Des 1 et des 0

Même si tu n’y connais rien aux ordinateurs, tu as sûrement déjà entendu qu’ils fonctionnent avec des 1 et des 0. Tout ce que ton ordinateur produit, enregistre et traite (texte, image, vidéo, son, etc.) est encodé sous forme de 1 et de 0 qu’on appelle des valeurs binaires. Le terme « binaire » signifie « qui ne peut prendre que deux valeurs ».

« Mais qu’est-ce que ça veut dire ? Si j’ouvre mon ordinateur, je vais voir des 1 et des 0 ??? »

Et non, si tu ouvres ton ordinateur, tu vas trouver des câbles, des circuits et des composants électroniques/mécaniques incompréhensibles. D’ailleurs, rassure toi, la très grande majorité des informaticiens, quand ils ouvrent un ordinateur, ne sauraient pas expliquer comment fonctionnent les différents circuits qui le composent. Par contre, ils savent les identifier — « Ça, c’est la carte-mère, ça c’est la mémoire vive, etc. » — et c’est suffisant !

Ne te laisse pas impressionner par cette image ! Il est encore trop tôt pour te l’expliquer en détails, mais l’intérieur d’un ordinateur, ça ressemble à ça. Dans un ordinateur portable, on retrouve les mêmes composants, mais organisés et construits conformément à ses dimensions réduites.

Pour en revenir à nos codes binaires, les 1 et les 0 circulent à travers les différents circuits électroniques de l’ordinateur, comme le sang dans nos veines, et l’animent. Tout ce qui s’y passe (affichage d’informations à l’écran, communication avec le clavier et la souris, envoi et réception de données sur Internet, etc.) est encodé en 1 et en 0.

« Dans ce cas, j’ai trouvé comment faire planter tous les ordinateurs de la planète et détruire l’informatique ! Comme les ordinateurs fonctionnent avec des 1 et des 0, eh ben il suffit de leur injecter des 2 et BOUM !!! Fini l’Internet et on va enfin pouvoir vivre heureux sans technologie comme les Amish ! »

Mais quelle imagination débordante ! Seulement ce n’est pas aussi simple… Les ordinateurs classiques (non quantiques) ne peuvent traiter que des valeurs binaires (1 ou 0) qu’on appelle des bits. Au singulier, on dit « un bit ». Quand tu entends parler de « données » (ou de « data » en anglais), il s’agit en fait de ça, de bits, des 1 et des 0, c’est la même chose.

« Mais pourquoi se limiter à deux valeurs ? Les ordinateurs ne seraient-ils pas bien plus puissants s’ils pouvaient traiter plus de valeurs ?? »

Peut-être, mais la raison pour laquelle ils sont limités à ces deux valeurs est qu’ils sont construits à l’aide de…

Transistors

Tout comme le corps humain est construit avec des cellules, les ordinateurs sont construits avec des transistors… Mais non, n’aie pas peur ! Reviens ! Je vais t’expliquer ce que c’est ! C’est simplement un composant électronique et tu n’as pas besoin de comprendre comment ça fonctionne. En gros, ça ressemble à ça :

Ça a 3 pattes et les ordinateurs en ont plusieurs milliards ! Evidemment, dans un ordinateur, ils sont miniaturisés et sont un peu différents. Ils ne mesurent pas quelques centimètres comme sur la photo ci-dessus, mais ont une taille microscopique. Et on ne les trouve pas seulement dans les ordinateurs, mais dans quasiment tous les appareils électroniques (télécommandes, télévisions, radios, smartwatches, etc.). Comme la plupart des appareils en ont besoin d’une grande quantité, les transistors sont miniaturisés et regroupés dans des composants électroniques que l’on appelle des circuits intégrés que l’on appelle, plus communément, des puces électroniques. Ces puces sont soudées à des cartes électroniques qui relient entre eux plusieurs composants. Voici à quoi ressemble une puce soudée sur une carte :

Ne t’inquiète pas si tu possèdes un chien ! Ton ordinateur ne lui refilera pas ses puces. 😉

« OK cool, mais ça sert à quoi et c’est quoi le rapport avec les bits ?? »

Un transistor, c’est comme un petit interrupteur « marche/arrêt », « on/off », « allumé/éteint ». Quand il est allumé (ou en position « on » ou « marche »), ça laisse passer un courant électrique et, quand c’est éteint (ou en position « off » ou « arrêt »), il ne laisse pas passer le courant. Pour allumer une lampe ou tout autre appareil, on utilise un interrupteur et on appuie dessus avec le doigt.

Le transistor, c’est la même chose, sauf qu’on appuie dessus avec… un courant électrique. J’y reviendrai. Ce qui est important de retenir pour le moment, c’est qu’un transistor, tout comme un interrupteur, permet de basculer entre deux états : allumé et éteint. Il ne peut pas avoir d’autre état. Il ne peut pas non plus être à la fois allumé et à la fois éteint (il le peut dans un ordinateur quantique, mais c’est une autre histoire…).

Et, comme tu l’auras maintenant sûrement deviné, ces deux états correspondent à 1 (allumé) et 0 (éteint). Si tu ne l’as pas deviné, c’est pas grave ! Arrête d’innonder ton clavier ou ton écran de larmes. Ou repose cette batte de base-ball par terre si t’es plutôt du genre « caractériel-le ». Mais un bit n’est rien d’autre qu’un signal qui représente soit la présence d’électricité (1) ou non (0). Et pour en revenir à notre ordinateur, et bien donc en soi, c’est juste une machine composée de milliards de petits interrupteurs connectés les uns aux autres et qui sont soit 1 soit 0, donc soit allumés soit éteints.

Résumé

• Les ordinateurs traitent des valeurs binaires (1 et 0) qu’on appelle des bits.
• Un bit est un signal électrique (1) ou son absence (0).
• Un ordinateur est construire à partir de milliards de transistors qui agissent comme des interrupteurs marche/arrêt.

La suite

Bien sûr, en réalité, un ordinateur est bien plus complexe que ça ! Mais pour l’instant, tu peux te l’imaginer comme ça pour simplifier. Mais je te vois déjà arriver avec ta mitraillette chargée de questions telle que :

« 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 ??

Réponse dans l’article suivant :

↪ Comment les ordinateurs communiquent avec le monde réel ↩