Différences

Ci-dessous, les différences entre deux révisions de la page.

--- enseignement:informatique:programme:seconde [2019/03/19 16:43] – frog
+++ enseignement:informatique:programme:seconde [2019/05/17 15:40] (Version actuelle) – [La photographie numérique] frog
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 Cette convergence d’activités encore récemment indépendantes est un phénomène généralisé lié au développement de la science informatique et des technologies associées, et notamment à leur intégration avec le domaine des télécommunications, à l’informatisation massive de domaines variés (communication, audiovisuel, transports, instrumentation scientifique médicale et technique, outillage numérique, objets connectés, etc.), et bien sûr à la création du réseau internet.\\
 Malgré leur grande variété, ces avancées se fondent toutes sur l’universalité et la flexibilité d’un petit nombre de concepts en interaction :\\
-  * les données, qui représentent sous une forme numérique unifiée des informations très diverses : textes, images, sons, mesures physiques, sommes d’argent, etc. ;\\
+  * les données, qui représentent sous une forme numérique unifiée des informations très diverses : textes, images, sons, mesures physiques, sommes d’argent, etc.\\
-  * les algorithmes, qui spécifient de façon abstraite et précise des traitements à effectuer sur les données à partir d’opérations élémentaires ;\\
+  * les algorithmes, qui spécifient de façon abstraite et précise des traitements à effectuer sur les données à partir d’opérations élémentaires\\
-  * les langages, qui permettent de traduire les algorithmes abstraits en programmes textuels ou graphiques de façon à ce qu’ils soient exécutables par les machines ;\\
+  * les langages, qui permettent de traduire les algorithmes abstraits en programmes textuels ou graphiques de façon à ce qu’ils soient exécutables par les machines\\
   * les machines, et leurs systèmes d’exploitation, qui permettent d’exécuter des programmes en enchaînant un grand nombre d’instructions simples, assurent la persistance des données par leur stockage et de gérer les communications. On y inclut les objets connectés et les réseaux.\\
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 La présentation de chaque thème débute par des éléments de culture scientifique et technologique qui peuvent proposer des repères historiques, expliciter les concepts et décrire les impacts sur les pratiques humaines des technologies présentées. Elle se termine par un tableau qui circonscrit précisément les connaissances et les capacités attendues des élèves, puis d’une liste, non exhaustive ni impérative, d’activités qui peuvent être menées avec les élèves.\\
 Cet enseignement a vocation à multiplier les occasions de mise en activité des élèves, sous des formes variées (exposés, travaux en groupe, mini-projets, productions individuelles ou collectives, etc.) qui permettent de développer des compétences transversales :\\
-  * faire preuve d’autonomie, d’initiative et de créativité ;\\
+  * faire preuve d’autonomie, d’initiative et de créativité\\
-  * présenter un problème ou sa solution, développer une argumentation dans le cadre d’un débat ;\\
+  * présenter un problème ou sa solution, développer une argumentation dans le cadre d’un débat\\
-  * coopérer au sein d’une équipe ;\\
+  * coopérer au sein d’une équipe\\
-  * rechercher de l’information, apprendre à utiliser des sources de qualité, partager des ressources ;\\
+  * rechercher de l’information, apprendre à utiliser des sources de qualité, partager des ressources\\
   * faire un usage responsable et critique des sciences et technologies numériques.\\
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 Le Web (toile ou réseau) désigne un système donnant accès à un ensemble de données (page, image, son, vidéo) reliées par des liens hypertextes et accessibles sur le réseau internet.
 == Repères historiques ==
- * 1965 : invention et programmation du concept d’hypertexte par Ted Nelson ;
+  * 1965 : invention et programmation du concept d’hypertexte par Ted Nelson\\
- * 1989 : naissance au CERN par Tim Berners Lee ;
+  * 1989 : naissance au CERN par Tim Berners Lee\\
- * 1993 : mise dans le domaine public, disponibilité du premier navigateur Mosaic ;
+  * 1993 : mise dans le domaine public, disponibilité du premier navigateur Mosaic\\
- * 1995 : mise à disposition de technologies pour le développement de site Web interactif (langage JavaScript) et dynamique (langage PHP) ;
+  * 1995 : mise à disposition de technologies pour le développement de site Web interactif (langage JavaScript) et dynamique (langage PHP)\\
- * 2001 : standardisation des pages grâce au DOM (Document Object Model) ;
+  * 2001 : standardisation des pages grâce au DOM (Document Object Model)\\
- * 2010 : mise à disposition de technologies pour le développement d’applications sur mobiles.
+  * 2010 : mise à disposition de technologies pour le développement d’applications sur mobiles.\\
 == Normalisation de la présentation de l’information ==
 Sur le Web, les textes, photos, vidéos, graphiques, sons, programmes sont exprimés et assemblés dans divers formats normalisés par un consortium mondial (W3C : World Wide Web Consortium), ce qui permet une circulation standardisée de ces informations.\\
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 ==== Les réseaux sociaux ====
 == Introduction ==
 Les réseaux sociaux sont des applications basées sur les technologies du Web qui offrent un service de mise en relation d’internautes pour ainsi développer des communautés d’intérêts.
 == Repères historiques ==
- * 1995 : Classmates est l’un des premiers réseaux sociaux qui permettent aux étudiants de rester en relation ;
+  * 1995 : Classmates est l’un des premiers réseaux sociaux qui permettent aux étudiants de rester en relation\\
- * 2003 : apparition de Myspace, aujourd’hui en perte de vitesse, et de LinkedIn (racheté depuis par Microsoft),  à vocation professionnelle ;
+  * 2003 : apparition de Myspace, aujourd’hui en perte de vitesse, et de LinkedIn (racheté depuis par Microsoft),  à vocation professionnelle\\
- * 2004 : apparition de Facebook, d’abord réservé aux étudiants de l’université Harvard, puis ouvert au grand public en 2006 ;
+  * 2004 : apparition de Facebook, d’abord réservé aux étudiants de l’université Harvard, puis ouvert au grand public en 2006\\
- * 2006 : apparition de Twitter, qui permet l’échange de courts messages, limités au départ à 140 puis à 280 caractères (on parle de microblogage) ;
+  * 2006 : apparition de Twitter, qui permet l’échange de courts messages, limités au départ à 140 puis à 280 caractères (on parle de microblogage)\\
- * 2009 : lancement de la messagerie instantanée WhatsApp (rachetée depuis par Facebook) qui se substitue à l’utilisation des SMS et MMS chez beaucoup d’utilisateurs ;
+  * 2009 : lancement de la messagerie instantanée WhatsApp (rachetée depuis par Facebook) qui se substitue à l’utilisation des SMS et MMS chez beaucoup d’utilisateurs\\
- * 2010 : arrivée d’Instagram (racheté depuis par Facebook), qui permet le partage de photos et de vidéos ;
+  * 2010 : arrivée d’Instagram (racheté depuis par Facebook), qui permet le partage de photos et de vidéos ;
- * 2011 : début de Snapchat qui permet, sur plateformes mobiles, le partage de photos et de vidéos, avec une limitation de durée ;
+  * 2011 : début de Snapchat qui permet, sur plateformes mobiles, le partage de photos et de vidéos, avec une limitation de durée\\
- * 2018 : on estime à 3,2 milliards le nombre d’utilisateurs actifs des réseaux sociaux.
+  * 2018 : on estime à 3,2 milliards le nombre d’utilisateurs actifs des réseaux sociaux.\\
 En 2018, les réseaux sociaux utilisés en France sont états-uniens, toutefois il en existe bien d’autres : en
 Chine, par exemple, apparaît en 2009 l’application de microblogage Weibo avec plus de 350 millions
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 Les affaires de fuite de données personnelles mettent en avant les questions liées aux modèles économiques des applications de réseautage social symbolisés par le slogan « quand c’est gratuit, c’est vous le produit ».\\
 Les réseaux sociaux peuvent être le support d’un harcèlement numérique, par le biais de photographies partagées sans consentement ou impossibles à retirer, par la diffusion de fausses nouvelles, de dénonciations ou de calomnies. Des pratiques, des outils et des services permettent de se protéger, lutter et dénoncer de tels agissements.\\
+^ Contenus ^ Capacités attendues ^
+|Réseaux sociaux existants | Distinguer plusieurs réseaux sociaux selon leurs caractéristiques, y compris un ordre de grandeur de leurs nombres d’abonnés.\\ Paramétrer des abonnements pour assurer la confidentialité de données personnelles. |
+|Modèle économique des réseaux sociaux | Identifier les sources de revenus des entreprises de réseautage social.|
+|Rayon, diamètre et centre d’un graphe | Déterminer ces caractéristiques sur des graphes simples.|
+|Notion de « petit monde » \\ Expérience de Milgram | Décrire comment l’information présentée par les réseaux sociaux est conditionnée par le choix préalable de ses amis. |
+|Harcèlement numérique | Connaître les dispositions de l’article 222-33-2-2 du code pénal. |
+| Exemples d’activités ||
+| * Construire ou utiliser une représentation du graphe des relations d’un utilisateur. S’appuyer sur la densité des liens pour identifier des groupes, des communautés.\\ - Sur des exemples de graphes simples, en informatique   débranchée, étudier les notions de rayon, diamètre et centre d’un graphe, de manière à illustrer la notion de « petit monde ». \\ - Comparer les interfaces et fonctionnalités de différents réseaux sociaux. \\ - Dresser un comparatif des formats de données, des possibilités d’échange ou d’approbation (bouton like), de la persistance des données entre différents réseaux sociaux. \\ - Analyser les paramètres d’utilisation d’un réseau social. Analyser les autorisations données aux applications tierces. \\ - Discuter des garanties d’authenticité des comptes utilisateurs ou des images. \\ - Lire et expliquer les conditions générales d’utilisation d’un réseau social. \\ - Consulter le site nonauharcelement.education.gouv.fr. ||
+==== Les données structurées et leur traitement ====
+==Introduction==
+Les données constituent la matière première de toute activité numérique. Afin de permettre leur
+réutilisation, il est nécessaire de les conserver de manière persistante. Les structurer correctement
+garantit que l’on puisse les exploiter facilement pour produire de l’information. Cependant, les données
+non structurées peuvent aussi être exploitées, par exemple par les moteurs de recherche.
+==Repères historiques==
+ * 1930 : utilisation des cartes perforées, premier support de stockage de données ;
+ * 1956 : invention du disque dur permettant de stocker de plus grandes quantités de données, avec un accès de plus en plus rapide ;
+ * 1970 : invention du modèle relationnel (E. L. Codd) pour la structuration et l’indexation des bases de données ;
+ * 1979 : création du premier tableur, VisiCalc ;
+ * 2009 : Open Government Initiative du président Obama ;
+ * 2013 : charte du G8 pour l’ouverture des données publiques.
+== Les données et l’information ==
+Une donnée est une valeur décrivant un objet, une personne, un événement digne d’intérêt pour celui
+qui choisit de la conserver. Par exemple, le numéro de téléphone d’un contact est une donnée. Plusieurs
+descripteurs peuvent être utiles pour décrire un même objet (par exemple des descripteurs permettant
+de caractériser un contact : nom, prénom, adresse et numéro de téléphone).
+Une collection regroupe des objets partageant les mêmes descripteurs (par exemple, la collection des
+contacts d’un carnet d’adresses). La structure de table permet de présenter une collection : les objets en
+ligne, les descripteurs en colonne et les données à l’intersection. Les données sont alors dites
+structurées.
+Pour assurer la persistance des données, ces dernières sont stockées dans des fichiers. Le format CSV
+(Comma Separated Values , les données avec des séparateurs) est un format de fichier simple
+permettant d’enregistrer une table. À tout fichier sont associées des métadonnées qui permettent d’en
+décrire le contenu. Ces métadonnées varient selon le type de fichier (date et coordonnées de
+géolocalisation d’une photographie, auteur et titre d’un fichier texte, etc.).
+Les données comme les métadonnées peuvent être capturées et enregistrées par un dispositif matériel
+ou bien renseignées par un humain. Elles sont de différents types (numériques, textes, dates) et peuvent
+être traitées différemment (calcul, tri, affichage, etc.).
+Certaines collections typiques sont utilisées dans des applications et des formats standardisés leur sont
+associés : par exemple le format ouvert vCard (extension .vfc) pour une collection de contacts.
+Une base de données regroupe plusieurs collections de données reliées entre elles. Par exemple, la base
+de données d’une bibliothèque conserve les données sur les livres, les abonnés et les emprunts
+effectués.
+== Les algorithmes et les programmes ==
+La recherche dans des données structurées a d’abord été effectuée selon une indexation préalable faite
+par l’homme. Des algorithmes ont ensuite permis d’automatiser l’indexation à partir de textes, d’images
+ou de sons.
+Une table de données peut faire l’objet de différentes opérations : rechercher une information précise
+dans la collection, trier la collection sur une ou plusieurs propriétés, filtrer la collection selon un ou
+plusieurs tests sur les valeurs des descripteurs, effectuer des calculs, mettre en forme les informations
+produites pour une visualisation par les utilisateurs.
+La recherche dans une base comportant plusieurs collections peut aussi croiser des collections
+différentes sur un descripteur commun ou comparable.
+== Les machines ==
+Les fichiers de données sont stockés sur des supports de stockage : internes (disque dur ou SSD) ou
+externes (disque, clé USB), locaux ou distants (cloud). Ces supports pouvant subir des dommages
+entraînant des altérations ou des destructions des données, il est nécessaire de réaliser des
+sauvegardes.
+Des recherches dans les fichiers se font à l’intérieur même des ordinateurs, soit sur la base de leurs
+métadonnées, soit sur la base d’une indexation (à la manière des moteurs de recherche sur le Web).
+Les grandes bases de données sont souvent implémentées sur des serveurs dédiés (machines puissantes
+avec une importante capacité de stockage sur disques). Ces centres de données doivent être alimentés
+en électricité et maintenus à des températures suffisamment basses pour fonctionner correctement.
+== Impacts sur les pratiques humaines ==
+L’évolution des capacités de stockage, de traitement et de diffusion des données fait qu’on assiste
+aujourd’hui à un phénomène de surabondance des données et au développement de nouveaux
+algorithmes capables de les exploiter.
+L’exploitation de données massives (Big Data) est en plein essor dans des domaines aussi variés que les
+sciences, la santé ou encore l’économie. Les conséquences sociétales sont nombreuses tant en termes
+de démocratie, de surveillance de masse ou encore d’exploitation des données personnelles.
+Certaines de ces données sont dites ouvertes (OpenData), leurs producteurs considérant qu’il s’agit d’un
+bien commun. Mais on assiste aussi au développement d’un marché de la donnée où des entreprises
+collectent et revendent des données sans transparence pour les usagers. D’où l’importance d’un cadre
+juridique permettant de protéger les usagers, préoccupation à laquelle répond le règlement général sur
+la protection des données (RGPD).
+Les centres de données (datacenter) stockent des serveurs mettant à disposition les données et des
+applications les exploitant. Leur fonctionnement nécessite des ressources (en eau pour le
+refroidissement des machines, en électricité pour leur fonctionnement, en métaux rares pour leur
+fabrication) et génère de la pollution (manipulation de substances dangereuses lors de la fabrication, de
+la destruction ou du recyclage). De ce fait les usages numériques doivent être pensés de façon à limiter
+la transformation des écosystèmes (notamment le réchauffement climatique) et à protéger la santé
+humaine.
+^ Contenus ^ Capacités attendues                                             ^
+| Données  | Identifier les principaux formats et représentations de données.|
+| Données structurées | Identifier les différents descripteurs d’un objet.\\ Distinguer la valeur d’une donnée de son descripteur.\\ Utiliser un site de données ouvertes, pour sélectionner et récupérer des données.|
+| Traitement de données structurées | Réaliser des opérations de recherche, filtre, tri ou calcul sur une ou plusieurs tables.|
+| Métadonnées | Retrouver les métadonnées d’un fichier personnel.|
+| Données dans le nuage (cloud) | Utiliser un support de stockage dans le nuage.\\ Partager des fichiers, paramétrer des modes de synchronisation.\\ Identifier les principales causes de la consommation énergétique des centres de données ainsi que leur ordre de grandeur.\\
+| Exemples d’activités ||
+| * Consulter les métadonnées de fichiers correspondant à des informations différentes et repérer celles collectées par un dispositif et celles renseignées par l’utilisateur.\\ - Télécharger des données ouvertes (sous forme d’un fichier au format CSV avec les métadonnées associées), observer les différences de traitements possibles selon le logiciel choisi pour lire le fichier : programme Python, tableur, éditeur de textes ou encore outils spécialisés en ligne.\\ - Explorer les données d’un fichier CSV à l’aide d’opérations de tri et de filtre, effectuer des calculs sur ces données, réaliser une visualisation graphique des données.\\ - À partir de deux tables de données ayant en commun un descripteur, montrer l’intérêt des deux tables pour éviter les redondances et les anomalies d’insertion et de suppression, réaliser un croisement des données permettant d’obtenir une nouvelle information.\\ - Illustrer, par des exemples simples, la consommation énergétique induite par le traitement et le stockage des données. ||
+==== Localisation, cartographie et mobilité ====
+== Introduction ==
+La cartographie est essentielle pour beaucoup d’activités : agriculture, urbanisme, transports, loisirs, etc.
+Elle a été révolutionnée par l’arrivée des cartes numériques accessibles depuis les ordinateurs, tablettes
+et téléphones, bien plus souples à l’usage que les cartes papier.
+Les cartes numériques rassemblent toutes les échelles et permettent de montrer différents aspects de
+la région visualisée sur une seule carte. Les algorithmes de recherche permettent de retrouver sur la
+carte les endroits en donnant simplement leur nom, et de calculer des itinéraires entre points selon des
+modes de transports variés.
+== Repères historiques ==
+Les cartes ont été systématiquement numérisées à la fin du XX e siècle.
+Le principal instrument de localisation, GPS (Global Positioning System), a été conçu par l’armée
+américaine dans les années soixante. Le premier satellite GPS fut lancé en 1978. Il y en a actuellement
+une trentaine, de sorte qu’à tout moment quatre à six satellites au moins sont visibles depuis tout point
+de la Terre. Couplé aux cartes numériques, le système GPS permet de se situer. Il n’est pas toujours
+efficace en ville, et peut être complété par d’autres moyens de localisation comme la détection de
+bornes Wi-Fi proches. D’autres systèmes plus précis, dont Galileo, sont en cours de déploiement.
+== Les données et l’information ==
+Les informations des cartes numériques proviennent de nombreuses sources : services géographiques
+des États, photos prises par des satellites, avions ou voitures, données fournies par les utilisateurs, etc.
+Ces informations sont de natures diverses : topographiques, géologiques, photographiques, liées aux
+transports, à l’activité industrielle ou touristique, etc. Des projets collaboratifs comme OpenStreetMap
+Sciences numériques et technologie, enseignement commun, classe de seconde. 15permettent à chaque utilisateur d’ajouter des informations à une carte en libre accès, qui deviennent
+alors visibles par tous les utilisateurs.
+Un satellite GPS contient une horloge atomique mesurant le temps à une très grande précision et
+envoyant régulièrement des messages contenant cette heure. Chaque message se propageant à la
+vitesse de la lumière, le récepteur peut calculer sa distance au satellite. On peut en déduire sa position
+en suivant plusieurs satellites, ce que fait automatiquement le récepteur GPS.
+== Les algorithmes et les programmes ==
+Les algorithmes cartographiques concernent principalement l’affichage sélectif d’informations variées et
+le calcul d’itinéraires. L’affichage est paramétré par les informations à montrer, que l’on peut choisir par
+simples clics. Une difficulté est liée au mélange d’informations de types différents lors des changements
+d’échelle : les graphismes peuvent être très différents et beaucoup d’informations doivent être
+supprimées pour les grandes échelles, mais une route doit être représentée avec à peu près la même
+largeur, quelle que soit l’échelle.
+Les récepteurs GPS fournissent la localisation sous une forme normalisée facilement décodable, par
+exemple selon le protocole NMEA 0183 (National Marine Electronics Association), ou directement dans
+les métadonnées EXIF d’une photo. La localisation et les cartes se couplent dans le suivi permanent de la
+position sur la carte ou sur un itinéraire précalculé.
+== Les machines ==
+Les machines utilisées pour la cartographie sont surtout les ordinateurs, tablettes et téléphones
+classiques équipés d’une application ad hoc. Les récepteurs GPS spécialisés restent importants pour la
+navigation maritime ou aérienne, mais ceux pour la randonnée pédestre sont en voie de disparition,
+supplantés par les téléphones.
+L’heure fournie par le GPS sert aussi de base pour la synchronisation précise des horloges internes des
+ordinateurs connectés à internet, ce qui est très important pour tous les échanges d’informations.
+== Impacts sur les pratiques humaines ==
+Les cartes numériques, accessibles depuis un téléphone, remplacent progressivement les cartes sur
+papier. Leurs interfaces permettent d’accéder commodément à de nombreux types d’information.
+Couplé aux algorithmes de calculs d’itinéraires, le GPS est utilisé systématiquement pour les transports,
+l’agriculture, la randonnée, la navigation à voile, etc.
+Le maintien à jour des cartes numériques est un problème difficile qui demande beaucoup de
+ressources au plan mondial. Les erreurs dans les cartes, inévitables à cause de l’énorme quantité
+d’informations à collecter, peuvent avoir des conséquences dramatiques.
+Par ailleurs, de nombreuses applications ont accès à la localisation dans un téléphone, ce qui leur
+permet d’envoyer des publicités non désirées, de suivre vos itinéraires, ou de localiser une personne.
+Enfin, le GPS n’est pas toujours sûr, car facile à brouiller à l’aide d’appareils simples.
+^Contenus ^Capacités attendues  ^
+| GPS, Galileo | Décrire le principe de fonctionnement de la géolocalisation. |
+| Cartes numériques | Identifier les différentes couches d’information de GeoPortail pour extraire différents types de données.\\ Contribuer à OpenStreetMap de façon collaborative.\\ |
+|Protocole NMEA 0183| Décoder une trame NMEA pour trouver des coordonnées géographiques. |
+|Calculs d’itinéraires|Utiliser un logiciel pour calculer un itinéraire.\\ Représenter un calcul d’itinéraire comme un problème sur un graphe. |
+|Confidentialité | Régler les paramètres de confidentialité d’un téléphone pour partager ou non sa position. |
+|Exemples d’activités ||
+| * Expérimenter la sélection d’informations à afficher et l’impact sur le changement d’échelle de cartes (par exemple sur GeoPortail), ainsi que les ajouts d’informations par les utilisateurs dans OpenStreetMap.\\ - Mettre en évidence les problèmes liés à un changement d’échelle dans la représentation par exemple des routes ou de leur nom sur une carte numérique pour illustrer l’aspect discret du zoom.\\ - Calculer un itinéraire routier entre deux points à partir d’une carte numérique.\\ - Connecter un récepteur GPS sur un ordinateur afin de récupérer la trame NMEA, en extraire la localisation.\\ - Extraire la géolocalisation des métadonnées d’une photo.\\ - Situer sur une carte numérique la position récupérée. ||
+==== Informatique embarquée et objets connectés ====
+== Introduction ==
+Embarquer l’informatique dans les objets a beaucoup d’avantages : simplifier leur fonctionnement, leur
+donner plus de possibilités d’usage et de sûreté, et leur permettre d’intégrer de nouvelles possibilités à
+matériel constant par simple modification de leur logiciel.
+Après avoir transformé les chaînes de montage des automobiles et les avions dans les années quatre-
+vingt-dix, l’informatique intervient maintenant dans des domaines toujours plus nombreux :
+automobile, réseau ferroviaire et transports urbains, domotique, robotique, loisirs, etc., conduisant à un
+nouvel internet des objets.
+Pour les avions par exemple, l’informatique gère le vol en commandant finement des servomoteurs
+électriques, plus légers et plus fiables que les vérins hydrauliques, les réacteurs, la navigation et le
+Sciences numériques et technologie, enseignement commun, classe de seconde. 17pilotage automatique, et permet l’atterrissage automatique par temps de brouillard. Elle a eu un impact
+décisif sur l’amélioration de la sécurité aérienne.
+Les objets informatisés avaient autrefois des interfaces homme-machine (IHM) dédiées, souvent
+dépendantes d’une liaison filaire directe. Mais les technologies du Web intégrées au téléphone portable
+permettent maintenant d’y rassembler les interfaces des objets du quotidien, ce qui en simplifie et
+uniformise l’usage. Les objets informatisés deviennent ainsi connectés.
+== Repères historiques ==
+  * 1967 : premier système embarqué de guidage lors de la mission lunaire Apollo\\
+  * 1971 : premier processeur produit par Intel\\
+  * 1984 : sortie de l’Airbus 320, premier avion équipé de commandes électriques informatisées\\
+  * 1998 : mise en service du métro informatisé sans conducteur Météor (ligne 14 à Paris)\\
+  * 1999 : introduction de l’expression « internet des objets » par Kevin Ashton\\
+  * 2007 : arrivée du smartphone.\\
+On estime à 50 milliards le nombre d’objets connectés en 2020.
+== Les données et l’information ==
+Dans les systèmes informatiques embarqués, l’information provient soit des IHM soit des capteurs,
+pour contrôler automatiquement ou manuellement le fonctionnement physique par des actionneurs et
+transmettre des informations aux utilisateurs. Le flux d’informations à travers les IHM permet ainsi une
+interaction continue entre l’homme et la machine.
+== Les algorithmes et les programmes ==
+Le développement des logiciels embarqués est délicat, car il pose souvent des questions de temps-réel,
+c’est-à-dire de respect de temps de réponse imposé. Ceci conduit à des méthodes de programmation
+spécifiques.
+== Les machines ==
+Les microprocesseurs sont beaucoup plus nombreux dans les objets que dans les ordinateurs et
+téléphones, mais ils sont souvent plus petits, moins chers et moins rapides. Les capteurs et actionneurs
+reposent sur des technologies physiques et électroniques variées, allant quelquefois vers l’électronique
+de puissance. Un problème essentiel est la réduction de la consommation électrique, surtout pour les
+appareils sur pile.
+== Impacts sur les pratiques humaines ==
+L’impact de l’informatisation des objets devient considérable, surtout depuis que leurs interfaces
+s’unifient. Le but est de fabriquer des machines d’utilisation facile permettant des fonctionnalités
+améliorées, voire complètement nouvelles comme la voiture autonome. Celle-ci utilise à la fois des
+techniques de systèmes embarqués pour son fonctionnement et sa navigation et de l’intelligence
+artificielle pour l’analyse en temps-réel de l’environnement à l’aide de capteurs variés (caméras, radars, lidars, etc.).\\
+Comme l’informatique embarquée interagit avec le monde physique en exposant quelquefois des vies
+humaines ou des équipements critiques (réseaux électriques par exemple), elle est soumise à de fortes
+contraintes de sûreté (absence d’erreurs) et de sécurité (résistance aux attaques). En avionique,
+ferroviaire ou autres applications critiques, des processus lourds de certification externe dont utilisés.
+Cependant dans beaucoup de systèmes embarqués moins critiques, la sécurité reste souvent un point
+faible, et les objets connectés sont de plus en plus utilisés comme robots pour lancer des attaques sur
+internet.
+^Contenus ^Capacités attendues  ^
+| Systèmes informatiques embarqués | Identifier des algorithmes de contrôle des comportements physiques à travers les données des capteurs, l’IHM et les actions des actionneurs dans des systèmes courants. |
+| Interface homme-machine (IHM) | Réaliser une IHM simple d’un objet connecté.|
+| Commande d’un actionneur,acquisition des données d’un capteur | Écrire des programmes simples d’acquisition de données ou de commande d’un actionneur. |
+| Exemples d’activités ||
+| * Identifier les évolutions apportées par les algorithmes au contrôle des freins et du moteur d’une automobile, ou à celui de l’assistance au pédalage d’un vélo électrique.\\ - Réaliser une IHM pouvant piloter deux ou trois actionneurs et acquérir les données d’un ou deux capteurs.\\ - Gérer des entrées/sorties à travers les ports utilisés par le système.\\ - Utiliser un tableau de correspondance entre caractères envoyés ou reçus et commandes physiques (exemple : le moteur A est piloté à 50 % de sa vitesse maximale lorsque le robot reçoit la chaîne de caractères « A50 »). ||
+==== La photographie numérique ====
+== Introduction ==
+Les technologies de la photographie argentique ont eu une évolution très lente, liée aux progrès en
+optique, mécanique et chimie. Ce n’est plus du tout le cas de l’évolution actuelle, davantage due aux
+algorithmes qu’à la physique : algorithmes de développement et d’amélioration de l’image brute,
+algorithmes d’aide à la prise de vue. Cet exemple est caractéristique des façons de procéder de la
+révolution informatique par rapport aux approches traditionnelles.
+La photographie numérique présente un coût marginal très faible et une diffusion par internet facile et
+immédiate : chaque jour, des milliards de photos sont prises et partagées.
+== Repères historiques ==
+  * 1826 : naissance de la photographie argentique\\
+  * 1900 : photographie en couleurs. Après la dernière guerre mondiale, généralisation du format 24 x 36 et de la visée reflex\\
+  * 1969 : arrivée des premiers capteurs CCD (Charge Coupled Device)\\
+  * 1975 : apparition des premiers appareils numériques\\
+  * 2007 : arrivée du smartphone.\\
+== Les données et l’information ==
+En entrée, le capteur est formé de photosites en matrice de petits carrés de quatre photosites, deux
+verts, un bleu et un rouge, correspondant à la répartition des cônes de la rétine. La résolution du
+capteur se mesure en millions de photosites.
+En sortie, l’image est formée de pixels colorés homogènes, représentés par trois nombres RVB (rouge,
+vert, bleu). La résolution de l’image se compte en mégapixels ; elle n’est pas forcément égale à celle du
+capteur. La profondeur de couleur est en général de 8 bits par pixel et par couleur pour l’image finale.
+Des métadonnées sont stockées dans les fichiers images sous format EXIF (Exchangeable Image File
+Format) : modèle de l’appareil, objectif, vitesse, diaphragme, distance de mise au point, auteur,
+copyright, localisation, etc.
+Les couleurs peuvent être représentées dans différents systèmes : RVB, TSL (teinte, saturation, lumière),
+avec des formules empiriques de passage d’un modèle à l’autre. On distingue différents formats des
+fichiers images, compressés ou non, avec ou sans perte : RAW, BMP, TIFF, JPEG.
+== Les algorithmes et les programmes ==
+Des algorithmes permettent de traiter toutes les lumières, d’effectuer une retouche facile, avec une
+qualité maintenant bien supérieure à l’argentique. Avec l’arrivée du téléphone mobile, des algorithmes
+de fusion d’images permettent de concilier une excellente qualité avec un capteur et un objectif
+minuscules.
+De nombreux algorithmes sophistiqués sont utilisés dans les appareils de photographie numérique :
+ * Lors de la prise de vue : calcul de l’exposition, mise au point, stabilisation par le capteur et/ou l’objectif, le tout en automatique ou manuel assisté, focus-peaking (scintillement des contours nets), prise en rafales rapides d’images multiples avant et après appui sur le déclencheur.
+ * Lors du développement de l’image issue du capteur en une image pixellisée : gestion de la lumière et du contraste, balance des blancs, netteté, débouchage des ombres, correction automatique des distorsions ou des aberrations optiques.
+ * Après le développement : compression du fichier (TIFF sans perte, JPEG avec perte).
+ * En utilisant la fusion d’images : réduction du bruit et amélioration de la netteté, panoramas, HDR (High Dynamic Range), super-résolution par micro-décalages du capteur, focus stacking pour étendre la netteté avec plusieurs mises au point successives, réduction du bruit et Sciences numériques et technologie, enseignement commun, classe de seconde. 20amélioration de la netteté.
+ * Certains appareils peuvent augmenter leurs fonctionnalités par téléchargement de nouveaux logiciels.
+== Les machines ==
+Comme les algorithmes de prise de vue et de développement demandent beaucoup de calcul, les appareils embarquent plusieurs processeurs, généraux ou spécialisés.
+Les algorithmes prennent le relais des capteurs physiques en calculant les pixels de l’image finale : ils compensent par exemple les distorsions des lentilles. Des algorithmes permettent également de commander la mise au point et l’exposition automatique, ainsi que de compenser le bougé de l’utilisateur (stabilisation).
+== Impacts sur les pratiques humaines ==
+La gratuité et l’immédiateté de la réplication des images introduisent de nouveaux usages de la photographie : à  la photographie archive (histoire de famille) s’ajoutent la photographie à partager et la photographie utilitaire, prothèse de la mémoire (photo d’un ticket de caisse, d’une présentation lors d’une réunion de travail, d’une place de parking, etc.). Les images s’intègrent à tous les dispositifs de communication et de partage, téléphones, Web et réseaux sociaux.
+De nouveaux problèmes apparaissent, liés à la diffusion de photos qui ne disparaîtront jamais (notion de droit à l’oubli), au trucage difficile à détecter des images, au pistage des individus ou à l’obsolescence des supports. Est ainsi posée la question de l’archivage de photographies historiques, scientifiques ou culturelles.
+^Contenus ^Capacités attendues  ^
+| Photosites, pixels, résolution (du capteur, de l’image), profondeur de couleur | Distinguer les photosites du capteur et les pixels de l’image en comparant les résolutions du capteur et de l’image selon les réglages de l’appareil.
+| Métadonnées EXIF | Retrouver les métadonnées d’une photographie. |
+| Traitement d’image | Traiter par programme une image pour la transformer en agissant sur les trois composantes de ses pixels. |
+| Rôle des algorithmes dans les appareils photo numériques | Expliciter des algorithmes associés à la prise de vue.\\ Identifier les étapes de la construction de l’image finale. |
+| Exemples d’activités ||
+| * Programmer un algorithme de passage d’une image couleur à une image en niveaux de gris : par moyenne des pixels RVB ou par changement de modèle de représentation (du RVB au TSL, mise de la saturation à zéro, retour au RVB).\\ - Programmer un algorithme de passage au négatif d’une image.\\ - Programmer un algorithme d’extraction de contours par comparaison entre pixels voisins et utilisation d’un seuil.\\ - Utiliser un logiciel de retouche afin de modifier les courbes de luminosité, de contraste, de couleur d’une photographie. ||

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