Information, Calcul, Communication Ce videoclip produit par l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne fait partie de son cours d’introduction à l’information, à la communication, et au calcul. Il s’inscrit dans le 2e module de ce cours qui porte sur les notions d’échantillonnage et de reconstruction de signaux puis introduit les notions d’entropie et de compression de l’information. Information, Calcul, Communication 2. Information & Communication – Leçon 1: Echantillonnage Clip 1: Introduction O. Lévêque, commentaire: P. Janson

Introduction Supposons que vous ayez un(e) bon(ne) ami(e) en Nouvelle-Zélande et que vous désirez lui jouer un sketch pour son anniversaire Il est aujourd’hui possible d’accomplir cette tâche en quelques minutes => Que se passe-t-il exactement lors d’une telle opération ? Pour aborder ces thèmes, supposons que vous vouliez envoyer à une connaissance à l’autre bout du monde un videoclip amusant pour son anniversaire. 1 On peut aujourd’hui réaliser cela en quelques minutes. Mais que se passe-t-il exactement à l’intérieur des systèmes informatiques impliqués?

Introduction 1. A l’aide de votre smartphone, vous enregistrez une vidéo amusante Ce processus utilise un algorithme sophistiqué qui convertit un signal analogique en sa représentation numérique Le processus utilise un autre algorithme sophistiqué qui protège le vidéoclip contre d’éventuelles erreurs de stockage Pour commencer vous enregistrez la vidéo désirée à l’aide de votre smartphone, 1 Ce processus implique immédiatement un 1er algorithme sophistiqué qui convertit le signal analogique (son et image perçus par la caméra et le micro) en une représentation numérique. 2 Le processus utilise en fait implicitement un autre algorithme sophistiqué pour protéger le vidéoclip contre d’éventuelles erreurs de stockage.

Introduction 2. Vous téléchargez ensuite cette vidéo sur votre site web préféré Un algorithme de compression réduit au préalable la taille du vidéoclip pour que le téléchargement ne dure pas des heures Deux autres algorithmes de correction d’erreurs sont ensuite utilisés pour protéger le clip contre d’éventuelles erreurs de transmission a) jusqu’à votre borne wifi, puis b) via internet jusqu’au site web visé Enfin un algorithme de cryptage peut être utilisé pour empêcher d’autres utilisateurs de visionner la vidéo Dans un 2e stade il est nécessaire de télécharger le videoclip ainsi réalisé sur un site web ou votre correspondant pourra aller le rechercher. 1 Ceci implique un 1er algorithme dit de compression qui va au préalable réduire la taille du vidéoclip pour que son téléchargement ne dure pas des heures. 2 Deux autres algorithmes de correction d’erreurs vont ensuite être utilisés pour protéger le clip contre d’éventuelles erreurs de transmission d’abord jusqu’à votre borne wifi, puis via internet jusqu’au site web visé. 3 Enfin un algorithme de cryptage peut aussi être utilisé pour empêcher d’autres utilisateurs de visionner le clip qui ne leur est pas destiné.

Introduction 3. Votre ami(e) découvre alors cette vidéo sur son « mur » et la regarde Un algorithme de correction d’erreurs est à nouveau utilisé pour parer aux éventuelles erreurs de transmission … ... puis un algorithme de décryptage est utilisé pour décoder cette vidéo … … et le signal est enfin reconstruit à partir des données numériques A ce stade votre correspondant jubilaire peut alors découvrir cette vidéo sur son « mur » 1 A cette fin un 1er algorithme de correction d’erreurs est à nouveau utilisé pour détecter et éventuellement réparer d’éventuelles erreurs de transmission … 2 ... puis un algorithme de décryptage peut être nécessaire si ce videoclip a été chiffré … 3 … et enfin seulement les signaux audio-visuels analogiques peuvent être reconstruits à partir de leur encodage numérique.

Introduction En bref: Objectif principal de ce module: Nous utilisons couramment un grand nombre d’algorithmes sophistiqués Cela a considérablement changé notre façon de vivre Ceci est dû à quelques contributions fondamentales au cours du dernier siècle Objectif principal de ce module: Comprendre quelques-unes de ces contributions fondamentales En bref: 1 Dans nos gestes quotidiens, nous utilisons, souvent sans nous en rendre compte, un grand nombre d’algorithmes sophistiqués. 2 Pour le meilleur ou pour le pire, ceci a considérablement changé notre manière de communiquer, de voyager, de voir le monde ... 3 Quelques contributions fondamentales, remontant pour certaines à plus d’une cinquantaine d’années, ont permis la réalisation de ces moyens de communication modernes. 4 L’objectif principal de ce module va être de comprendre quelques-unes de ces contributions fondamentales.

Plan du module Leçon 2.1 – Echantillonnage numérique de signaux analogiques Comment représenter / capter la réalité physique / analogique avec des bits ? Leçon 2.2 – Reconstruction de signaux analogiques depuis des données numériques Comment restituer la réalité physique / analogique à partir de bits ? Leçon 2.3 – Entropie Comment mesurer la quantité d’information présente dans des données numériques? Leçon 2.4 – Compression Comment stocker et transmettre des données en un minimum d’espace / temps ? Ce module ne parlera cependant pas ou peu de Transmission de données Réseaux de communication Cryptographie sujets qui seront abordés dans les videoclips de la 3e partie du cours Ce second module du cours est divisé en 4 séries de videoclips. 1 La 1e série parlera de l’échantillonnage numérique de signaux analogiques c.à.d. de la façon de représenter, de capter au moyen de bits une réalité physique sous sa forme de signaux audio-visuels analogiques. 2 La 2e série de videoclips de ce module parlera du processus inverse, la reconstruction de signaux analogiques depuis leur représentation numérique c.à.d. de la façon de restituer une réalité physique, analogique à partir de bits. 3 La 3e série de videoclips de ce module parlera d’entropie c.à.d. de la façon de mesurer la quantité d’information présente dans un message numérique. 4 La 4e et dernière série de videoclips de ce module parlera de compression c.à.d. de ce qu’on peut faire pour stocker des données en un minimum d’espace et les transmettre en un minimum temps. 5 Ce module ne parlera cependant pas ou peu de la façon de transmettre des données électroniquement, des réseaux de communication utilisés pour ce faire, et de la cryptographie nécessaire à la protection de données stockées ou transmises. Ces sujets seront abordés dans les videoclips de la 3e partie du cours.