2022-2023/Enseignement_Scientifique/03_Informatique_et_IA/1E_donnees.tex

\documentclass[a4paper,10pt]{article}
\usepackage{myXsim}

\author{Benjamin Bertrand}
\title{Stockage de données}
\date{Avril 2022}

\pagestyle{empty}


\begin{document}

\maketitle

\begin{definition}[Unités numériques]
    Tout ce qui est stocké sur un ordinateur est codé en un ensemble de 1 et de 0. C'est le système de numération choisi pour l'informatique car un 1 peut correspondre par exemple à du courant qui passe et à 0 à du courant que ne passe pas.

    \noindent
    Le \textbf{bit} est l'unité la plus simple dans un système de numération, ne pouvant prendre que deux valeurs: 0 et 1.

    \noindent
    Un \textbf{octet} est une autre unité de mesure. Il contient 8 bits. Il est notée avec le symbole \textbf{o}.
\end{definition}

\begin{doc}{Encoder du texte -- ASCII}
    \begin{minipage}{0.75\linewidth}
        Pour numériser un texte, il faut transformer chaque caractère (lettres, espaces, ponctuation...) en 1 et en 0. Des tables de conversion ont été développée. Nous en étudions une.

        En 1960, la norme \textbf{ASCII} a été crée. Elle définit 128 codes, comprenant 95 caractères imprimables : les chiffres arabes de 0 à 9, les 26 lettres de l'alphabet latin en minuscules et en capitales, et des symboles mathématiques et de ponctuation.

        Vous pourrez retrouver cette table au recto de la feuille.
    \end{minipage}
    \hfill
    \begin{minipage}{0.2\linewidth}
        \includegraphics[scale=0.3]{./fig/ASCII_full}
    \end{minipage}
\end{doc}

\begin{doc}{Encoder une image -- pixel et RGB}
    \begin{minipage}{0.6\linewidth}
        Pour numériser une image, on commence par la découper en petits carrés: \textbf{les pixels}.

        Chaque pixel portera une couleur qui sera représenté comme mélange de 3 couleurs primaire: rouge, vert et bleu (Red, Green, Blue)

        L'intensité de ces 3 couleurs primaires sera alors encodée avec un nombre compris entre 0 et 255 (donc 256 niveaux).
    \end{minipage}
    \hfill
    \begin{minipage}{0.38\linewidth}
        \includegraphics[scale=0.4]{./fig/RGB}
    \end{minipage}
\end{doc}

\begin{doc}{Stockage des données}
    \begin{center}
        \begin{tabular}{|p{1.8cm}|c|*{4}{p{3cm}|}}
            \hline

            \textbf{Support de stockage} & Carte perforée & Dispositif magnétique (disquette, disque dure...) & Dispositif optique (CD, DVD, Blue-Ray...) & Mémoire flashs (clé USB, carte SD, SSD...) & Cloud (agrégation d'une multitude de support) \\
            \hline
            \textbf{Capacités} &  80 o & de 1Mo (disquette) à 10To (HDD) & de 650Mo (CD) à  128GO (Blue-Ray) & de 64Go(carte SD) à 4To (ssd) & Plusieurs milliard de To\\
            \hline
        \end{tabular}
    \end{center}
\end{doc}

\begin{multicols}{2}
 \begin{enumerate}
     \item \textbf{Le binaire}
        \begin{enumerate}[leftmargin=-1pt]
            \item Écrire tous les mots binaires d'une longueur de 2bits.
            \item Écrire tous les mots binaires d'une longueur de 3bits.
            \item Combien de mots binaires peut-on décrire avec 4bits? 7bits? 1 octet?
        \end{enumerate}
     \item \textbf{Encodage de texte}
        \begin{enumerate}[leftmargin=-1pt]
            \item Combien de bits sont nécessaires pour encoder un caractère avec la table ascii?
            \item Encoder grâce à la table ASCII le message \Ovalbox{\texttt{Ens Sci!}}.
            \item Décoder grace à la table ASCII le message
                \begin{center}
                    01001101 01100001 01110100 01101000 00100000 00101011 00100000 01010011 01010110 01010100 00100000 00101011 00100000 01010000 01000011 00100000 00111101 00100000 00111100 00110011
                \end{center}
            \item Le programme de l'enseignement scientifique de terminal contient \np{65252} caractères. Quelle sera son poids s'il est numérisé en ASCII? Vous exprimerez le résultat en octet et en bit.
        \end{enumerate}
    \item \textbf{Encodage d'une image}
        \begin{enumerate}[leftmargin=-1pt]
            \item Combien de bits (ou d'octet) sont nécessaires pour encoder l'intensité d'une couleur primaire?
            \item Combien de bits (ou d'octet) sont nécessaires pour encoder la couleur d'un pixel.
            \item Un appareil photo moderne peut prendre des photos rectangulaires d'une résolution de \np{5520} pixel par \np{4144}pixel. Quelle sera le poids d'une photo si elle est encodée en RGB?
        \end{enumerate}
    \item \textbf{Support de stockage}
        \begin{enumerate}[leftmargin=-1pt]
            \item Sur quel type de support peut-on stocker le programme de l'enseignement scientifique?
            \item Même question pour la photo de l'appareil photo de la question précédente?
            \item Sur quel support peut-on stocker une vidéo d'une résolution 8.29M pixels à 60 images par seconde?
        \end{enumerate}
\end{enumerate}
\end{multicols}

\pagebreak

\vfill
\begin{center}
    \large \textbf{Table ASCII}
    \includegraphics[scale=0.35]{./fig/ascii_table}
\end{center}
\vfill
\begin{center}
    {\large \textbf{Puissances de 10 et préfixe}}

    \begin{tabular}{|*{10}{c|}}
        \hline
        Préfixe & yotta octet & zetta octet & exa octet & péta octet & téra octet & giga octet & méga octet & kilo octet & octet \\
        \hline
        Valeur & $10^{24}$o &$10^{21}$o &$10^{18}$o &$10^{15}$o &$10^{12}$o &$10^{9}$o & $10^{6}$o & $10^{3}$o &$1$o \\
        \hline
        Symbole & Yo & Zo & Eo & Po & To & Go & Mo & ko & o \\
        \hline
    \end{tabular}
\end{center}
\vfill



\end{document}