Sommaire Introduction Show Introduction Ce cours est assez différent des autres chapitres car il fait intervenir des notions qui ne sont pas forcément en lien avec d’autres chapitres. Bits et octets Avant de commencer le chapitre en lui-même, nous allons parler de bits et d’octets.
On voit qu’il y a plusieurs disques durs, et sur celui de gauche par exemple il y a marqué : 48,6 Go libres sur 264 Go Dans le disque dur il peut y avoir des musiques par exemple, qui sont composées d’un certain nombre d’octets :
Ce fichier de musique par exemple est composé de 5,87 Mo (mégaoctets). Mais que signifie octets, mégaoctets, gigaoctets, etc… ? 1 octet correspond à 8 bits :
Pour ne pas inverser (en disant 8 octets = 1 bit, ce qui est faux…), il est facile de retenir que oct- est le préfixe pour huit (1 octogone par exemple). Ainsi 8 octets signifierait 8 fois 8, ce qui ici n’a pas de sens… D’accord, mais qu’est-ce-qu’un bit ?? L’explication du binaire est disponible sur cette page, ce n’est pas indispensable au chapitre mais c’est mieux, ne serait-ce que pour ta culture ! Un octet étant composé de 8 bits, 01100101 est un octet, tout comme 11010100 par exemple. Octets et bits peuvent s’exprimer avec les préfixes kilo, méga et giga : Ainsi 5 Mo correspond à 5 x 106 octets, soit 5 x 106 x 8 = 40 x 106 bits. Il faut cependant faire très attention car il y a d’autres unités qui ressemblent fortement. Comme tu le vois cela ressemble beaucoup au niveau de la notation (on rajoute un i avant le o) mais ce n’est pas pareil ! Bon pour 230 on est un peu loin du compte mais pour 210 et 220 c’est assez proche. Cependant, ce n’est pas à toi normalement de décider si on fait cette approximation ou non, ce sera dit dans l’énoncé. On peut donc résumé tout cela à l’aide des tableau suivants :
Dernière chose avant de passer à la suite : avec n bits, on peut compter jusqu’à 2n – 1. Ainsi, avec 4 bits, on peut compter de 0 à 24 – 1 = 15, et donc faire 16 valeurs différentes possibles. — Au Bac Amérique du sud 2013 par exemple, il y avait la question : Mais on compte de 0 à 255 (ce n’était pas demandé dans l’énoncé mais il faut bien l’avoir en tête). Retiens bien cet exemple car on s’en servira beaucoup par la suite, puisque 8 bits = 1 octet Signal numérique et analogique Haut de page Rentrons maintenant dans le chapitre à proprement parlé : commençons par voir la différence entre un signal numérique et un signal analogique.
Le signal analogique, à gauche, varie de manière continue, il peut prendre n’importe quelle valeur en ordonnée. On peut ainsi retenir les définitions suivantes : — Retiens bien ces définitions car elles sont souvent demandées en question de cours, et presque à chaque fois au Bac !! Mais quelle est l’utilité de connaître cette différence ? Pour cela tu vas parler : tu vas émettre des sons, autrement dit des ondes, qui sont un signal analogique. Mais pourquoi convertir en numérique si c’est pour après le
reconvertir en analogique ?? Le signal numérique sera composé de bits (qui valent 0 ou 1), le nombre total de bits fournira la taille du fichier. Nous allons étudier en détails la conversion analogique-numérique (autrement dit le CAN). Échantillonnage Haut de page Il s’agit donc de transformer le signal analogique en signal numérique. Le problème est que le signal analogique est continu, il comporte donc une infinité de points au cours du temps, mais on ne peut don pas tous les prendre. Le premier problème sera résolu avec ce que l’on appelle l’échantillonnage. — Retiens bien cette définition car elle est souvent demandée au contrôle et au Bac ! Autrement dit, si une musique dure 3 minutes par exemple, on ne prendra que 1 point toutes les millisecondes par exemple.
La
durée entre deux valeurs échantillonnées est ce que l’on appelle la période d’échantillonnage., notée Te et visible sur le graphe précédent.
Le premier problème est réglé Il faut désormais attribuer à chacun de ces points une valeur discrète du signal numérique. Pour cela il faut déjà définir quelles sont ces valeurs discrètes. Imaginons que l’on ait un signal analogique compris entre 5 V et 17
V. Ensuite, il faut connaître le nombre de bits du convertisseur : on te dira dans l’énoncé « on a un CAN 8 bits », ou « on considère un CAN 16 bits » etc… On a donc la formule :
La plage étant en volts et le 2n étant sans unité, le pas est en volts. Si l’on reprend l’exemple du signal dont le plage est de 12 V, et que l’on prend un convertisseur 4 bits, on a :
Ainsi, les différentes valeurs discrètes du signal numérique partiront de 5 (la valeur minimale) puis progresseront de 0,75 en 0,75 jusqu’à la valeur maximale de 17
: Si un des points de l’échantillonnage a pour pour valeur 6,7 V, il aura pour valeur discrète dans le signal numérique la valeur la plus proche, à savoir 6,5 V dans notre exemple. Graphiquement on obtient cela :
Le signal analogique est désormais numérisé. Mais à partir de ce signal numérique il va falloir reproduire le signal analogique. Pour cela il faut que le numérique corresponde au maximum au signal analogique. Il faut donc un petit Te (ou un grand fe), et un grand n pour avoir
une qualité maximale. Il faut donc trouver le bon compromis entre la période d’échantillonnage et le pas du convertisseur pour obtenir le résultat souhaité. Débit binaire Haut de page Le signal numérique, stocké sous forme de fichier sur ton ordinateur par exemple, peut parfois être envoyé sur un autre support (tu envoies une musique à un ami par exemple). Ce fichier est constitué de bits comme on l’a dit précédemment. Le fichier va être envoyé plus ou moins vite suivant ce que l’on appelle le débit binaire, souvent noté D. — D’après cette définition, la formule du débit binaire est :
n correspond au nombre de bits D est donc en bit.s-1 D correspond à la vitesse de transmission du signal numérique : plus D est grand, plus le signal est transmis rapidement. L’image numérique Haut de page Nous allons maintenant nous intéresser spécifiquement aux images numériques, comme les photos qui sont sur ton téléphone par exemple. Cette image est composée de pixels qui sont des petits carrés colorés.
Une image numérique est composée de petits carrés appelés pixels Tu auras évidemment reconnu Mario, mais comme il y a peu de pixels ce n’est pas très joli. — Pour calculer cette
définition, il faut multiplier le nombre de pixels sur la largeur de l’image par le nombre de pixels sur la longueur de l’image. Pour l’image de Mario ci-dessus, si l’on fait un quadrillage correspondant aux pixels on obtient ça :
On voit qu’il y a 16 pixels en horizontal et 14 en vertical, donc une définition de 16 x 14 = 224 pixels. Chacun de ces pixels va être codé sur un certain nombre de bits. — — Il existe deux grands types d’images : Pour les images en couleurs, chaque pixel aura une couleur. Chaque couleur sera codée sur 8 bits, ce qui donne 3 x 8 = 24 bits pour 1 pixel, soit 3 octets. — Le rouge, le vert et le bleu sont parfois appelés sous-pixels : chaque pixel est donc composé de 3 sous-pixels, codé chacun sur 8 bits. On a vu au début du chapitre qu’avec 24 bits, on peut avoir 224 = 16 777 216 valeurs. Mais attention, chaque sous-pixel est codé sur 8 bits, ce qui fait 28 = 256 valeurs. Chaque sous-pixel aura donc une valeur comprise entre 0 et 255. — On peut alors trouver la représentation suivante pour un pixel :
Dans le pixel de gauche, le sous-pixel rouge a pour valeur 125, le vert 43 et le bleu 75. Grâce à des applications comme Paint, tu peux savoir de quelle couleur il s’agit :
On voit qu’il s’agit d’une couleur violette. On a dit précédemment que 0 correspondait à une absence totale de couleur, et 255 à une présence maximale de cette couleur.
Retiens-bien toute cela car au contrôle tu vas sûrement en avoir besoin !! Pour les images en noir et blanc, c’est un peu le même principe sauf que chaque sous-pixel aura la même valeur.
On aura donc 0-0-0 ou 1-1-1 ou 2-2-2 etc… 255-255-255. Il n’y a donc que 256 niveaux de gris différents, contrairement aux 16 millions de couleurs !! Mais du coup, à quoi cela sert de répéter 3 fois la même valeur ?? — La taille de l’image sera donc 3 fois plus petite qu’une image de même dimension en couleurs (mais elle sera en niveaux de gris…) — Exercices Haut de page Retour au sommaireHaut de la page Quels sont les moyens de transmission de l'information ?- la transmission lumineuse ( vision directe, câblage, en fibre optique..) ; - la transmission par câble électrique (téléphone, informatique…) ; - la transmission hertzienne (téléphone sans fil, satellites…). Lorsque nous communiquons par courrier postal, l'information est contenue dans le courrier.
Quels sont les principaux éléments intervenants dans la transmission des signaux ?Il y a un expéditeur (source) du signal et un ou des destinataires (cible(s)). L'information transmise obéit à une codification, normalisation, maîtrisée par les deux intervenants.
Quels sont les 3 milieux de transmission des systèmes numériques ?INTRODUCTION. Les systèmes de transmission numérique véhiculent de l'information entre une source et un destinataire en utilisant un support physique comme le câble, la fibre optique ou, encore, la propagation sur un canal radioélectrique.
Comment un signal PeutLa transmission des signaux dépend de leur nature : les signaux électriques sont transmis par des matériaux conducteurs, les signaux lumineux peuvent être transmis par fibre optique, etc. Les signaux peuvent aussi être transmis par onde électromagnétique ou acoustique.
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