Cours sur les reseaux informatiques
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COURS SUR LES RESEAUX INFORMATIQUESIntroductionL'ordinateurL'ordinateur est une machine électronique qui traite les informations sous une forme numérique. Cette machine est constituée d'une partie matérielle (hardware) et d'une partie logicielle (software). Nous avons donc trois éléments : la machine, les logiciels qui d'une part font fonctionner la machine et d'autre part, manipulent les informations, et les données à l'état brut ou résultant d'un traitement.
Le matérielL'ordinateur est composé d'une unité centrale, de périphériques (unités d'entrée et de sortie) et d'unités de stockage. L'unité centrale sert à traite les informations. Elle est composée d'un processeur (ensemble de circuits électroniques), d'une mémoire morte (mémoire pré-programmée, souvent appelée BIOS) et d'une mémoire vive (lieu de stockage temporaire des données pendant leur traitement). Les unités d'entrée sont les composants utilisés pour la saisie des informations à traiter par l'ordinateur. Le clavier et la souris sont les unités d'entrées classiques. Les unités de sortie sont les composants utilisés pour restituer les informations pendant ou après le traitement. L'écran et l'imprimante sont typiquement des unités de sortie. Il existe des unités d'entrée/sortie comme le modem. Les unités de stockage sont le lecteur de disquette, les disques durs, les lecteurs de cassettes (zip ou autres) et les lecteurs de cédérom ou de DVD... Pour circuler, les informations empruntent divers canaux : les bus servent à véhiculer l'information à l'intérieur de l'ordinateur, tandis que les ports servent de lien entre l'ordinateur et les périphériques. La performance d'un ordinateur dépend de la vitesse du processeur et du bus interne, qui s'expriment en méga hertz, ainsi que de la capacité de la mémoire vive et des unités de stockage (disques ou cassettes), qui s'évaluent en méga octets. Traditionnellement, on distingue trois grands types d'ordinateur : les ordinateurs personnels, les mini-ordinateurs et les gros ordinateurs (mainframes). Aujourd'hui, avec la miniaturisation des composants, on parle plus clients et de serveurs que de types de machine. Un client est l'ordinateur qui demande l'information et un serveur est celui qui la détient. Les serveurs ont généralement de plus grandes capacités de traitement et de stockage. Ils ont parfois plus d'un processeur afin de pouvoir traiter simultanément les demandes de plusieurs clients. Les logicielsLes logiciels sont des composants numériques qui gèrent le traitement des données par la machine. On distingue deux types de logiciel : les systèmes d'exploitation et les applications. Les deux sont intimement liés dans le sens qu'une application est habituellement créée pour fonctionner avec un système d'exploitation, qui lui est conçu pour tourner sur une machine en particulier. Les systèmes d'exploitation les plus connus sont Windows pour PC, MacOS pour Macintosh et Unix pour les mini-ordinateurs. Linux est un système d'exploitation créé à partir d'Unix pour les machines de type PC. Il y a des milliers de logiciels applicatifs conçus pour fonctionner sur différents ordinateurs. On les regroupe souvent de la façon suivante : les logiciels de bureautique (traitement de texte, tableur), de gestion d'images (retouches ou création d'images), de base de données (Excel, Paradox, Oracle par exemple), les logiciels métier (gestion d'un cabinet, d'une pharmacie, d'un concessionnaire...). L'organisation des donnéesLe bit est la plus petite unité de mesure de l'information. La valeur du bit est soit 0, soit 1 (unité binaire). Toutes les autres valeurs d'information sont des combinaisons de bits.
Attention, 1 kilo-bit équivaut à 1024 bits soit 128 octets ! Un fichier est une suite de codes numériques stockés dans le but de garder une trace des informations. Les éléments qui composent les applications et les données sont toujours regroupés dans des fichiers. La dénomination des noms de fichier suit des règles qui varient d'un système à l'autre. Sous Windows, un nom est composé d'une racine, suivi d'un point et d'une extension. L'extension désigne le type de fichier voire l'application qui a servi à le créer. Ainsi, le fichier mapage.html est une page web et montexte.doc est un document word. Les fichiers sont souvent stockés sur des volumes (unités de disque) représentés par une lettre. Par convention, la lettre A désigne l'unité de disquette. La lettre C est réservé au disque principal. Les autres lettres peuvent représenter d'autres unités de stockage comme un disque secondaire, un lecteur de cédérom ou un lecteur de cassette. Les volumes sont divisés en dossier qui de façon récurcive peuvent contenir d'autres dossiers. Ainsi le fichier mapage.html peut se trouver dans le dossier monsite, qui se situe dans le dossier Mesdocuments qui se situe à la racine du disque D de mon ordinateur. Le chemin d'accès à ce fichier s'exprime de la façon suivante : d: \ Mesdocuments \ monsite \ mapage.html. Les opérations de base
Pour travailler sur un fichier, l'application correspondante doit être chargée. Sous Windows, c'est l'extension du fichier qui indique au système quelle application chargée. D'ailleurs, cela peut poser quelques problèmes, lorsque sur le même poste, sont installées deux applications utilisant les mêmes extensions ! Voici quelques exemples d'extension.
Les fichiers binaires, textes et compactésIl y a deux grands types de fichiers : les fichiers binaires (comme les images, les programmes) et les fichiers textes (les textes bruts, les pages web). Les fichiers textes peuvent être consulter à travers une commande du système ou à l'aide d'un simple éditeur de texte, tandis que les fichiers binaires requièrent des applications spécifiques. Pour ranger ou archiver un fichier, on peut le compacter (on dit souvent à compresser). Le compactage de fichiers se fait avec un logiciel tel que pkzip, winzip, etc. On peut compacter tous les types de fichiers (texte ou binaire). Le taux de compression varie en fonction du type et de la complexité du fichier. Certains algorithmes de compression permettent une restitution intégrale du fichier d'origine. D'autres génèrent une perte d'information qui dégradent légèrement la qualité des images. Attention, certains types de fichiers sont déjà compressés. C'est le cas du format jpeg, qui est un format compressé d'image. Jpeg est un format de compression avec perte, ce qui signifie que certaines informations jugées de moindre importance sont retirées telles que certaines nuances de couleur. La sécurité des donnéesLa sécurité des informations gérées par les ordinateurs est au centre des débats actuellement. Il est très important d'intégrer cette notion, que l'on travaille sur un ordinateur isolé ou que l'on utilise un réseau d'information. Trois dangers mettent en péril les données : la fragilité du matériel, les virus et les risques d'intrusion. Dans les trois cas, le remède le plus efficace est la sauvegarde des données. Fragilité du matériel Les disques durs sont des unités de stockage relativement fragiles. Ils enregistrent des milliers d'information par jour et sont certainement une des premières causes des pannes. Virus Un virus est un programme nuisible qui s'insère à votre insu dans votre ordinateur. Les virus peuvent infecter les programmes comme les données. Les dommages causés par les virus sont très variables : du fonctionnement aléatoire de votre ordinateur à la destruction totale de vos données. Les intrusions Un système d'information doit forcément être ouvert aux échanges de données entre ses utilisateurs. Si une personne mal intentionnée s'introduit dans votre réseau ou même dans votre ordinateur, elle peut copier des informations, les modifier voire les détruire. Ces risques d'intrusion sont difficile à gérer, puisqu'en mettant des barrières de sécurité, on nuit à la convivialité des échanges entre les utilisateurs ! Pour pallier ces problèmes, on ne le dira jamais assez, une politique de sauvegarde bien pensée ! puis, un logiciel d'antivirus et une architecture réseau comprenant des équipements de protection tel que les "firewalls". Les réseauxDéfinitionUn système de communication qui relie des ordinateurs et des équipements informatiques dans un espace géographique défini. A quoi sert un réseau ?- Transmission de données (fichiers, messages, etc.) - partage des données (logiciels ou bases de données) - partage des équipements matériels (imprimantes, modem, télécopie, etc.) Comment ça fonctionne ?Pour pouvoir communiquer, les ordinateurs doivent posséder des équipements communs. Matériel : carte de communication Logiciel : protocole de communication et un moyen de transmission (câble ou tout autre équipement de raccordement).  Transmission d'un message Un message, ou un fichier, n'est pas transmis dans son ensemble. Il est découpé en paquets. Ainsi, le protocole du réseau gère les paquets de message et s'assure que tous les paquets correspondant à un message arrive bien à destination. Il faut séparer la partie physique de la partie logicielle (gestion du réseau et des services). On représente les ressources utilisées par un ordinateur en réseau en évoquant des couches.
La couche supérieure est l'application utilisée par l'utilisateur : messagerie, consultation de fichiers, etc. La couche immédiatement en dessous est le protocole du réseau (gestion des paquets). La couche Adressage s'occupe du routage des paquets. La couche physique s'occupe de la transmission des paquets. On transmet de l'information à un ordinateur qui possède une adresse unique à partir d'une application dont le protocole est connu et partagé par tous. Architecture des réseauxTypes de réseau : centralisé, poste à poste, client / serveur Topologie : anneau, bus, étoile Protocole d'accès : compétition, coopération Aujourd'hui le modèle le plus utilisé est certainement le client / serveur avec une topologie en étoile et un protocole dérivé du compétitif (Ethernet). Equipements nécessaires à l'élaboration d'un réseau client / serveur. Un serveur : machine relativement puissante ayant un ou plusieurs disques de capacité suffisante pour stocker les données et les logiciels partagés par les utilisateurs. Des unités de raccordement : qui créeront le lien entre les ordinateurs (concentrateurs ou hub, commutateur ou switch). Le câble : moyen de transmission. Les postes clients, qui utiliseront les ressources mis à leur disposition sur le serveur en fonction de leurs droits attribués par l'administrateur du réseau.  Les réseaux publics : InternetInternet est un réseau à l'échelle mondiale reliant des ordinateurs hétérogènes. Le réseau utilise un ensemble de protocole appelé TCP / IP. Il s'agit d'un réseau public : plusieurs organismes veuillent à la cohérence du réseau, au développement des protocoles ainsi qu'à la distribution des adresses et des noms de domaine. Les adresses se présentent sous la forme d'une série de quatre nombre entre 0 et 255. Exemple, 112.124.33.54. Pour circuler sur le réseau, le message doit contenir l'adresse de l'expéditeur et du destinataire. Pour utiliser le réseau, votre ordinateur doit donc avoir une adresse IP. Cette adresse vous est attribuée par l'administrateur du réseau (adresse statique) ou communiquer par votre fournisseur d'accès au moment de la connexion (adresse dynamique). Les noms de domaine L'adresse correspond à un ordinateur. Si 213.55.24.10 est le serveur de l'enssib, comment se fait-il que vous puissiez envoyer un message à ducharme@enssib.fr et consulter le site web à www.enssib.fr ? Un serveur de nom de domaine (DNS) traduit le nom de domaine "enssib.fr" en adresse IP. Il y a plusieurs serveurs DNS dans le monde qui mettent leur base de données à jour quotidienne. Ce qui signifie que l'enssib a demandé son nom de domaine "enssib.fr" auprès de l'AFNIC (Association française pour le nommage d'Internet en coopération). Une fois attribué, le nom de domaine a été associé à une adresse IP et communiquer à tous les serveurs DNS. Les services offerts par le protocole TCP / IP (Internet)- messagerie électronique - forums (groupes ou listes) - transfert de fichiers (FTP) - dialoguer par clavier/écran (IRC) - recherche d'information (Z-3950) - terminal virtuel (TELNET) - naviguer sur le web (HTTP) L'URL (uniform resource locator) Une URL (adresse Internet) est conçu sur le modèle suivant : protocole du service utilisé + nom du serveur + chemin d'accès (nom du fichier) Exemple : http: // + www.enssib.fr / + recherche/biblibouc/index.html Une adresse de messagerie se présente sous la forme de : NomdePersonne @ nom de domaine (du serveur) Exemple : ducharme @ enssib.fr Connexion à InternetPour se relier à Internet, il faut accéder à un des ordinateurs qui est lui connecter en permanence sur le réseau (c'est-à-dire qui possède une adresse IP fixe). Les ordinateurs sont reliés entre eux par des équipements appelés routeurs. Ces routeurs reçoivent et transmettent les messages d'un ordinateur à l'autre en fonction de l'adressage. A la reception d'un message, l'ordinateur vérifie l'adresse du destinataire et l'achemine vers son réseau interne ou vers un autre réseau, selon de cas. Il y a plusieurs façons d'être connecté à Internet (à un fournisseur d'accès) : - connexion permanente (câble externe, fibre optique, service France-Telecom) - connexion ADSL (permanente ou semi-permanente) - câble-opérateur (liaison permanente ou semi-permanente) - Numéris (service RNIS de France Telecom) - Modem (service téléphonique) Les débits sont très différents en fonction des technologies. Les tarifs aussi. Base de donnéesDéfinitionFichiers regroupant des données de façon structurée afin de faciliter le stockage, la recherche et la diffusion de l'information. De par sa fonction, centralisation des données, les bases de données sont parfois associées à celle de réseau. On nomme système d'information l'ensemble des moyens mis en oeuvre pour partager l'information à travers un réseau. Types de base de donnéesDans notre métier, on retrouve fréquemment les bases de données suivantes : - référence (qui regroupe des informations bibliographiques ou factuelles) - texte intégral (qui regroupe des documents à caractère textuel) - multimédia (qui regroupe documents sonores, visuels, etc.) Une base de données peut se trouver sur n'importe quel support : disque dur, cédérom, sur un serveur et accessible en réseau interne ou en ligne (à distance). Principe d'organisationUne base de données se compose minimalement d'un fichier structuré en champs qui possèdent des propriétés définissant les caractéristiques de son contenu : un champ de type texte (alphanumérique), numérique, monétaire, date, booléen, incrémental, etc. Voici un tableau montrant les principales propriétés des champs.
Il y a toujours un champ primaire (clé) qui détermine l'ordre de tri des informations. La clé primaire donne un accès rapide à l'information. Pour accéder aux informations par un autre champ, on procède de façon séquentielle (recherche plus lente) ou on crée une clé secondaire, c'est-à-dire un index qui reprendra les informations du champ et de la clé primaire.
L'accès au fichier primaire est rapide par le numéro d'enregistrement (clé). Pour un accès rapide par le nom, on passe par un index (fichier secondaire trié par nom). Le cheminement est le suivant : on recherche une valeur dans l'index. Si on trouve, on récupère le numéro d'enregistrement et on recherche ce numéro dans le fichier primaire. Type d'indexUn champ peut être indexer de diverses façons : Le champ entier = tout le contenu du champ correspond à une valeur Par mot = tous les mots du champ sont indexés (chaque mot équivaut à une valeur) Multivalué = les valeurs sont identifiées dans le champ en fonction d'un séparateur de valeur (sous-champ). Les langages documentaires ont développé d'autres notions telles que le retrait de l'article initiale et le dictionnaire des mots vides. L'article initiale (l', le, la, les) est retiré avant l'indexation du champ. Le dictionnaire des mots vides est utilisé lors de l'indexation par mots. On indexe tous les mots sauf les mots non significatif qui sont contenus dans le dictionnaire (le, la, les, un, et, ou, donc, ce, ça, il, etc.). En règle générale, on n'indexe pas les mots d'une seule lettre. Les bases de données relationnelleUne base de données relationnelle contient plusieurs fichiers (ou tables). Chaque table contient une partie de l'information reliée ensemble par des liens appelés relations. Cela permet d'éviter la redondance et facilite la maintenance des données. Types de relation entre les tablesOn pourrait avoir une relation de 1 à 1, c'est-à-dire que les informations sont du même niveau. (Cela n'est pas véritablement utile sauf dans certains cas où la première table serait trop importante.)
La clé primaire est utilisé pour relier les deux tables entre elles. Ici, les informations de la table 1 et de la table 2 auraient pu être regroupées dans une seule table ! On peut avoir une relation de 1 à n, c'est-à-dire qu'un enregistrement de la table 1 peut être relié à plusieurs enregistrement de la table 2.
La table 2 contient les numéros de téléphone des personnes citées dans la table 1. Comme on ne sait pas combien de numéros de téléphone un personne peut avoir, il est pratique de les ranger dans une autre table que la table principale. On peut avoir une relation de n à 1, c'est-à-dire que plusieurs enregistrements de la table 1 ont la même référence dans la table 2. Pour obtenir une relation de n à n, il faut créer une table intermédiaire. Imaginons un fichier bibliographique comportant une table de documents et une table d'autorités auteur.
En admettant qu'un titre peut avoir plusieurs auteurs et qu'un auteur peut avoir écrit plusieurs documents, on ne peut pas rendre compte ici des deux relations en même temps. Il faut donc ajouter une table intermédiaire qui fera le lien entre les deux tables. Ainsi on établie une relation entre le champ Clé 1 des tables titre et intermédiare et une autre relation entre le champ Clé 2 des tables auteur et intermédiaire.
On peut voir que le document 1 a été écrit par deux auteurs (1 et 2), que le titre 2 a été écrit par l'auteur 1, etc. Et inversement, l'auteur 1 a écrit les documents 1 et 3... Les interfaces utilisateursPar ailleurs, un utilisateur a besoin de saisir de l'information, de la modifier, de la rechercher et de l'imprimer ou de la diffuser. Il faut donc une interface entre lui et la base de donner qui permette de réaliser ces fonctions. Ainsi nous avons des formulaires de saisie/modification, de requêtes pour saisir et rechercher l'information et des formats d'exportation et des états, pour diffuser et imprimer l'information. Exemple d'un formulaire de saisie (dépouillement des périodiques pour cd-rap).  Pour rechercher l'information, les bases de données relationnelles utilisent le même langage de requête SQL (Standard Query Language). Voici un exemple de requête SQL : SELECT * FROM Table_auteur WHERE Nom = "Argon" Cette requête récupèrera toutes les enregistrements correspondant à "Argon" de la table auteur, soit les documents 1 et 3 (Un bel automne et Un beau printemps). C'est le lien entre les deux tables qui fait que les documents sont retrouvés. Les opérateursSelon les types de base de données, on peut utiliser un certain nombre d'opérateur pour l'interrogation. On peut citer les opérateurs de comparaison, booléens, de proximité et la troncature. Opérateurs de comparaisonCes opérateurs permettent d'obtenir un point de comparaison dans une échelle de valeur. Ils sont souvent représentés par les symboles suivants : < > = !=, pour signifier plus petit que, plus grand que, égal à, différent de. Ces opérateurs souvent utilisés dans les champs numériques ou les dates (ex. valeur >1998). Opérateurs booléensCes opérateurs sont utilisés pour combiner les termes à l'interrogation. Les opérateurs sont OU, ET et SAUF. Maison ET Paris - signifie je veux tous les enregistrements qui contiennent le mot maison ainsi que le mot Paris. Maison OU Cabane - signifie je veux tous les enregistrements qui contiennent soit le mot maison, soit le mot Cabane. Maison SAUF Cabane - signifie je veux tous les enregistrements qui contiennent le mot Maison mais pas ceux qui contiennent le mot Cabane. Troncature et masqueLa troncature est souvent représenté par l'étoile (*) et le masque par un point d'interrogation (?). Maison* - équivaut à tous les mots qui commencent par Maison (maison, maisons, maisonnette, etc.) Maison? - équivaut à tous les mots qui commencent par Maison + une autre lettre (maison et maisons). Les opérateurs de proximitéCes opérateurs sont surtout utilisés dans la recherche plein texte, soit dans des champs texte long comme les résumés, soit dans des bases de données de texte intégral. L'opérateur prend diverse forme tel que "adj" pour adjacence. Maison adj3 ville - signifie les enregistrements qui contiennent les mots maison et ville, mais séparés d'au plus de trois mots. |
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