Introduction à l’informatique et applications à la biologie

II - Changement de bases (version 3.0)

Prof. Patrick E. Meyer

Comprendre l’ordinateur

Si une cellule vivante est comme un ordinateur, commençons par comprendre l’ordinateur!

Taille de l’alphabet

On a vu que le vivant utilise un alphabet de 4 symboles (CTAG) alors que l’ordinateur lui n’en utilise que 2 (01), quels sont les avantages et inconvénients d’un alphabet?

  • L’information est exactement la même, peu importe l’alphabet (la preuve est que cet ordinateur fonctionnant en binaire vous montre à l’écran… des mots dans un alphabet de 27 lettres)

  • Cependant, il y a un avantage (pas en terme d’information) à l’un de ces alphabets, lequel? (hint: penser au noyau d’une cellule)

Pourquoi choisir le binaire?

  • Carte perforée

  • Disque laser

Disque magnétique

Représenter un nombre

Pour représenter un nombre \(n\) dans une base \(B\), on le décompose en \(m\) éléments \(n_i\), tels que

\[ n = \sum_{i=1}^{m} n_i*B^i \]

  • 13275 en décimal = 1*10000+3*1000+2*100+7*10+5
  • 111 en binaire = 1*4+1*2+1 = 7

“Il y a 10 types de personnes dans le monde, ceux qui comprennent le binaire et les autres”

Les mathématiques (changer son angle de vue)

  • Si vous demandez à un alcoolique qu’est ce qui est plus grand: 2/3 ou 3/5, il ne va probablement pas savoir répondre mais si vous lui demandez s’il vaut mieux boire 2 bouteilles à 3 ou 3 bouteilles à 5, il n’aura aucun mal à trouver la réponse…

  • Algèbre

    \[ \begin{cases} 3x=30\\ x+2y=18\\ y-2z=2\\ y+z+x=?? \end{cases} \]

Exercices de conversion

  • Conversion décimale en binaire

    • \(3_{10} = ?_{2}\)

    • \(35_{10} = ?_{2}\)

  • Conversion décimale et binaire en ADN (avec C=0, T=1, A=2 et G=3)

    • \(35_{10} = ?_{ctag}\)

    • \(11011000_{2} = ?_{ctag}\)

La base 16 (hexadécimale)

  • 0 à 9 et A,B,C,D,E,F

  • la notation: \(\verb-0xA3E1- = (A3E1)_{16}\)

  • on a vu que 2 bits codent pour une base (CTAG)

  • combien de bases codent pour un symbole hexa?

  • combien de symboles hexa codent pour un octet?

  • ex d’un nombre de 32 bits en hexa: 0x35762411

  • pour quelle raison l’hexa est-il si populaire en informatique? Et pourquoi pas la base 32?

Récapitulatif

  • balance de la taille de l’alphabet

    • compression vs simplicité lecture-écriture
  • stockage sur disque laser et disque magnétique

  • les nombres positifs en base 2, 4, 16