CI-5 :
Modéliser, prévoir et vérifier les performances des systèmes combinatoires et séquentiels.
CI-5-1 Coder l’information
Représenter, simplifier, valider des expressions logiques
LYCÉECARNOT(DIJON), 2013 - 2014
Germain Gondor
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 1 / 92
Sommaire
1 DARwIn-OP
2 Système de numération
3 Systèmes logiques combinatoires
4 Complément sur les opérateurs exclusifs
DARwIn-OP
Sommaire
1 DARwIn-OP
2 Système de numération
3 Systèmes logiques combinatoires
4 Complément sur les opérateurs exclusifs
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DARwIn-OP
DARwIn-OP
DARwIn-OP
Le robot humanoïde DARwIn-OP (Dynamic Anthropomorphic Robot with Intelligence - Open Platform) est le dernier né des robots huma- noïdes. Il est capable de marcher, se relever après une chute en avant ou en arrière, suivre une balle et jouer au football, parler et reconnaître des documents..
Il est un exemple type de système complexe actuel à composants mécatroniques intégré.
Avec son apparence futuriste, il intègre toutes les dernières technolo- gies et des fonctionnalités très avancées :
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Bdd
DARwIn-OP
Communication avec les servomoteurs et entre microcontroleurs
Le servomoteur MX28 Dynamixel est un actionneur à haute perfor- mance incluant toutes les fonctionnalités dont un roboticien pourrait avoir besoin pour contrôler des articulations.
Il comporte un microcontrôleur intégré (CORTEX-M3 de 32 bits), un moto-réducteur à courant continu, un codeur de position à effet Hall sur 12 bits ainsi qu’un correcteur PID.
Le protocole de communication entre les éléments est un protocole
"propriétaire" dans lequel la transmission s’effectue par paquets de données (avec relation maître/esclave). La vitesse de communication varie de 8000 bps à 3 Mbps.
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Communication avec les servomoteurs et entre microcontroleurs
La communication s’effectue physiquement par un bus TTL, suivant une transmission asynchrone série (8 bits de données, 1 bit de stop, pas de parité).
Un bus USB réalise la liaison série haut débit permettant les échanges de données entre le contrôleur principal et secondaire, et bien sûr le flux vidéo de la caméra USB de DARwIn- OP.
Système de numération
Sommaire
1 DARwIn-OP
2 Système de numération Base de la numération
Changement de bases Codage de l’information 3 Systèmes logiques combinatoires
4 Complément sur les opérateurs exclusifs
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Base de la numération
Définition
Une base BN ={Ci}i=Ni=1 est un système libre de N éléments (chiffres ou caractères) tel que:
∀a∈N,∃m∈N/a= Xm
j=0
Cj.Nj avec Cj ∈ {Ci}Ni=1
∀a∈R+,∃{Cj}∞j=−∞/a=
+∞X
j=−∞
Cj.Nj avec Cj ∈ {Ci}Ni=1
Système de numération Base de la numération
Les 3 bases les plus utilisées dans les systèmes industriels sont :
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Les 3 bases les plus utilisées dans les systèmes industriels sont :
1 Base décimale :
B10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
Système de numération Base de la numération
Les 3 bases les plus utilisées dans les systèmes industriels sont :
1 Base décimale :
B10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
2 Base binaire : B2=0,1
Les chiffres sont alors appelés bit pour binary digit
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Les 3 bases les plus utilisées dans les systèmes industriels sont :
1 Base décimale :
B10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
2 Base binaire : B2=0,1
Les chiffres sont alors appelés bit pour binary digit
3 Base hexadécimale :
B16 = 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F
Système de numération Base de la numération
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
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Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
Système de numération Base de la numération
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 12 / 92
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
Système de numération Base de la numération
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 12 / 92
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
Système de numération Base de la numération
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
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Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
7 111 7
Système de numération Base de la numération
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
7 111 7
8 1000 8
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Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
7 111 7
8 1000 8
9 1001 9
Système de numération Base de la numération
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
7 111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
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Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
7 111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
11 1011 B
Système de numération Base de la numération
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
7 111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
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Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
7 111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
Système de numération Base de la numération
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
7 111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
14 1110 E
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 12 / 92
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
7 111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
14 1110 E
Système de numération Base de la numération
Base décimale B10 Base binaire B2 Base hexadécimale B16
0 0 0
1 1 1
2 10 2
3 11 3
4 100 4
5 101 5
6 110 6
7 111 7
8 1000 8
9 1001 9
10 1010 A
11 1011 B
12 1100 C
13 1101 D
14 1110 E
15 1111 F
16 10000 10
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Exemples
Base 10 (2014)10 2.103+0.102+1.101+4.100 Base 2 (11111011110)2
1.210+1.29+1.28+1.27+1.26+0.25 +1.24+1.23+1.22+1.21+0.20 Base Hex (7DE)16 7.162+13.161+14.160
REMARQUE: Pour différencier les bases, on reporte le numéro de la base en indice : (2014)10
Système de numération Base de la numération
Passage d’une base B
Nà la base décimale B
10En base BN, chaque chiffre est affecté d’un poids (Nn) avec n le nombre de chiffres à sa droite. Pour obtenir le nombre en base 10, il suffit de faire la somme des chiffres du nombre en base N multipliés par leur poids.
(120)3=1×32+2×31+0×30=9+6+0=15
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Passage de la base décimale B
10à une base B
NLa passage de la base décimale B10 à une base BN se fait en recher- chant la puissance de N immédiatement inférieure au nombre décimal à convertir, puis la puissance de N immédiatement inférieure au reste, et ainsi de suite jusqu’à un reste nul.
a= Xm
j=0
aj.Nj
En factorisant par N, on obtient : a=N.
m−1X
j=0
aj+1.Nj
+a0
Système de numération Base de la numération
Le reste de la division de a par N est égale au coefficient a0. Par divi- sion successive par N, on obtient les autres cœfficients associés aux puissances de BN:
a=N.
N.
m−2X
j=0
aj+2.Nj
+a1
+a0
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EXEMPLE :(105)10 ⇔( ?)2
105 = 52×2+1
105 2 1 52
Système de numération Base de la numération
EXEMPLE :(105)10 ⇔( ?)2
105 = 52×2+1 52 = 26×2+0
105 2 1 52 2
0 26
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 17 / 92
EXEMPLE :(105)10 ⇔( ?)2
105 = 52×2+1 52 = 26×2+0 26 = 13×2+0
105 2 1 52 2
0 26 2 0 13
Système de numération Base de la numération
EXEMPLE :(105)10 ⇔( ?)2
105 = 52×2+1 52 = 26×2+0 26 = 13×2+0 13 = 6×2+1
105 2 1 52 2
0 26 2 0 13 2
1 6
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 17 / 92
EXEMPLE :(105)10 ⇔( ?)2
105 = 52×2+1 52 = 26×2+0 26 = 13×2+0 13 = 6×2+1
6 = 3×2+0
105 2 1 52 2
0 26 2 0 13 2
1 6 2 0 3
Système de numération Base de la numération
EXEMPLE :(105)10 ⇔( ?)2
105 = 52×2+1 52 = 26×2+0 26 = 13×2+0 13 = 6×2+1
6 = 3×2+0 3 = 1×2+1
105 2 1 52 2
0 26 2 0 13 2
1 6 2 0 3 2
1 1
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 17 / 92
EXEMPLE :(105)10 ⇔( ?)2
105 = 52×2+1 52 = 26×2+0 26 = 13×2+0 13 = 6×2+1
6 = 3×2+0 3 = 1×2+1 1 = 0×2+1
105 2 1 52 2
0 26 2 0 13 2
1 6 2 0 3 2
1 1 2 1 0
Système de numération Base de la numération
EXEMPLE :(105)10 ⇔( ?)2
105 = 52×2+1 52 = 26×2+0 26 = 13×2+0 13 = 6×2+1
6 = 3×2+0 3 = 1×2+1 1 = 0×2+1
105 2 1 52 2
0 26 2 0 13 2
1 6 2 0 3 2
1 1 2 1 0
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 17 / 92
EXEMPLE :(105)10 ⇔( ?)2
105 = 52×2+1 52 = 26×2+0 26 = 13×2+0 13 = 6×2+1
6 = 3×2+0 3 = 1×2+1 1 = 0×2+1
105 2 1 52 2
0 26 2 0 13 2
1 6 2 0 3 2
1 1 2 1 0 Ainsi 105 en base 10 s’écrit 1101001 en base 2.
Système de numération Base de la numération
Passage de la base 2
pà la base 2
qPour le passage de la base 2p à la base 2q, le plus simple est de re- passer par la base 2, pour convertir chaque chiffre en son équivalent binaire.
Ainsi chaque chiffre de la base 2p se code en p chiffres de la base binaire (p bits). En convertissant le nombre binaire par paquets de q chiffres (bits), nous obtenons les chiffres du nombre en base q.
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 18 / 92
EXEMPLE : (247)8⇔( ?)4 La base 8 se code sur 3 bits (8= 23), et la base 4 se code sur 2 bit (4=22)
(A)8 = 247
Système de numération Base de la numération
EXEMPLE : (247)8⇔( ?)4 La base 8 se code sur 3 bits (8= 23), et la base 4 se code sur 2 bit (4=22)
(A)8 = 247 (A)8 = 2
|{z}
010
|{z}4
100
|{z}7
111
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 19 / 92
EXEMPLE : (247)8⇔( ?)4 La base 8 se code sur 3 bits (8= 23), et la base 4 se code sur 2 bit (4=22)
(A)8 = 247 (A)8 = 2
|{z}
010
|{z}4
100
|{z}7
111
(A)2 = 10100111
Système de numération Base de la numération
EXEMPLE : (247)8⇔( ?)4 La base 8 se code sur 3 bits (8= 23), et la base 4 se code sur 2 bit (4=22)
(A)8 = 247 (A)8 = 2
|{z}
010
|{z}4
100
|{z}7
111
(A)2 = 10100111 (A)2 = 10
|{z}
2
|{z}10
2
|{z}01
1
|{z}11
3
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 19 / 92
EXEMPLE : (247)8⇔( ?)4 La base 8 se code sur 3 bits (8= 23), et la base 4 se code sur 2 bit (4=22)
(A)8 = 247 (A)8 = 2
|{z}
010
|{z}4
100
|{z}7
111
(A)2 = 10100111 (A)2 = 10
|{z}
2
|{z}10
2
|{z}01
1
|{z}11
3
(A)4 = 2213
Système de numération Base de la numération
Codage de l’information
Coder une information revient à fixer une convention permettant de lire et écrire cette information sans ambiguïté. Les chiffres arabes sont notre code humain pour les données numériques. Ce code est peu ap- proprié aux machines.
Les systèmes automatiques exploitent des codes basés sur le binaire pour des raisons d’architecture.
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Codage de l’information
Coder une information revient à fixer une convention permettant de lire et écrire cette information sans ambiguïté. Les chiffres arabes sont notre code humain pour les données numériques. Ce code est peu ap- proprié aux machines.
Les systèmes automatiques exploitent des codes basés sur le binaire pour des raisons d’architecture.
Les qualités requises pour un code sont principalement :
Système de numération Base de la numération
Codage de l’information
Coder une information revient à fixer une convention permettant de lire et écrire cette information sans ambiguïté. Les chiffres arabes sont notre code humain pour les données numériques. Ce code est peu ap- proprié aux machines.
Les systèmes automatiques exploitent des codes basés sur le binaire pour des raisons d’architecture.
Les qualités requises pour un code sont principalement :
1 La taille du codage (nombre de bits nécessaires)
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Codage de l’information
Coder une information revient à fixer une convention permettant de lire et écrire cette information sans ambiguïté. Les chiffres arabes sont notre code humain pour les données numériques. Ce code est peu ap- proprié aux machines.
Les systèmes automatiques exploitent des codes basés sur le binaire pour des raisons d’architecture.
Les qualités requises pour un code sont principalement :
1 La taille du codage (nombre de bits nécessaires)
2 La fiabilité de lecture
Système de numération Base de la numération
Codage de l’information
Coder une information revient à fixer une convention permettant de lire et écrire cette information sans ambiguïté. Les chiffres arabes sont notre code humain pour les données numériques. Ce code est peu ap- proprié aux machines.
Les systèmes automatiques exploitent des codes basés sur le binaire pour des raisons d’architecture.
Les qualités requises pour un code sont principalement :
1 La taille du codage (nombre de bits nécessaires)
2 La fiabilité de lecture
3 La simplicité de manipulation
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 20 / 92
Code binaire naturel
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
Il permet de coder les nombres.
Système de numération Base de la numération
Code binaire naturel
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
Il permet de coder les nombres.
C’est le seul code qui permet de réaliser des opérations.
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 21 / 92
Code binaire naturel
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
Il permet de coder les nombres.
C’est le seul code qui permet de réaliser des opérations.
La taille du codage est optimale (minimum de bits pour coder un nombre)
Système de numération Base de la numération
Code binaire naturel
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
Il permet de coder les nombres.
C’est le seul code qui permet de réaliser des opérations.
La taille du codage est optimale (minimum de bits pour coder un nombre)
REMARQUE:4 bits sont nécessaires pour co- der un chiffre entre 0 et 9
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Code binaire réfléchi (code Gray)
Le passage d’un nombre au suivant se fait en changeant la valeur d’un seul bit. Ceci peut apporter une garantie sur l’interprétation du code.
On peut ainsi détecter des erreurs.
Système de numération Base de la numération
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 1
3 0 0 1 0
4 0 1 1 0
5 0 1 1 1
6 0 1 0 1
7 0 1 0 0
8 1 1 0 0
9 1 1 0 1
Ce code présente des symétries d’où le nom de code binaire réfléchi:
1 Colonne en 20: le couple (0,1) subit un effet miroir et ainsi de suite
2 Colonne en 21: même chose avec (0011)
3 Colonne en 22: même chose avec (00001111)
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 23 / 92
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 1
3 0 0 1 0
4 0 1 1 0
5 0 1 1 1
6 0 1 0 1
7 0 1 0 0
8 1 1 0 0
9 1 1 0 1
Ce code présente des symétries d’où le nom de code binaire réfléchi:
1 Colonne en 20: le couple (0,1) subit un effet miroir et ainsi de suite
2 Colonne en 21: même chose avec (0011)
3 Colonne en 22: même chose avec (00001111)
Il est utilisé dans les capteurs de position absolus et évite des sources d’erreur dans les positions intermédiaires.
Système de numération Base de la numération
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 1
3 0 0 1 0
4 0 1 1 0
5 0 1 1 1
6 0 1 0 1
7 0 1 0 0
8 1 1 0 0
9 1 1 0 1
Ce code présente des symétries d’où le nom de code binaire réfléchi:
1 Colonne en 20: le couple (0,1) subit un effet miroir et ainsi de suite
2 Colonne en 21: même chose avec (0011)
3 Colonne en 22: même chose avec (00001111)
Il est utilisé dans les capteurs de position absolus et évite des sources d’erreur dans les positions intermédiaires.
La taille du codage est optimale.
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 23 / 92
Roue codeuse
Système de numération Base de la numération
Le code 3 parmi 5
Ce code consiste à choisir 3 bits à 1 parmi 5 bits (donc 2 bits à 0).
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 25 / 92
Le code 3 parmi 5
Ce code consiste à choisir 3 bits à 1 parmi 5 bits (donc 2 bits à 0).
Le nombre de combinaison vaut : C53= 5!
3!(5−3)! =10
Système de numération Base de la numération
Le code 3 parmi 5
Ce code consiste à choisir 3 bits à 1 parmi 5 bits (donc 2 bits à 0).
Le nombre de combinaison vaut : C53= 5!
3!(5−3)! =10
Il permet donc de coder les dix chiffres déci- maux.
0 0 0 1 1 1
1 0 1 0 1 1
2 1 0 0 1 1
3 1 0 1 0 1
4 1 1 0 0 1
5 1 1 0 1 0
6 1 1 1 0 0
7 0 1 1 0 1
8 0 1 1 1 0
9 1 0 1 1 0
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 25 / 92
Le code 3 parmi 5
Avantage Auto-détection d’erreurs de lecture Codage personnalisable (10! possibilités) Inconvénients La taille du codage n’est pas optimale
toute opération nécessite un décodage préalable.
Système de numération Base de la numération
Code postal
0 0 0 1 1 1
1 0 1 0 1 1
2 0 1 1 0 1
3 0 1 1 1 0
4 1 0 0 1 1
5 1 0 1 0 1
6 1 0 1 1 0
7 1 1 0 0 1
8 1 1 0 1 0
9 1 1 1 0 0
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 27 / 92
Code postal
0 0 0 1 1 1
1 0 1 0 1 1
2 0 1 1 0 1
3 0 1 1 1 0
4 1 0 0 1 1
5 1 0 1 0 1
6 1 0 1 1 0
7 1 1 0 0 1
8 1 1 0 1 0
9 1 1 1 0 0
Ce code est utilisé à la poste pour la lecture du code postal
Système de numération Base de la numération
Code postal
0 0 0 1 1 1
1 0 1 0 1 1
2 0 1 1 0 1
3 0 1 1 1 0
4 1 0 0 1 1
5 1 0 1 0 1
6 1 0 1 1 0
7 1 1 0 0 1
8 1 1 0 1 0
9 1 1 1 0 0
Ce code est utilisé à la poste pour la lecture du code postal
CPGE du Lycée Carnot 16, bd Thiers 21000, DIJON
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 27 / 92
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Système de numération Base de la numération
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 28 / 92
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Système de numération Base de la numération
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 28 / 92
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Système de numération Base de la numération
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 28 / 92
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Système de numération Base de la numération
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 28 / 92
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Système de numération Base de la numération
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 28 / 92
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Système de numération Base de la numération
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 28 / 92
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Système de numération Base de la numération
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 28 / 92
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Système de numération Base de la numération
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 28 / 92
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Système de numération Base de la numération
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 28 / 92
Code décimal codé binaire (DCB)
Chaque chiffre décimal est codé en binaire sur 4 bits.
Avantage le code est plus proche de la base 10 les opérations peuvent être adaptées Inconvénients la taille n’est pas optimale
Ce code est utilisé sur les afficheurs 7 seg- ments. Chaque afficheur reçoit le chiffre codé en binaire sur 4 bits.
Afficheur
Système de numération Base de la numération
Code ASCII
Le code ASCII permet de coder sur 8 bits 256 caractères classiques du clavier
1 alphabet en majuscule et en minuscule
2 les chiffres
3 les lettres accentuées
4 la ponctuation
EXEMPLE :le transfert des mails s’effectue en code ASCII
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 29 / 92
Code ASCII
FIGURE:Table de code ASCII
Systèmes logiques combinatoires
Sommaire
1 DARwIn-OP
2 Système de numération
3 Systèmes logiques combinatoires Définitions
Algèbre de Boole
Représentation des fonctions logiques Réorganisation des fonction logiques
4 Complément sur les opérateurs exclusifs
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 31 / 92
Système d’éclairage
Systèmes logiques combinatoires
Système d’éclairage
On souhaite réaliser un escalier contenant 4 lampes qui s’allument automatiquement lorsque l’on monte ou descend l’escalier. Pour l’esthétisme, on désire que les lampes s’allument puis s’éteignent successivement lorsqu’une présence est détectée.
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 33 / 92
Système d’éclairage
On souhaite réaliser un escalier contenant 4 lampes qui s’allument automatiquement lorsque l’on monte ou descend l’escalier. Pour l’esthétisme, on désire que les lampes s’allument puis s’éteignent successivement lorsqu’une présence est détectée.
On utilise 3 détecteurs de présence notés a, b, c. L’utilisateur doit tou- jours être éclairé par deux ampoules. L’objectif est de déterminer le câ- blage des lampes aux détecteurs de présence. Chaque capteur détecte une présence sur 3 marches autour de celui-ci.
Systèmes logiques combinatoires Définitions
Variables logiques
Les variables logiques n’admettent quedeux valeurs. Elles sont du type :
• Vrai ou Faux
• 0 ou 1
• Tout ou
Rien Composant réel Variable associée
avec t0<t
REMARQUE: L’association d’une variable logique à un composant ne peut pas rendre compte des états transitoires apparaissant. C’est donc une simplification du comportement réel.
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 34 / 92
Système Logique
Un système logique est un système modélisé par des variables logiques. Il en existe deux grandes familles :
Systèmes logiques combinatoire Systèmes logiques séquentiels
L’état des sorties est donné de façon unique par l’état des entrées à l’instant présent (système instantané)
L’état des sorties est fonction de l’état des entrées à l’instant présent, mais aussi de l’histoire de l’évolution des en- trées et sorties.
Systèmes logiques combinatoires Définitions
Exemple: dispositifs pour allumer une lampe
Interrupteur (2 positions) Contacteur
•1ère position, la lampe est éteinte
•2ème position, la lampe est allumée
•1er impulsion : la lampe s’allume
•2ème impulsion : la lampe s’éteint
Système logique combinatoire Système logique séquentiel
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 36 / 92
Algèbre de Boole
Soit l’ensemble constitué des deux élémentsB={0,1}.
Systèmes logiques combinatoires Algèbre de Boole
Algèbre de Boole
Soit l’ensemble constitué des deux élémentsB={0,1}.
• 0 : élément nul
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 37 / 92
Algèbre de Boole
Soit l’ensemble constitué des deux élémentsB={0,1}.
• 0 : élément nul
• 1 : élément identité
Systèmes logiques combinatoires Algèbre de Boole
Algèbre de Boole
Soit l’ensemble constitué des deux élémentsB={0,1}.
• 0 : élément nul
• 1 : élément identité
Cet ensemble présente une structure d’algèbre avec les lois suivantes :
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 37 / 92
Algèbre de Boole
Soit l’ensemble constitué des deux élémentsB={0,1}.
• 0 : élément nul
• 1 : élément identité
Cet ensemble présente une structure d’algèbre avec les lois suivantes :
• Relation d’équivalence : égale ou=
Systèmes logiques combinatoires Algèbre de Boole
Algèbre de Boole
Soit l’ensemble constitué des deux élémentsB={0,1}.
• 0 : élément nul
• 1 : élément identité
Cet ensemble présente une structure d’algèbre avec les lois suivantes :
• Relation d’équivalence : égale ou=
• Fonction ET (ou produit booléen)
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 37 / 92
Algèbre de Boole
Soit l’ensemble constitué des deux élémentsB={0,1}.
• 0 : élément nul
• 1 : élément identité
Cet ensemble présente une structure d’algèbre avec les lois suivantes :
• Relation d’équivalence : égale ou=
• Fonction ET (ou produit booléen)
• Fonction OU (ou somme booléenne)
Systèmes logiques combinatoires Algèbre de Boole
Algèbre de Boole
Soit l’ensemble constitué des deux élémentsB={0,1}.
• 0 : élément nul
• 1 : élément identité
Cet ensemble présente une structure d’algèbre avec les lois suivantes :
• Relation d’équivalence : égale ou=
• Fonction ET (ou produit booléen)
• Fonction OU (ou somme booléenne)
• fonction NON (ou complément)
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 37 / 92
Fonction ET (ou produit booléen)
B2 7→ B
(a,b) 7→ a ET b=a.b=ab
a.b possède la valeur 1 si et seulement si a est à 1 et b est à 1.
a.b=1 ⇔
a=1 b=1
a b a.b
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Systèmes logiques combinatoires Algèbre de Boole
Fonction OU (ou somme booléenne)
B2 7→ B
(a,b) 7→ a OU b=a+b
a+b possède la valeur 1 si et seulement si a est à 1 ou b est à 1.
a+b=1 ⇔ a=1 OU b=1
a b a+b
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Sciences de l’Ingénieur (MPSI - PCSI) CI-5-1 Coder l’information Année 2013 - 2014 39 / 92
fonction NON (ou complément)
B 7→ B
a 7→ NON(a) =a
a est à 1 ssi a est à 0 et a est à 0 ssi a est à 1.
a a 0 1 1 0