Sciences de l’ingénieur · Première · 4 leçons

Fiche de révision : Approche fonctionnelle et structurelle des produits

L’essentiel de chaque leçon du chapitre, tel qu’il est écrit dans le cours : à relire, à imprimer, puis à vérifier par l’entraînement.

Les notions de cette fiche

Codage de l’information : binaire, hexadécimal, ASCII — Changements de base binaire ↔ décimal (première) ; écriture hexadécimale (chiffres 0 à 9 puis A à F, un chiffre hexadécimal pour quatre bits) et conversion hexadécimal ↔ décimal ↔ binaire (terminale SIN) ; code ASCII d’un caractère ; identifier le type de codage d’une donnée issue d’un capteur ou d’une trame ; effets de la taille des données (dépassement de la plus grande valeur représentable).
Capteur : étendue de mesure, sensibilité, fonction de transfert — Un capteur prélève une grandeur physique et la traduit en un signal exploitable (souvent une tension) ; caractéristiques utiles : étendue de mesure (plage des valeurs mesurables), sensibilité (variation du signal de sortie par unité de la grandeur mesurée), résolution, précision, fonction de transfert et linéarité ; pour un capteur linéaire, signal = a × grandeur + b, d’où le calcul de la grandeur mesurée à partir du signal lu, et inversement.
Chaîne de puissance et chaîne d’information d’un produit — Décrire l’organisation fonctionnelle d’un produit par deux chaînes en interaction : la chaîne de puissance (captation ou alimentation, stockage, distribution, modulation, conversion, adaptation, transmission de l’énergie jusqu’à l’effecteur) et la chaîne d’information (acquérir, traiter, communiquer), qui envoie des ordres à la chaîne de puissance ; représenter chaque chaîne par un schéma bloc ; repérer les flux de matière, d’énergie et d’information (MEI) entre constituants, et la nature de l’énergie entre deux blocs.
Conversion analogique-numérique : quantum et résolution — Un convertisseur analogique-numérique (CAN) de n bits associe à une tension d’entrée comprise entre 0 et sa valeur pleine échelle U_PE un nombre entier N compris entre 0 et 2ⁿ − 1 ; avec la convention q = U_PE / 2ⁿ, le quantum q est la plus petite variation de tension qui change le code, et N est la partie entière de U / q ; plus n est grand, plus la résolution est fine ; retrouver la tension correspondant à un code (U = N × q, au quantum près).

À maîtriser avant de commencer

Ces notions sont utilisées ici. Relisez-les si l’une d’elles vous échappe.

Bit, octet et écriture binaire des entiers naturels — Le bit, élément minimum d’information, représenté par les symboles 0 et 1 ; l’octet, groupe de 8 bits ; un booléen tient sur un bit ; écrire un entier naturel en binaire et retrouver la valeur décimale d’un mot binaire par les puissances de 2 (de droite à gauche : 1, 2, 4, 8, 16…) ; nombre de valeurs différentes codables sur n bits (2 puissance n, de 0 à 2 puissance n moins 1).
La chaîne d’information d’un objet technique — Identifier les constituants de la chaîne d’information d’un objet réel et les associer à leur fonction : acquérir (capteurs de température, de présence, de distance ; boutons d’une interface humain-machine), traiter (microcontrôleur qui exécute le programme), communiquer (afficheur, voyant, module de communication, ordre envoyé à la chaîne d’énergie) ; décrire un objet en caractérisant sa chaîne d’information.
Fonctions linéaires et affines — f(x) = ax + b : coefficient directeur, ordonnée à l'origine, représentation graphique (droite), lien avec la proportionnalité.
La chaîne d’énergie d’un objet technique — Identifier les constituants de la chaîne d’énergie d’un objet ou d’un système technique et les associer à leur fonction : stocker ou fournir l’énergie (batterie, réseau), la distribuer (interrupteur, relais), la convertir (moteur), la transmettre (engrenages, courroie, chaîne) jusqu’à l’élément qui agit sur la matière ; repérer les transformations et les flux d’énergie ; représenter la chaîne par un schéma bloc.

Le début de la fiche

Extrait de la leçon « Binaire, hexadécimal, ASCII : coder l’information », tel qu’il figure sur la fiche.

Relations à retenir

$N = \sum_{k} c_k \times b^{k} \quad (\text{rang } k \text{ compté depuis la droite, à partir de } 0)$
$\text{sur } n \text{ bits} : 0 \le N \le 2^{n} - 1$
$16 = 2^{4} : \text{1 chiffre hexadécimal} = 4 \text{ bits}$

Poids binaires : 1, 2, 4, 8, 16… ; poids hexadécimaux : 1, 16, 256, 4 096…
Chiffres hexadécimaux : 0 à 9, puis A = 10, B = 11, C = 12, D = 13, E = 14, F = 15.
Décimal → binaire : divisions successives par 2, restes lus du dernier au premier.
Binaire ↔ hexadécimal : groupes de quatre bits à partir de la droite.
Nombre minimal de bits : le plus petit $n$ tel que $2^{n} - 1$ atteigne la valeur maximale à coder.

La suite de la fiche (3 autres notions, les pièges à éviter et la version imprimable) est réservée à votre compte.

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