Le livret
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1. Savoir de quelqu un si c est un homme ou une femme un jeune ou un vieux quelqu un de grand ou petit c est tr s sch matique mais cela nous donne d j trois atomes d informations sur lui trois bits La taille en information de deux informations ind pendantes s additionnent mais pas celle de deux informations redondantes Par exemple si nous ajoutons que ce quelqu un est un humain ne gagne rien s il est homme ou femme il est humain 18 Rose Tous les objets les images les sons les textes les donn es ont un reflet num rique un codage qui permet de m moriser de l information de la transmettre de la reproduire l infini De la manipuler de mani re sp cifique aussi gr ce des algorithmes Et d ouvrir un monde nouveau de partage de l information qu il reste finir de construire tous ensemble Elle c est Rose Rose Dieng Kuntz cette coll gue qui a aid construire le web s mantique qui d signe un ensemble de technologies visant rendre les informations du web accessibles et utili sables par les programmes logiciels gr ce un syst me de m tadonn es utilisant notamment la famille de langages d velopp s par le W3C Cette Rose qui finira par r ler apr s les journalistes contre le fait que tout le monde ait besoin de rappeler quelle est la premi re femme africaine admise l Ecole Polytechnique De la mod l2. 1 1 2 1 F Af i i r s 02 Un court m trage docu fiction pour d couvrir ces grands personnages de l Informatique et des Sciences du Num rique et partager quelques unes de leurs grandes id es 1 Al Khwarismi 9 me si cle Notion 2 Ada Lovelace 19 me si cle Apparition des programmes 3 Alan Turing 20 me si cle Notion de machine de calcul 4 Grace Hopper mi 20 me si cle Notion de logiciel Claude Shannon mi 20 me si cle Information et codage 6 Rose Dieng fin 20 me si cle Notion d objets num riques h Notre monde est devenu num rique boulevers par l arriv e de l informatique faut comprendre ce monde et non le subir donc 5 les fondements de l informatique pas uniquement ses usages bref Il faut piger pourquoi on clique Pour que nous public nous nous approprions cette science informatique qui a boulevers notre monde l int grions dans notre histoire il faut qu elle ait des racines un pass une histoire et que nous racontions aussi son histoire et la racontions comme une histoire faut comprendre la diff rence entre penser et calculer Penser c est la noblesse
3. qe LE TT La machine analytique ordinateur nulle ment la pr tention de cr er quelque chose par elle m me Elle peut juste ex cuter tout ce que nous saurons lui ordonner d ex cuter Son r le est de nous aider effectuer ce que nous savons d j dominer Des op rations num riques et aussi symboliques Ada Lovelace 99819101 EPY 2 Ada Lovelace Elle y ajoutera avec son Babbage les premiers programmes informatiques au monde et inventera la structure de boucle Les uns diront que les programmes ont t crits par Babbage lui m me et qu Ada a simplement t une traductrice a trouv l erreur et l a fait corriger La v rit est s rement qu ils ont fait ce que tous les scientifiques font ils ont collabor Elle s appelle Ada Augusta Ada King comtesse Lovelace fille de Byron fille naturelle de ce gigantesque po te anglais que le b b de six mois qu elle fut ne reverra jamais Math maticienne elle publiera ses r sultats math matiques sous un nom masculin dans ce monde qui se croit aussi civilis qu il est machiste et vivra sa vie de femme au m pris des conventions et au m pris des imb ciles En 1842 elle traduira du fran ais les l ments math matiques qui vont permettre Charles Babbage de travailler la construction d un ordinateur m canique qu il appellera machi
4. Le prix Turing est attribu tous les ans depuis 1966 une personne s lectionn e pour sa contribution exceptionnelle faite la communaut des sciences informatiques quivalent du prix Nobel de l informatique Alan Turing m riterait bien de le recevoir lui m me 1 utiy Les premiers ordinateurs naissent modeste ment vers 1940 le tout premier est pro gramme enregistr et logique binaire le Z3 lectro magn tique construit en 1937 par Konrad Zuse ing nieur allemand est suivi par le Eniac et en 1943 par celui de l am ricain Howard Aiken En 1944 le physicien th oricien John Von Neumann d crit la premi re architecture dite de Von Neumann qui est celle de l immense majorit des ordinateurs d aujourd hui Mon t l phone portable d aujourd hui avec son petit processeur est aussi intelligent il peut faire les m mes calculs que le plus puissant ordinateur du monde en beaucoup 1 moins rapide cette poque seuls d tranges math mati ciens taient assez forts pour programmer ces monstres lectroniques Cette programmation s effectuait en langage machine c est dire sp cifiant un un chaque ouverture ou fermeture des circuits lectroniques de la machine Les 0 et les 1 qui d finissaient le programme amp Ay Mais et si nous pouvions les programmer dans un langage certes m canique
5. c est dire des mod les de calculs o des lettres peuvent tre remplac es par des nombres variables et tre utilis s pour des calculs similaires On lui doit la syst misation des algorithmes le mot est une simple d for mation latine de son nom Al Khuwarizmi On lui doit enfin le passage du z ro d Inde en Occident donc de ce qu on appelle les chiffres arabes pilier de nos math matiques d aujourd hui Ce z ro qui vient du mot z phir c est dire le vent Le but est d vacuer la pens e du calcul afin de le rendre ex cutable par un ordinateur une machine fabuleusement rapide et exacte mais fabuleusement d nu e de pens e Un algorithme c est tout simplement une fa on de d crire dans ses moindres d tails comment proc der pour faire quelque chose se trouve que beaucoup d actions m ca niques toutes probablement se pr tent bien une telle d cortication Recette de cuisine o chaque op ration est d crite pas pas jusqu au moindre d tail prenez 100 g de farine cassez 2 oeufs Calculs d imp t ou de prix de revient qui garantissent le r sultat Deux exemples d algorithmes le second exemple existe depuis les Babyloniens Et avant Abou Jafar C est avec l invention des nombres et des alphabets qu ont merg les premi res bauches d algorithme Ada Lovelace est la premi re avoir incarn des algorithmes dans un programme
6. mais tout de m me proche de notre langage Elle s appelle Grace Madame le futur contre amiral de marine Grace Brewster Murray Hopper La voil qui se d barrasse de son 1 mari la sortie de la 29 guerre mondiale Pas question de se laisser g cher la vie par des machines non plus elle qui se retrouve la 1 programmer le 1 gros ordinateur num rique enti rement automatique cr e avec IBM aux tats Unis le Harvard Mark Ces 1 ordinateurs n taient quasiment pas utilisables grande chelle Grace fait sauter ce verrou et d fend l id e qu un programme doit pouvoir tre crit dans un langage formel proche de l anglais Elle con oit alors un compilateur c est dire un logiciel qui traduit en langage machine les l ments de l algorithme crit dans un langage compr hensible par tous les ing nieurs De cette id e un des premiers langages informatiques le COBOL en 1959 Et gr ce Grace le logiciel peut se d velopper et exploser dans notre soci t num rique 4 Hi E E E el es 4 1 PRE Co ET LE LE 8 4 Lite hs ap 54 da i a Tei une petite anecdote vous raconter sur le Mark IT Un jour le gros calc
7. de l esprit ce qui reste difficilement explicable Calculer est bien plus simple et syst matique A et pour tout dire m canisable s agit de r soudre un probl me pr cis relatif une application donn e comme par exemple trier une liste d objets multiplier deux nombres en utilisant un mode d emploi particulier s appelle Abou Jafar Muhammad Ibn M sa al Khuw rizm Dans cette Perse Iran lrak ac tuel de la fin du 9 me si cle cela fait d j deux si cles que le Proph te et Messager le salut soit sur lui a fait de l arabe la langue univer selle dans cette partie du monde et de la recherche de la connais sance un des objectifs de la vie Le monde arabe va alors tr s sobrement traduire donc s ap proprier et comprendre toutes les connaissances scientifiques du monde d alors lt amygrje s 2 Brihmi rasne Indiari Te EELE dirir irrreluvAg ab oriental raaa 15345 6789 1 si cle Dirar E Abou Jafar est un traducteur donc un transmetteur d id es va s attacher ce que ses contemporains puissent repro duire des m canismes de calculs complexes sans pour autant com prendre tous les d tails afin de trouver les solutions aux quations dont ils ont besoin On lui doit l invention de l alg bre du de son trait
8. l vision 15 ont fait exploser les communications au niveau mondial surtout avec le net 15 nous ont toutes et tous fait basculer de industrielle num rique Notre plan te est devenue un fragile village humain o le Web est notre quotidien l invention la plus utile l humanit depuis sa pire invention la bombe atomique Will Il AI Un milliard d ordinateurs dans le monde et plus d objets num riques que d humains Toute famille qui mange sa faim un ordi et les autres Saluer les avanc es num rique 2 Nos livres de biblioth que et nos lettres ma Certes Non sans se poser des questions nuscriptes ne restent ils pas des biens pr cieux citoyennes sur ses usages et charmants Les outils non lectroniques de classement Qui contr le vraiment cet oc an d informa fiches etc n taient ils pas d j des m ca tions et comment pourrions nous tre nismes algorithmiques contr l s dans un tel monde Avec les vieilles cartes routi res mieux Le monde num rique nous facilite la vie qu avec un GPS ne d veloppait on pas plus le ne la complique t il pas aussi sens de l orientation Nous consommons plus d nergie avec l infor matique qu avec le transport a rien quelle part de g chis Comment pr server et enrichir les relations humaines que nous voulons dans ce monde num riq
9. premi re machine programmable Abou Jafar al Khuw rizm voir page 5 Andre Kolmogorov voir page 17 Ada Lovelace voir page 8 C cile Picard Limpens Docteure en informatique synth se sonore dans les environnements virtuels Anne Charlotte Philippe Doctorante analyse et traitement de l imagerie c r brale John Von Neumann voir page 12 Claude Shannon voir page 17 Konrad Suze voir page 12 En tout cas ce monde num rique il faut le comprendre pour en tre cr ateur et pas seulement utilisateur tandis que la recherche scientifique en Sciences du Num rique n en est qu au tout d but de son aventure h 16 EST DEVENU NUMERIQUE 7 3 Ce documentaire fiction permet de commencer d couvrir l histoire de l informatique travers la rencontre d un l ve et de son professeur avec sept des personnages qui incarnent les tapes cl s de l histoire des Sciences Informatiques et Sciences du Num rique Il cible un public jeune milieu de coll ge lyc e et permet d veiller le d sir savoir plus sur les sciences informatiques que ce soit pour s orienter vers les fili res scientifiques ou pour ma triser le monde num rique au quotidien L originalit de la m thode repose sur un travail de double criture entre une quipe de scientifiques et une soci t de production audiovisuelle est co financ par le Conseil R g
10. ement la machine de nos ordinateurs c est la possibilit pour la machine de pouvoir modifier son propre programme donc de devenir une machine universelle Et alors la capacit de calcul de toutes les machines universelles programmables devient quivalente L informatique donc dans des machines Alan Turing s appelle Alan Alan Madison Turing C est ce petit homme r veur qui a crit d s 1936 l article fondateur de science informatique comprenant comment quelques op rations l mentaires de calcul taient universelles c est dire pouvaient tre combin es pour ex cuter tous les algorithmes du monde donnant le coup d envoi la cr ation des calculateurs universels programmables les ordinateurs De m me que Gutemberg inventant l imprimerie en permettant que les livres ne co tent que quelques minutes d imprimerie a permis que la connaissance puisse se diffuser sans limite et donc contribuer faire basculer le moyen ge dans les temps modernes Alan Turing a fait basculer le monde de industrielle l ge du num rique en donnant un fondement th orique l informatique Turing aura une vie tragique dans cette poque encore obscure attir par les hommes la soci t le forcera choisir entre la prison ou la camisole chimique et c est en croquant une pomme empoisonn e l instar de Blanche Neige qu il tirera sa r v rence
11. ets se codent avec des bits ces algorithmes g n raux s appliquent aux textes images sons etc Claude travaillera aussi pendant la 2 guerre mondiale pour les services secrets de l arm e tats uni ne en cryptographie charg de localiser de mani re automatique dans le code ennemi les parties signifiantes cach es au milieu du brouillage est un grand scientifique d une famille de sciences nouvelles les sciences de l ing nieur et des objets technologiques H X D loga Andrei 329 Un immense math maticien russe Andre Kolmogorov changera en 1933 la vision du monde sur le hasard en pr cisant math matiquement ce qu est une mesure de probabilit ouvrant la porte aux calculs statistiques modernes Claude utilisera ce socle pour d finir l information montrant par exemple comment on peut diminiuer fortement la taille d un message en gardant presque toute son information Kolmogorov lui d finira autrement l information de mani re algorithmique en disant qu un message est d autant moins compliqu en terme d infor mation qu on peut le g n rer avec un programme de petite taille une id e levier pour comprendre les liens entre information et informatique La valeur en information d un programme sera d finie par lui comme le temps de calcul du programme de plus petite taille fabriquant ce message Le temps de calcul devient une autre mesure essentielle
12. he Lombardo Nathalie Woodward l Universit de Nice Sophia Antipolis et les diteurs d interstices INRIA
13. ional et la DRRT avec l INRIA VSP et Dk Motion et a t r alis gr ce l aide de nombreuses et nombreux coll gues ACTEURS G rard Berry Le narrateur Raphael Boyes Le prof Remy Venturelli Le jeune Gar on Christelle Gosse La guide C dric Puleo Abou Jafar Al Khuw rizm Julia Soyez Ada Lovelace Patrick Michel Alan Turing Nadine Chouteau Grace Hopper Pierre Bernhard Claude Shannon Konstantin Avrachenkov Andre Kolmogorov Anne Charlotte Philippe et C cile Picard Limpens EQUIPE SCIENTIFIQUE G rard Berry Chercheur Julia Soyez Documentaliste Marie Tonnelier Ing nieure Thierry Vi ville Chercheur QUIPE DE PRODUCTION Directeur de la photo Bruno Ta b Ing nieur du son Jean Pourchier Perchman ing nieur du son post prod Christophe Cailliere Assistant clapman C dric Pul o Asssistante au maquillage photographe de plateau Christelle Gosse Assistant cam ra St phane Stuff Piacentino Script Carole Assistant plateau Alexandre M ge R gisseur Laurent Hassid Maquilleuse coiffeuse Delphine Cilia Coiffeuse Laetitia Jem Compositeur Bande Originale de Thierry Chaze R alisateur motion designer Mathieu Cailliere Metteur en sc ne Co sc nariste Directeur Artistique Benoit Lamouche Directeur de Production Co sc nariste Philippe Aigouy Autres Remerciements Gauthier Alavoine Odile Carron Rose Marie Cornus G rard Giraudon Jean Christop
14. isation num rique des connaissances des experts humains dans un syst me de calcul symbolique la gestion des connaissances en entreprise Rose sait qu il faut associer au codage du texte le codage de sa s mantique c est dire de son sens un graphe o sont identifi s les symboles et les relations entre ces symboles PF pre t les objets num riques Oh c est tout simple comprendre le web s mantique quand c est Rose qui nous l explique pour le moment seuls les humains sont capables de comprendre le sens de tous les documents num riques par exemple qu un camion est un v hicule une collision est un accident etc L id e du web s mantique est de structurer classer syst matiser sch matiser formaliser toutes ces ressources sous la forme de symboles que le syst me peut stocker et manipuler m caniquement Et le web dans tout a Le Web est la plus grande application de l Inter net ce r seau des r seaux qui relient entre eux tous les syst mes informatiques de la plan te Invent en 1989 par Timothy John Tim Berners Lee c est initialement un ensemble documents reli s entre eux par des liens dits hyper texte Depuis travers les r seaux sociaux et les applications informatiques d ploy es travers le Web notre quotidien a t boulevers par cet outil plan taire gt Les donn es sont des biens non rivaux ils pe
15. ne analytique qu il n ach vera jamais mais partir de ces plans une r plique a pu tre reconstruite par le mus e de la science de Londres en 1991 et fonctionne parfaitement Et sa courte vie d tre bris e 36 ans un cancer et une m decine encore bouch re ruin e d avoir tent de donner Babbage 1 les moyens financiers de concr tiser son r ve i Ada Lovelace Un programme c est quoi C est avant tout des s quences d instructions ex cut es pas pas et pour tenir compte des changements des tests qui permettent d adapter les op rations et pour qu un programme serve plusieurs choses des variables dont on peut choisir la valeur t pour d finir les op rations r p titives des boucles pour recommencer tant que c est n cessaire Par exemple W Ma machine laver a un programme qui effectue la s quence des op rations de lavage qui teste si est bien l avant de la chauffer et dont la variable de temp rature permet de laver toutes les sortes de linge elle boucle jusqu ce que le linge soit bien essor L homme a d abord fabriqu des outils c est a dire des objets avec un algorithme pour les utiliser Puis sont venues les machines des outils qui utilisent un moteur et qui ex cutent de mani re autonome certaines op rations La machine a t dot e d un programme Mais ce qui manque encore et distingue radical
16. ne universelle programmable voir page 11 Machine de Turing machine abstraite qui est l exemple fondateur de machine universelle programmable Ontologie Ensemble structur des termes et concepts repr sentant le sens d une notion Programme voir page 09 Puce lectronique calculateur enfoui dans un objet du quotidien il permet d automatiser des op rations de communiquer de localiser l objet Th orie des Probabilit s Mod le math matique du hasard d Kolmogorov qui permet de formaliser les v nements incertains et surtout de calculer de mani re fiable sur les donn es statistiques Web voir page 21 Web S mantique voir p 20 m grm E 26 Howard Aiken voir page 12 Charles Babbage ing nieur anglais ayant con u au 19 me si cle la 1 re machine tr s proche des ordinateurs modernes Tim Berners Lee inventeur du web voir page 21 G rard Berry informaticien fran ais contemporain acad micien nous lui devons entre autre la mod lisation des calculs parall les et des syst mes qui g rent des v nements J r me Chailloux informaticien fran ais contemporain cr ateur entre autre du langage Le Lisp actuellement directeur qui cr e du lien entre recherche fondamentale et appliqu e europ enne Rose Dieng voir page 20 Grace Hopper voir page 14 Joseph Marie Jacquard inventeur d un m tier tisser semi automatique carte perfor e
17. ue Lexique des termes techniques Algorithme voir page 6 Bug informatique un d faut de conception d un programme qui peut avoir des cons quences normes et qui ne peut pas en g n ral tre d tect automatiquement Calculer intelligence m canique d signe des op rations num riques sur des nombres ou symboliques sur des mots ou des symboles qui peuvent tre effectu es automatiquement par un algorithme Compilateur voir page 14 Enigma machine qui crypte c est dire rend illisible un message secret en m langeant toutes les lettres avec des roues codeuses Ayant permis aux nazis de communiquer entre eux le secret fut cass par Alan Turing qui a pu m caniser le calcul permettant de d coder Fichier Jpeg fichier d image num rique qui regroupe les pixels similaires de fa on compresser l image les d fauts tant pas ou peu visibles l oeil nu Fichier Mp3 fichier de son o le signal est compress pour tenir moins de place les d fauts g n r s tant inaudibles l oreille humaine Information voir page 18 Internet voir page 21 Langage syst me de signes identifi s permettant de structurer repr senter et communiquer de l information Langage machine voir page 13 Machine M canisme capable d ex cuter un algorithme qui op re sur des symboles ou interagit avec l environnement Machine analytique premier ordinateur con u par Charles Babbage Machi
18. ulateur tomba en panne On y trouva un papillon de nuit coinc dans le circuit relais L insecte fut enlev avec soin et plac dans le journal de On nota la mention first actual case of bug being found de l que nous vient le mot bug En Bref Grace a offert l informatique le moyen de faire des logiciels PAF Te Claude amp Andre et l information L information est une mati re abstraite qui se mesure Un message peu importe sa valeur r elle ou suppos e peu importe son sens exact ou erron contient une quantit pr cise d information L atome d information c est l l ment binaire le bit comme oui non 0 1 vrai faux Claude et Andre ont formalis la notion d information Claude a permis de calculer la taille en nombre de bits des messages pouvant tre transmis par un canal 0 125 Image 1 JPEG 24 42 21 18 Image 1 JPEG 2000 28 12 22 98 7 35 Image 2 JPEG 22 60 28 92 3099 Image 2 JPEG 2000 24 85 21 13 30 00 quantifier le tent moyen en information d un de messages lui qui cr era le bit qui permettra de coder les objets num riques A la suite de ces travaux se cr eront les algorithmes communs tous les objets num riques ceux qui permettent leur transmission leur m morisation leur compression ou leur cryptage Puisque tous les obj
19. uvent tre consomm s par chacun sans 5 user Hypermn sie du Web les donn es une fois en ligne ne peuvent plus tre oubli es 15 ouvrent de vrais sujets techniques et soci taux Le futur du Web sera s mantique nos connais sances se structurant pour tre m canique ment trait es Il sera ubiquitaire l intelligence m canique s incarnant dans les objets de notre quotidien un futur technologique d j notre porte N ri Coder des objets num riques c est repr senter des objets r els en les transformant en objets virtuels c est dire avec des 0 et des 1 d codables par un ordinateur Ce qui d finit la fois l objet lui imi m me et son langage pour le d coder Pause 448111 45 24 11 a RRQ Chat Ce 8 1142 2117 MEN Tous les objets les images les sons les textes les images ont un reflet num rique qui permet de m moriser l information de la transmettre de la reproduire l infini et la manipuler aussi de mani re sp cifique gr ce toutes sortes d algorithme On peut ainsi ouvrir un nouveau monde de partage de l information qu il reste construire tous ensemble Lorsque Grace s est teinte 1992 les ordinateurs taient entr s dans les foyers 16 ne co taient plus le prix d une maison ou d une voiture mais celui d une t
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