Dans l’article précédent L’ordinateur sous la loupe, je t’ai expliqué que les ordinateurs sont composés de milliards de composants électroniques appelés « transistors » qui agissent comme des interrupteurs marche/arrêt.

« C’est bien beau tout ça mais comment on arrive à faire des trucs sophistiqués comme du texte ou de la vidéo avec du son à partir de ces petits interrupteurs ?? »

Très bonne question et je te remercie de me l’avoir posée !😉 Je vais y répondre mais pour que tu comprennes, je vais d’abord t’expliquer quelques subtilités. Les bits n’ont aucune valeur intrinsèque et sont dépourvus de sens, tout comme un interrupteur n’a aucune raison d’être s’il n’est pas connecté à un câble, une source d’électricité et une ampoule. Dans ce cas, le système composé de ces éléments remplit une fonction : celle de fournir de la lumière. De la même manière, un ordinateur n’a aucun sens pour nous sans écran, clavier et autres appareils qu’on appelle des…

Périphériques

L’une des nombreuses fonctions d’un ordinateur est de pouvoir créer des documents numériques, de les enregistrer et de les imprimer. Pour ce faire, en plus d’un ordinateur, il faut donc au minimum :

Remarque : le disque dur est un périphérique qui se trouve à l’intérieur de l’ordinateur. C’est ainsi un périphérique interne. Les trois autres sont des périphériques externes (qu’on connecte à l’ordinateur). On peut bien sûr trouver des disques durs externes. Sans disque dur pour conserver tes fichiers, l’ordinateur « oublie » tout ce que tu crées avec dès que tu l’éteins. Le disque dur permet donc d’enregistrer tes fichiers de manière permanente. C’est le même principe que quand tu joues à un jeu vidéo et que tu dois faire des sauvegardes. Si tu éteins la console sans sauvegarder ta partie, PAF elle est perdue… POUR TOUJOURS !!!

Derrière cet exemple apparemment tout bête et pas très sophistiqué se cachent de nombreux dialogues effectués en plusieurs « langages » différents et des traductions sont réalisées à la vitesse de l’éclair :

• Tu communiques avec ton ordinateur via un interprète — ton clavier — en tapant sur ses touches et l’ordinateur comprend et fait ce que tu lui demandes.
• L’ordinateur sait même parler à l’écran dans sa propre langue pour lui demander d’afficher le résultat de ce que tu lui as demandé.
• L’ordinateur est très fort pour effectuer toutes sortes de calculs compliqués, mais une fois éteint, il oublie tout comme un poisson rouge. Donc il se charge aussi de parler avec un périphérique mémoire (disque dur, clé USB ou autre) pour lui demander de mémoriser ton document de façon permanente.
• Il est tellement doué en langue qu’il va même, sous tes ordres, discuter avec l’imprimante pour lui ordonner de mobiliser son encre et son papier pour imprimer ton joli document sur lequel tu as bossé des heures et des heures, tout ça pour te faire plaisir et sans rien demander en retour que d’un peu d’amour et de courant électrique. Alors avant d’insulter ton ordinateur la prochaine fois qu’il bug, pense à tout ce qu’il fait pour toi et dans plusieurs langues et à la vitesse de l’éclair… Et ensuite, c’est bon, tu peux l’insulter.

En réalité, l’ordinateur n’est qu’une bête machine : il ne sait pas ce qu’est une image, un texte ou un son. Il ne comprend que les bits. Ça, ça lui parle ! L’écran affiche des images et du texte, mais il ne sait pas non plus ce que c’est. Lui, il réfléchit pas, il reçoit des bits et allument ses pixels qui forment une image qui n’a de sens que pour toi, humain. Donc sois tranquille, tu peux regarder tout le contenu que tu veux, ton ordinateur ne te jugera pas (ni ton écran, ni ta webcam, etc.). De toute façon, il s’en fout royalement et ne comprend rien à tous ces trucs d’humain. Il est bien trop occupé à traiter tous les signaux qu’il reçoit, à savoir communiquer avec des périphériques qui eux vont interagir avec tes 5 sens (diffusion de vidéo, impression de documents, capture de touches, etc.). Et cette communication se fait exclusivement en langage binaire (les bits). Seules les impulsions électriques n’ont de sens pour un ordinateur, donc il va faire tout ce que lui demandes avec ça. Et toute information qui vient du monde « réel » (ou du moins de notre perception du monde réel) tels que les sons, les couleurs, etc. devront lui être traduits en bits. Ces bits sont ensuite re-traduits en sons, couleurs, etc. pour qu’on puisse les comprendre et faire quelque chose avec. La grande force d’un ordinateur est donc sa rapidité. Bien qu’il soit bien plus rudimentaire qu’un cerveau humain, il peut effectuer des milliards de calculs par seconde, ce que nous ne pouvons malheureusement pas faire, même avec 160 de Q.I. comme Albert Einstein.

Sur l’image ci-dessus, les bits sont représentés en suite de 1 et 0 de couleur verte et une flèche indique la direction dans laquelle ils vont. Par exemple, l’ordinateur envoie des bits à l’écran pour former une image mais l’écran n’envoie rien à l’ordinateur. Il ne fait que recevoir. On appelle ce genre de périphérique un périphérique de sortie. A contrario, l’ordinateur reçoit des bits du clavier et n’en envoie pas. C’est donc un périphérique d’entrée. Le disque dur, quant à lui, reçoit les données à mémoriser de l’ordinateur et les envoie à l’ordinateur quand on veut lire ces données — il s’agit d’un périphérique d’entrée/sortie.

« Youpi. Mais comment il fait l’ordinateur, pour transformer toute cette complexité en bits ??? »

Des bits à la réalité (et vice-versa)

Inutile d’appeler un exorciste ! Aucune sorcellerie n’est utilisée dans ce genre de processus ! D’ailleurs, ce n’est pas l’ordinateur qui traduit ces informations du monde réel en bits, mais ce sont les périphériques externes qui s’en chargent. L’ordinateur, lui, se concentre sur ce qu’il fait de mieux : traiter des bits. Prenons l’exemple du clavier : chaque touche est un interrupteur. À chaque pression de touche, un signal électrique spécifique est envoyé à l’ordinateur. L’ordinateur reçoit ces différents signaux (bits) et se débrouille pour les interpréter et effectuer la bonne action en fonction du programme qu’il est en train d’exécuter. Le fonctionnement d’une souris est similaire, sauf qu’on aura une quantité plus limitée d’ »interrupteurs » (2 à 3 boutons, en général, en comptant la molette).

Autre exemple avec, cette fois, un périphérique de sortie : les haut-parleurs. Pour que ton ordinateur puisse émettre des sons et diffuser de la musique, il faut lui connecter des haut-parleurs (à moins que ces derniers ne soient directement intégrés à l’ordinateur, comme dans le cas d’un laptop), sinon tu n’entendras rien. Un haut-parleur est grosso modo un électro-aimant relié à une membrane en papier/plastique. Quand un signal électrique lui est envoyé, l’électro-aimant vibre et la membrane collée dessus amplifie ces vibrations de manière à ce que l’on puisse les entendre et ainsi percevoir un son spécifique. Et selon la fréquence avec laquelle les signaux électriques sont envoyés, un son différent est généré. Ainsi, l’ordinateur envoie simplement des bits aux haut-parleurs à une certaine fréquence pour produire n’importe quel son, allant d’un simple bip à une symphonie en ré mineur. Un haut-parleur est donc un « périphérique traducteur » qui traduit un son de la langue numérique, incompréhensible par l’humain, à la langue analogique du son, captée par ton ouïe.

Quand je dis que l’ordinateur envoie des signaux aux haut-parleurs, ça n’est pas exactement comme ça que ça se passe, mais je simplifie. En réalité, l’ordinateur envoie des bits à la carte son, qui est un périphérique interne qui a pour mission d’encoder/décoder les bits envoyés par l’ordinateur pour les transformer en signaux plus complexes qui, eux, sont envoyés aux haut-parleurs. De nos jours, les cartes son sont intégrées d’office aux ordinateurs, mais on peut toujours en acheter sous forme de cartes et elles fournissent un son d’une qualité supérieure. Mais ne t’inquiète pas, tu n’as pas à retenir tous ces détails techniques car j’y reviendrai dans une prochaine partie de cet article. 😉

Ce qu’il y a à retenir, c’est qu’il y a beaucoup périphériques externes qui se chargent de transformer une partie du monde réel (son, couleur, frappes sur le clavier, clics sur la souris, etc.) en bits et vice versa pour que l’humain puisse interagir avec l’ordinateur. C’est quand même moins invasif que de te faire implanter une puce dans le cerveau pour communiquer avec ton ordinateur directement en langage binaire, non ?!

Résumé

• Pour que tu puisses communiquer avec ton ordinateur et que ce dernier puisse communiquer avec toi en retour, il aura besoin de périphériques.
• Un périphérique peut être interne (intégré à l’ordinateur) ou externe (sous forme d’un appareil indépendant à connecter à l’ordinateur).
• Un périphérique peut également être d’entrée (reçoit un ou plusieurs signaux et les transmet à l’ordinateur), de sortie (convertit les signaux électriques de l’ordinateur en signaux du monde réel) ou d’entrée/sortie (effectue les deux).

La suite

La suite dans l’article suivant :

↪ Monde analogique vs. monde numérique ↩