'homme numerique" (1995) et la formule "un bit est un bit" (convergence numerique).

"The digital world is a mirror of the physical world, and it's up to us to shape it."
Tim Berners-Lee
Inventeur du World Wide Web - Ouverture Chapitre 4 (Evolution des usages)

Ce que ca illustre

Internet et le Web (ch.4) ne sont pas des forces naturelles autonomes : ils refletent nos choix collectifs. Berners-Lee insiste sur notre responsabilite de les faconner.

"We are at the beginning of a revolution that is fundamentally changing the way we live, work, and relate to one another."
Klaus Schwab
Ingenieur et economiste allemand, createur du Forum Economique Mondial (Davos) - Ouverture Chapitre 5

Ce que ca illustre

Le numerique ambiant (ch.5) transforme profondement tous les aspects de la societe. Schwab est l'inventeur du concept de "4eme revolution industrielle".

"AI is likely to be either the best or worst thing to happen to humanity."
Stephen Hawking
Physicien theoricien et cosmologiste - Ouverture section 5.5.3 (IA generative)

Ce que ca illustre

La tension centrale du ch.5.5 sur l'IA generative : entre opportunite extraordinaire et risque existentiel. Rejoint la "pharmacologie" de Stiegler.

Auteurs importants a ne pas confondre
NegroponteMIT Media Lab. "L'homme numerique". "Un bit est un bit". Convergence numerique.
Norbert Wiener"Cybernetique et societe" (1952). La societe se reorganise autour de l'information.
Patrice Flichy"L'imaginaire d'Internet". Histoire sociale d'Internet.
Christian Huitema"Et Dieu crea l'Internet". Pere de l'Internet francais. Concept d'"effet de famille".
Philippe Breton"Histoire de l'informatique". Source principale du cours.
Bernard StieglerPhilosophe. Technologies = "pharmacologie" (remede + poison).
Klaus SchwabForum de Davos. 4eme revolution industrielle.

QCM d'entrainement

30 questions - Tous chapitres + citations + IPv4 - Questions melangees a chaque session

Question 1 / 30
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Resultat