Comment les données sont-elles interprétées dans un ordinateur ?

1. Niveau matériel : Au niveau le plus fondamental, les données sont représentées sous forme de signaux électriques. Une tension élevée représente un 1 et une tension basse représente un 0. Ces signaux traversent les circuits du processeur, de la mémoire et d'autres composants.

2. Représentation binaire : Ces signaux électriques sont regroupés en bits (chiffres binaires), octets (8 bits) et unités plus grandes comme les kilo-octets, les mégaoctets, etc. Différents types de données sont représentés à l'aide de différentes combinaisons de bits :

* Entiers : Représenté à l'aide du complément à deux, du signe-magnitude ou d'autres méthodes pour coder des nombres entiers positifs et négatifs. Le nombre de bits utilisés détermine la plage d'entiers pouvant être représentés (par exemple, un entier de 32 bits a une plage plus grande qu'un entier de 16 bits).

* Nombres à virgule flottante : Représenté à l'aide d'une norme telle que IEEE 754, qui code les nombres réels (nombres avec parties fractionnaires) à l'aide d'un signe, d'une mantisse et d'un exposant.

* Personnages : Représenté à l'aide de schémas de codage de caractères tels que ASCII (American Standard Code for Information Interchange) ou Unicode (une norme plus complète prenant en charge une plus large gamme de caractères de différentes langues). Chaque caractère se voit attribuer un code numérique unique, qui est ensuite stocké en binaire.

* Valeurs booléennes : Représenté par un seul bit :0 pour faux et 1 pour vrai.

* Instructions : Les instructions du code machine, qui indiquent au processeur les opérations à effectuer, sont également représentées sous forme de séquences binaires.

3. Architecture du jeu d'instructions (ISA) : L'ISA du CPU définit la manière dont il interprète ces instructions binaires. Chaque instruction possède un code binaire spécifique qui indique au processeur quelle opération effectuer (par exemple, ajouter, soustraire, déplacer des données) et où trouver les données sur lesquelles opérer.

4. Système d'exploitation (OS) : Le système d'exploitation gère les ressources matérielles et fournit une couche d'abstraction. Il gère des tâches telles que le chargement de programmes en mémoire, la gestion de fichiers et l'interaction avec les périphériques d'entrée/sortie. Le système d'exploitation interprète les instructions de niveau supérieur (appels système) et les traduit en instructions de code machine que le processeur peut comprendre.

5. Langages de programmation : Les langages de programmation de haut niveau (comme Python, Java, C++) permettent aux programmeurs d'écrire du code sous une forme plus lisible par l'homme. Un compilateur ou un interpréteur traduit ensuite ce code en code machine ou en représentation intermédiaire (comme le bytecode) qui peut être exécuté par l'ordinateur.

En résumé, l'interprétation des données est un processus à plusieurs niveaux, commençant par des signaux électriques représentant des 0 et des 1, progressant à travers des couches de représentation de plus en plus abstraites (données binaires, instructions, langages de programmation), jusqu'à ce que l'ordinateur puisse effectuer des opérations significatives basées sur les données d'entrée. Chaque couche s'appuie sur la précédente, traduisant les données sous une forme utilisable par le niveau suivant.