Représentation de base
Pourquoi et comment le monde devient numérique ?
L'adjectif « Numérique » vient du latin « numerus » (« nombre », « multitude ») et signifie « représentation par nombres ». Il s'oppose au calcul analogique ou littéral (par lettre).
Définition
Le nom numérique désigne maintenant les technologies de l'information et de la communication. On parlera de numérisation l'opération de transformation vers ces technologies numériques. Dans d'autres langues, nous parlerons de digital.
Les grandeurs numériques n'existent pas à l'état naturel. Le numérique est une pure invention humaine !
La numérisation est le procédé permettant la construction d'une représentation discrète d'un objet du monde réel. Elle consiste donc à coder une information (texte, son, image, force...) sous la forme d'un ensemble de nombres (nous parlerons de forme numérique). Cette opération amène à une convergence des informations qui sont à l'origine totalement différentes. Ces informations pourront être manipulées, traitées, transmises et stockées par un système numérique.
Les données de base sont représentées selon un codage dépendant de leur nature : entiers, flottants, caractères et chaînes de caractères, ...
Définition
Le codage de l’information concerne les moyens de formaliser l'information afin de pouvoir la manipuler, la stocker ou la transmettre. Il ne s'intéresse pas au contenu mais seulement à la forme et à la taille des informations à coder.
Anecdote : 11 millions de bits par seconde
Puisque le codage ne s'intéresse ni au contenu ni à la nature de l'information, mais seulement à sa taille, on peut mesurer en bits absolument n'importe quel flux d'information — y compris celui qui entre dans un cerveau humain.
Les estimations de Tor Nørretranders (The User Illusion, 1991) donnent, pour l'ensemble de nos capteurs sensoriels, un débit total d'environ 11 millions de bits par seconde :
| Sens | Débit estimé |
|---|---|
| Vue | ≈ 10 000 000 bit/s |
| Toucher | ≈ 1 000 000 bit/s |
| Ouïe | ≈ 100 000 bit/s |
| Odorat | ≈ 100 000 bit/s |
| Goût | ≈ 1 000 bit/s |
Or de ce déluge, nous ne devenons conscients que de quelques dizaines de bits par seconde : Nørretranders avance 16 à 40 bit/s, et un article de 2024 (Zheng & Meister, The Unbearable Slowness of Being) descend même à une dizaine de bit/s. Autrement dit : il entre en permanence environ un million de fois plus d'information que ce dont nous nous apercevons.
⚠️ Ces valeurs sont des ordres de grandeur estimés, pas des mesures : elles viennent de l'application de la théorie de l'information à la physiologie, et les chercheurs en discutent encore les détails. Ce qui compte ici n'est pas le chiffre exact, c'est l'écart énorme entre l'entrée et la sortie — et surtout le fait qu'on puisse poser la question en bits.
C'est précisément le projet de cette séquence : pour chaque type d'information, trouver une représentation qui tienne dans un nombre fini de bits.
L'objet de cette séquence est de répondre à la question : Comment sont codées les données dans une machine ?
Cette séquence se décompose en 5 chapitres :