Informatique 1

Les systèmes de codage des informations

Les systèmes de codage des informations sont des méthodes utilisées pour représenter les données sous forme de chiffres ou de symboles compréhensibles par les ordinateurs et autres systèmes électroniques. Les systèmes les plus couramment utilisés sont le système décimal, le système binaire, le système octal et le système hexadécimal. Chacun de ces systèmes a ses propres caractéristiques et applications. Dans ce cours, nous explorerons ces quatre systèmes et verrons comment les chiffres sont convertis entre eux.

Système Décimal

Le système décimal est basé sur la numération de base 10, ce qui signifie qu'il utilise dix symboles différents pour représenter les valeurs de 0 à 9. Chaque position dans un nombre décimal a une valeur qui est une puissance de 10. Par exemple, dans le nombre 365, le chiffre 5 est dans la position des unités, le chiffre 6 est dans la position des dizaines et le chiffre 3 est dans la position des centaines.

Système Binaire

Le système binaire est largement utilisé dans les systèmes informatiques car il est basé sur la numération de base 2. Il utilise seulement deux symboles, 0 et 1, pour représenter toutes les valeurs. Chaque position dans un nombre binaire a une valeur qui est une puissance de 2. Par exemple, dans le nombre binaire 1011, le chiffre 1 est dans la position des unités, le chiffre 1 est dans la position des deux, le chiffre 0 est dans la position des quatre et le chiffre 1 est dans la position des huit.

Système Octal

Le système octal est basé sur la numération de base 8. Il utilise huit symboles différents, de 0 à 7, pour représenter les valeurs. Chaque position dans un nombre octal a une valeur qui est une puissance de 8. Le système octal est moins courant dans les applications modernes, mais il était largement utilisé dans les premiers systèmes informatiques.

Système Hexadécimal

Le système hexadécimal est basé sur la numération de base 16. Il utilise seize symboles différents, de 0 à 9 puis de A à F (représentant les valeurs 10 à 15), pour représenter les valeurs. Chaque position dans un nombre hexadécimal a une valeur qui est une puissance de 16. Le système hexadécimal est souvent utilisé dans les applications informatiques pour représenter des nombres binaires de manière plus concise et lisible.

Exemples de conversion

Ce tableau illustre la conversion des chiffres de 1 à 16 entre les systèmes décimal, binaire, octal et hexadécimal. En observant ce tableau, vous pouvez remarquer comment les chiffres sont représentés différemment dans chaque système, mais conservent leur valeur fondamentale. Cela démontre l'importance et la flexibilité des systèmes de codage des informations dans le domaine de l'informatique et de la technologie en général.

Les systèmes de complément

Les systèmes de complément sont des techniques utilisées en informatique pour effectuer des opérations arithmétiques sur des nombres binaires de manière efficace. Parmi ces systèmes, on trouve le complément à un et le complément à deux.

Le premier complément, également connu sous le nom de complément à un, est une méthode simple pour représenter les nombres négatifs en binaire. Dans ce système, pour obtenir le complément à un d'un nombre binaire, il suffit d'inverser tous les bits du nombre original, c'est-à-dire remplacer chaque 0 par un 1 et chaque 1 par un 0. Le principal inconvénient de cette méthode est qu'elle entraîne un double zéro (0) pour la représentation du nombre zéro, ce qui complique les opérations arithmétiques.

Le deuxième complément, également appelé complément à deux, est une amélioration du complément à un. Pour obtenir le complément à deux d'un nombre binaire, on commence par prendre le complément à un du nombre, puis on ajoute 1 au résultat. Par exemple, pour obtenir le complément à deux de 5 en binaire (101), on prend d'abord le complément à un (010) et ensuite on ajoute 1 pour obtenir (011). Cette méthode permet de représenter efficacement les nombres négatifs tout en évitant le problème du double zéro, car le zéro est représenté de la même manière que dans le système de valeurs positives.

Remarque

Les systèmes de codage jouent également un rôle crucial dans la compression de données. Des algorithmes tels que Huffman[1] ou Lempel-Ziv[2] exploitent les répétitions et les motifs dans les données pour les représenter de manière plus compacte, économisant ainsi de l'espace de stockage ou de la bande passante lors de la transmission.

  1. Huffman

    L'algorithme Huffman est un moyen de compression de données sans perte qui utilise des codes binaires de longueurs variables pour représenter les symboles en fonction de leur fréquence d'apparition.

  2. Lempel-Ziv

    L'algorithme Lempel-Ziv est une méthode de compression de données sans perte qui identifie et remplace les motifs répétitifs dans un flux de données par des références à des occurrences précédentes, réduisant ainsi la taille des données compressées.

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