:: wikimiki.org ::

Microcontrôleur

Microcontrôleur

, est un microcontrôleur réputé]] Microcontrôleur (ou µC) : circuit intégré rassemblant un microprocesseur et d'autres composants tels que de la mémoire et des périphériques. Selon un arrêté du 14 septembre 1990 relatif à la terminologie des composants électroniques : « Circuit intégré comprenant essentiellement un microprocesseur, ses mémoires, et des éléments personnalisés selon l'application ».

Intérêt

Un microprocesseur a besoin de certains composants pour fonctionner :
- de la mémoire morte dite ROM (basiquement pour stocker le programme)
- de la mémoire vive dite RAM (basiquement pour stocker les variables)
- des périphériques (basiquement pour interagir avec le monde extérieur) Traditionnellement, ces composants sont intégrés dans des circuits distincts. Le développement d'un tel système à base de microprocesseur se trouve donc pénalisé par (liste non exhaustive) :
- la nécessité de prévoir l'interconnexion de ces composants (bus)
- la place occupée physiquement par les composants et les moyens d'interconnexion
- la consommation énergétique
- la chaleur dégagée
- le coût financier Les microcontrôleurs améliorent l'intégration et le coût (lié à la conception et à la réalisation) d'un système à base de microprocesseur en rassemblant ces éléments essentiels dans un seul circuit intégré. On parle alors de "système sur une puce" (en anglais : "System On chip").

Exemples de microcontrôleurs

- la famille Atmel AT91
- la famille Atmel AVR
- le C167 de [http://www.infineon.com/ Siemens/Infineon]
- la famille Hitachi H8
- l'Intel 8051
- l'Intel 8085, à l'origine conçu pour être un microprocesseur, a en pratique souvent été utilisé en tant que microcontrôleur
- le Motorola 68HC11
- la famille des PIC de Microchip
- la famille des ST6 de STMicroelectronics

Applications

Les microcontrôleurs sont souvent utilisés dans l'élaboration de systèmes embarqués, nécessitant des traitements spécialisés (autoradios, téléphones portables, lecteur mp3, GPS ...). Ces circuits intégrés sont également très prisés en robotique amateur et permettent de réaliser de nombreuses applications y compris des robots autonomes. Exemples d'utilisation de microcontrôleurs

Liens externes

- [http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/mic68711.htm Microcontrôleur MC 68HC711D3 Motorola]
- [http://p.may.chez.tiscali.fr/cadre1.html Microcontrôleur Microchip PIC 16F84]
- [http://www.culture.gouv.fr/culture/dglf/terminologie/repertoireJO220900/A2200003.htm répertoire terminologique 2000 publié au journal officiel]
- [http://www.silabs.com Microcontrôleur pour débuter, de nombreux kits]
- [http://www.infineon.com/ Microcontrôleurs Siemens 8 à 32 bits]
- ja:マイクロコントローラ

Composant électronique

right Un composant électronique est un élément destiné à être assemblé avec d'autres afin de réaliser une ou plusieurs fonctions électroniques. Les composants sont de types très divers et leur assemblage est préalablement défini par un schéma électronique.

Types

Les composants électroniques de base se divisent en deux familles:

Actif

Les composants actifs contiennent en majorité des semi-conducteurs, on y classe: transistors, diodes, circuits intégrés...

Passif

Les composants passifs regroupent: les résistances, condensateurs, filtres, bobines et assemblages de ces composants.

Hybride ou Complexe

De plus en plus apparaissent des composants qui sont des modules ou assemblages de composants actifs et passifs. On les compte soit dans les actifs, soit on les exclut des composants électroniques (en les considérant comme des circuits électroniques à part entière).

Voir aussi

- :Catégorie:Composant électronique Catégorie:électronique

Mémoire morte

La mémoire morte, aussi appelée ROM (acronyme anglais de Read Only Memory, soit mémoire à lecture seule) est une mémoire informatique impossible à modifier. La mémoire morte n'est pas volatile, elle ne perd pas ses données, en l'absence de courant électrique, contrairement à la mémoire vive.

Utilisation

Les mémoires mortes sont utilisées, entre autres, pour stocker :
- les informations vitales d'un ordinateur (BIOS, instructions de démarrage, microcode) : Puisqu'elles ne peuvent pas être modifiées, il n'y a pas de risque d'effacement accidentel par l'utilisateur. : Dans le cas d'un BIOS qu'il est possible de mettre à jour (avec une durée d'écriture bien plus longue que la durée de lecture), c'est abusivement que certaines sources les désignent sous le nom de ROM. Il existe pour elles un sigle approprié, et utilisé par des constructeurs comme IBM ou Intel, qui est NVRAM : non-volatile RAM.
- des tables de constantes ou bien des tables de translation d'une valeur par une autre.
- des jeux vidéo de console de jeu d'ancienne génération. : La faible capacité de stockage de la ROM a fait finalement perdre ce marché au profit du CD-ROM, puis du DVD. Les temps d'accès à ce type de mémoire étant relativement lent (pour information les RAM ont un temps d'accès moyens de 45 nanosecondes), les données stockées sont généralement copiées au démarrage, dans une mémoire vive plus rapide. On appelle cette opération le shadowing. DVD

Types de ROM

Il existe différents types de ROM en fonction de la possibilité de les programmer ou de les effacer :
- Les ROM (Read Only Memory) dont le contenu est défini lors de la fabrication.
- Les PROM (Programmable Read Only Memory) sont programmables par l'utilisateur, mais une seule fois.
- Les EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) sont programmables par l'utilisateur. Effacables par une machine spéciale, la mémoire doit donc être facilement ôtable de son support.
- Les EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sont programmables par l'utilisateur. Elles sont effacables électriquement.
- Les UVPROM (Ultra Violet Programmable Read Only Memory) sont programmables par l'utilisateur. Elles sont effaçables par bombardement d'ultra violet. Catégorie:Mémoire informatique ja:Read Only Memory ko:롬 simple:Read-only memory

Programme

Le terme programme (du grec programma - affiche) peut recouvrir plusieurs sens :
- programme informatique : logiciel
- programme en gestion de projet : ensemble de projets concourrant à un même objectif
- programme de diffusion : ensemble ou liste et horaires de diffusion des émissions de télévision, radio, ...
- programme de théâtre : présentation de la pièce ou de la représentation, des acteurs, de l'argument, etc .
- programme politique ou électoral
- programme scolaire d'une discipline ou d'une matière d'enseignement ja:プログラム ko:프로그램 simple:Program th:โปรแกรม

Mémoire vive

La mémoire vive, aussi appelée RAM (acronyme anglais de Random Access Memory, soit mémoire à accès aléatoire), est un type de mémoire informatique à accès aléatoire (par oppostion à séquentiel) et en lecture-écriture (par opposition à la lecture seule). On l'appelle aussi mémoire volatile pour signifier que toutes les données sont perdues à l'extinction de l'alimentation électrique. Il s'agit typiquement de la mémoire électronique qui contient les données en cours de traitement dans un ordinateur.

Terminologie

La mémoire vive (RAM) est généralement opposée à la mémoire morte (ROM) : Il est possible de lire et écrire de la mémoire vive alors qu'il est uniquement possible de lire de la mémoire morte. En revanche, la mémoire morte conserve les données lorsque l'alimentation électrique est coupée. La mémoire morte n'est donc pas volatile. Il existe aussi un type intermédiaire de mémoire électronique à accès aléatoire, accessible en lecture et écriture comme la RAM, mais non volatile comme la ROM : la NVRAM. Littéralement, le terme RAM implique la possibilité d'un accès aléatoire aux données, par opposition à un accès séquentiel, comme celui d'une bande magnétique. En ce sens, ROM et NVRAM sont aussi de la RAM, mais cette interprétation littérale porte à confusion avec l'usage courant qui oppose RAM et ROM. Rarement, on utilise le sigle RWM (pour Read Write Memory, soit mémoire en lecture écriture) pour désigner de la RAM en mettant l'accent sur la possibilité d'écriture plutôt que l'accès aléatoire.

Technologie

bande magnétique VAX 8600 (circa 1986).]] 1986 La mémoire informatique est un composant qui fut d'abord magnétique (tores de ferrite), puis devint électronique dans les années 1970, et qui permet de stocker et relire des informations binaires. Son rôle est notamment de stocker les données qui vont être traitées par l'unité centrale (ou le microprocesseur) ; elle n'a rien de commun en temps d'accès (quelques dizaines ou centaines de nanosecondes) avec le disque dur (quelques millisecondes, soit dix mille à cent mille fois plus). La RAM a la particularité de pouvoir être accédée en lecture et en écriture. Une activation électronique appropriée permet si besoin de verrouiller temporairement en écriture des blocs physiques donnés. L'adressage d'une mémoire (traduction de tensions électriques sur des fils en adresse mémoire) se fait par un mécanisme nommé le chip select. Il est très facile de munir un microprocesseur d'une mémoire non contiguë (par exemple de 0 à 4095, puis un trou, puis de la mémoire entre 16384 et 32767), ce qui facilite beaucoup la détection d'erreurs d'adressage éventuelles. Les informations peuvent être organisées en mots de 8, 16 ou 32 bits voir plus. Certaines machines anciennes avaient des mots de taille plus exotique, comme par exemple 60 bits pour le Control Data 6600, 36 bits pour l'IBM 7030 « Stretch » ou le DEC PDP-10 et 12 bits pour la plupart des premiers mini-ordinateurs de DEC, les appareils d'instrumentation travaillant au mieux sur 12 bits à l'époque. Mais :
- dans les mémoires à parité, un neuvième bit (dit de contrôle de parité) existe de façon invisible,
- dans les mémoires à correction automatique d'erreur sur 1 bit et détection sur plus d'un bit (ECC), ces bits invisibles sont parfois au nombre de six ou plus,
- chaque mot des mémoires des serveurs modernes dits non-stop ou 24x365 dispose en plus des bits de correction de bits de remplacement qui prennent la relève du ou des bits défaillants à mesure du vieillissement de la mémoire : une défaillance de 10^-11 chaque année se traduit en effet par plus d'un bit défaillant par an sur une mémoire de 128 Go. Les fabricants recommandent souvent d'utiliser de l'ECC à partir d'1 Go de RAM.

Divers types de mémoire vive

Une memoire dynamique (DRAM) ne conserve ses informations que si elle est « rafraîchie » régulièrement, c'est-à-dire si un signal lui est transmis de manière régulière (toutes les x millisecondes) afin de remettre au bon niveau les charges électriques représentant l'information, et qui sinon s'affaibliraient progressivement jusqu'à disparaître. Pourquoi compte-tenu de ces contraintes de rafraîchissement et de consommation utiliser quand même de la DRAM ? Parce qu'elle est à la fois bon marché et rapide. En 2004, on trouve des barrettes de 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048 et rarement 4096 Mo au catalogue des constructeurs - et donc dans les magasins de matériel informatique. On distingue sur les machines actuelles (2004) les types de mémoire RAM :
- SDRAM (Synchronous Dynamic RAM) pour les machines de la génération Pentium II, Pentium III
On distingue la SDRAM 66, 100 et 133 (fréquence d'accès en MHz).
- RDRAM (Rambus Dynamic RAM). Pour les machines de génération Pentium III et 4. Développées par la société RAMBUS, elles souffrent notamment d'un prix beaucoup plus élevé que les autres types de mémoires et de brevets trop restrictifs de la part de cette société.
- DDR-SDRAM (Double Data Rate-SDRAM). Pour les machines de génération Pentium III et 4.
On distingue les DDR PC1600, PC2100, PC2700, PC3200 etc. Le numéro représente la quantité théorique maximale de transfert d'information en Mégabits (il faut diviser par 8 pour avoir leur fréquence réelle de fonctionnement).
- DDR2-SDRAM (Double Data Rate 2-SDRAM). Pour les machines de génération Pentium 4 et plus.
On distingue les DDR2 533 et DDR2 667. Le numéro représente la vitesse maximum d'accès. Certains constructeurs privilégient encore la technique d'appellation basée sur la quantitée de données théoriquement transportables (PC4300, PC4500, etc), mais la plupart semblent retourner à la vitesse réelle de fonctionnement afin de distinguer plus clairement la DDR2 de la génération précédente.
- XDRRAM (XDimm Rambus RAM). Technologie basée sur la technologie Flexio développée par Rambus.
Elle permet d'envisager des débits théoriques de 6,4Go/s à 12,8Go/s en rafale. Il existe aussi des mémoires Flash. Ce sont des mémoires NVRAM effaçables électriquement (EEPROM), qui par conséquent gardent la mémoire sans être alimentée. On les utilise dans les appareils mobiles (appareils photo, téléphones portables etc.). Les utilisateurs de PDA auront déjà remarqué que leur temps d'accès, même en lecture seule, est pour le moment bien plus lente que celui de la mémoire dynamique.

Constructeurs de mémoire

Constructeurs de puces mémoire :
- Cypress
- Elpida
- Hynix
- IDT
- Infineon
- Micron, 2 plus grand fabricant (mars 2002), elle fournit notamment la mémoire pour les consoles de jeux Xbox
- Nanya
- Samsung
- Winbond Constructeurs de barettes de mémoire :
- Corsair
- Crucial
- Geil
- Kingston
- OCZ
- Samsung
- Twinmos
- DaneElec
- ProMos

Voir aussi

- Glossaire informatique
- [http://www.linternaute.com/hightech/maquestion/hardware/barette_ram.shtml Guide d'installation d'une barette de RAM] Catégorie:Mémoire informatique ja:Random Access Memory ko:램 simple:Random access memory th:แรม

RAM

Terminologie

Technologie

Divers types de mémoire vive

Constructeurs de mémoire

Voir aussi

Variable

ja:変数 Catégorie:Programmation informatique Dans un langage de programmation, une variable associe un nom (un symbole) à une valeur qui peut éventuellement varier au cours du temps. Plus précisément une variable dénote une valeur. Les capacités et l'utilisation des variables varient pour chaque langage. En mathématiques, une variable représente une quantité inconnue. Dans les autres domaines comme la physique, la biologie ou la chimie, la variable représente un paramètre mesurable comme la température, le temps ou l'intensité.

Nom des variables

Dans certains langages, les noms de variables doivent nécessairement commencer par une lettre (majuscule ou minuscule) ou par un _ (souligné). Les autres caractères composant le nom de la variable doivent être une lettre, un chiffre ou un _. La différenciation des majuscules et des minuscules (sensibilité à la casse) dans le nom d'une variable est laisée à la discrétion des langages. Exemples de noms de variables valides, en C :
- _var
- __var2
- Var Exemple de nom de variable non valide en C :
- 2var Ainsi, le premier caractère ne peut être un chiffre, car cela permet de faciliter la compilation ou l'interprétation du programme en ôtant une ambiguïté : quand le compilateur lit un chiffre, il sait que les caractères qui suivront constitueront une valeur numérique. De même, s'il lit une lettre ou un souligné, il saura qu'il a affaire à une variable. Tous ces noms de variables sont valides en Lisp.

Typage

Lorsque le type d'une variable est déterminée à la compilation (explicitement par le programmeur ou automatiquement par inférence de types), on parle de typage statique. Les valeurs de cette variable devront être obligatoiremnt de ce type (au sens large, c'est-à-dire du même type ou d'un sous-type de ce type) Le typage statique aide à la généreration de code objet plus sûr (sans erreur de type à l'exécution) et plus efficace (en consommation mémoire et vitesse d'exécution). Il interdit toutefois la réflexivité à l'exécution. Autrement, dans les cas où ce ne sont pas les variables qui ont un type, mais les valeurs, on parle de typage dynamique, ou typage latent.

Cycle de vie des variables

On distingue généralement quatre opérations sur les variables, chacune pouvant revêtir des formes syntaxiques différentes.
- la déclaration permet de déclarer un nom de variable, éventuellement de lui associer un type, ainsi qu'une valeur initiale,
- laffectation consiste à attribuer une valeur à une variable,
- la lecture consiste à utiliser la valeur liée à la variable,
- la suppression réalisée soit automatiquement soit par une instruction du langage. Les langages, comme le C, Caml ou Pascal, imposent de déclarer une variable voire de lui donner un type avant son usage. La déclaration imposée des variables permet au compilateur ou à l'interpréteur d'identifier les erreurs typographiques comme des variables non déclarées ou des variables homonymes. D'autres langages effectuent la déclaration au moment de la première affectation (c'est le cas de la plupart des langages de script) ou lors de leur première apparition dans le code (comme dans Prolog). En ce qui concerne l'initialisation des variables, c'est-à-dire l'association d'une première valeur, certains langages imposent d'initialiser une variable avant sa première lecture alors que d'autres fournissent une valeur implicite (spécifiée ou indéterminée). Des langages comme Oz ou Prolog ne réalisent pas à proprement parler d'initialisation. Lors de la déclaration des variables aucune valeur n'est associée, on dit que la variable n'est pas liée. La valeur de la variable est déterminée au fur et à mesure de l'exécution du programme, on parle alors dunification. Dans les langages de programmation fonctionnelle ou de programmation logique, les variables ne peuvent être associées qu'à une seule valeur au cours de leur existence.

Réflexivité

Dans la plupart des langages, les variable n'existent qu'en tant qu'outils pour le programmeur. Ainsi, renommer toutes les occurrences d'une variable ne modifira pas le fonctionnement du programme. Au contraire, pour offrir une expressivité supplémentaire, certains langages permettent de considérer un nom de variable comme une valeur comme une autre (par exemple, ce sont les symboles de Common Lisp et Smalltalk). C'est une technique très utile pour implémenter efficacement des algorithmes de calcul symbolique.

Voir aussi

- Espace de noms
- Variable locale
- Variable globale

Microprocesseur

ko:마이크로프로세서 ja:マイクロプロセッサ th:ไมโครโพรเซสเซอร์
- Le microprocesseur est le cœur des micro-ordinateurs. À strictement parler, il s'agit d'un processeur ou central processing unit qui a été réduit à une taille suffisamment petite pour tenir sur un seul circuit intégré (puce).
Un processeur plus traditionnel (pour ne pas dire ancien) peut — lui — aller jusqu'à tenir sur plusieurs cartes. Comme tous les processeurs, il prend en charge l'exécution des instructions contenues dans les programmes informatiques écrits avec des langages de programmation allant de l'assembleur à des langages abstraits traduits soit par des compilateurs soit par des interpréteurs. Néanmoins, la distinction entre central processing unit, CPU, processeur et microprocesseur est souvent abandonnée au profit d'une banalisation de ces termes. La distinction se fait désormais dans sa fonction entre celle centrale et celle prenant en charge des fonctions comme le graphisme ou la compression/décompression audio-vidéo. interpréteur

Histoire

Le microprocesseur a été inventé par Marcian Ted Hoff en 1971, alors que celui-ci était ingénieur chez Intel. À l'époque, ni la direction d'Intel ni le client japonais à qui était destiné le microprocesseur, n'ont été intéressés par l'invention. En 1990, on apprenait toutefois que la paternité du concept de Micro-processeur jusque là revendiquée depuis 1971, et 1973 pour le brevet, par Intel et Marcian Ted Hoff, était mal-fondée. En effet Gilbert Hyatt avait dès 1970 déposé un brevet plus étendu sur ce concept et avait poursuivi, en toute discrétion pour éviter les pressions, la validation de ce brevet pendant les 20 années qui suivirent. Ce brevet s'il le souhaitait l'autoriserait à percevoir des royalties (droits d'auteur) sur tous les micro-processeurs fabriqués et à venir de par le monde. Le premier microprocesseur commercialisé est le 4004 4-bits le 15 novembre 1971. Il fut suivi par le 8008. Ces processeurs sont les précurseurs des Intel 8080 et Zilog Z80 et de la future famille des Intel x86.

Familles de microprocesseurs

Il existe plusieurs familles de microprocesseurs :
- La plus connue par le grand public est celle de la famille x86, développée principalement par Intel (Pentium), AMD (Athlon), ViA, Transmeta... Les deux premiers constructeurs sont désormais les seuls encore réellement dans la course et fabriquent la plus grande partie des processeurs pour PC (2005).
- Les PowerPC d'IBM et Motorola équipent actuellement les Macintosh (Apple Computer) ainsi que divers systèmes embarqués. Des dérivés équiperont aussi les futures consoles de jeu : Playstation 3, la Xbox 360 et probablement la future Nintendo Revolution...
- La famille 68000 de Motorola animait les anciens Macintosh, les Megadrive, les Atari ST et les Commodore Amiga. Leurs dérivés (Dragonball, ColdFire) sont toujours utilisés dans des systèmes embarqués. Parmi les familles moins connues du grand public:
- La famille Sparc anime la plus grande partie des stations de travail de Sun Microsystems.
- La famille MIPS anime les stations de travail de Silicon Graphics, des consoles de jeux, comme les PSOne et des systèmes embarqués, ou des routeurs Cisco.
- La famille StrongARM est de nos jours utilisée uniquement dans les systèmes embarqués, elle a précédemment été utilisée par Acorn pour ses Archimedes et RiscPC.

Fonctionnement

Les microprocesseurs sont cadencés par une horloge (signal régulier rapide, imposant un rythme au circuit et, assurant éventuellement une synchronisation avec les autres composants, tel que la mémoire). Au milieu des années 1980, les microprocesseurs fonctionnaient de 4 à 8 MHz. Courant 2004, cette vitesse d'horloge atteint 4 GHz sur des modèles commerciaux (5 GHz en laboratoire). Plus la vitesse de l'horloge est élevée, plus le microprocesseur sera capable d'exécuter à un rythme élevé les instructions de base des programmes. Mais l'augmentation de la vitesse d'horloge présente des inconvénients : plus le microprossesseur tourne vite, plus il consomme, et plus il chauffe. Les microprocesseurs actuels sont optimisés pour exécuter plus d'une instruction par cycle d'horloge, ce sont des microprocesseurs avec des unités d'exécution parallélisées. De plus ils sont dotés de procédures qui « anticipent » les instructions suivantes avec l'aide de la statistique. Dans la course à la puissance des microprocesseurs, deux méthodes d'optimisation sont en concurrence : # La technologie du jeu d'instructions simplifié (RISC, Reduced Instruction Set Computer), rapide avec des instructions simples, facile à fabriquer et dont on peut monter la vitesse de l'horloge sans trop de difficultés techniques. # La technologie appellée CISC (Complex Instruction Set Computer), dont chaque instruction complexe nécessite plus de cycles d'horloge, mais qui a en son cœur beaucoup d'instructions pré-câblées. Néanmoins, avec la considérable augmentation de la taille des puces électroniques et la gigantesque accélération des fréquences d'horloge, la distinction entre RISC et CISC a quasi complètement disparu. Là où des familles tranchées existaient, on observe aujourd'hui des microprocesseurs où une structure interne RISC apporte de la puissance tout en restant compatible avec une utilisation de type CISC (la famille Intel x86 a ainsi subi discrètement une transition entre une organisation initialement très typique d'une structure CISC. Actuellement elle utilise un cœur RISC très rapide, s'appuyant sur un système de réarrangement du code à la volée) mis en œuvre, en partie, grace à des mémoires cache de plus en plus étendue, comportant jusqu'à trois niveaux.

Fabrication des microprocesseurs

La fabrication d'un microprocesseur est essentiellement identique à celle de n'importe quel circuit intégré (voir le chapitre à ce sujet). Elle suit donc un procédé complexe. Mais l'énorme taille de la plupart des microprocesseurs a tendance à augmenter encore le coût de l'opération. La loi de Moore, qui indique que le degré d'intégration des microprocesseurs double tous les 18 mois, indique également que les coûts de production doublent en même temps que le degré d'intégration. La fabrication des microprocesseurs est aujourd'hui considérée comme l'un des deux facteurs d'augmentation de la capacité des unités de fabrication (avec les contraintes liées à la fabrication des mémoires à grande capacité). La finesse de la gravure industrielle a atteint désormais 65 nm.

Fonctions à développer

Organisation parallèle

Dépendant aussi du système d'exploitation la tendance actuelle est l'installation de plusieurs processeurs parallèles et de multiples tâches d'où l'importance grandissante des fonctions d'arbitrages entre processus (par exemple l'hyper threading). En effet, l'architecture super scalaire (mise en parallèle des tâches dans une unité d'exécution) des processeurs actuels ne suffit actuellement plus au multi-threading tel qu'il est utilisé.

Sécurité et location

Il existe de nombreux projets d'intégration au cœur des microprocesseurs de fonctions visant à empêcher les copies illégales de fichiers (technologies DRM). Le consortium TCPA, notamment, a déjà créé des puces permettant de créer une "zone de confiance" au sein du système informatique, à l'aide d'une puce d'identification spécifique. Certains modèles d'ordinateurs, comme les portables d'IBM intègrent déja de telles puces. La prochaine génération de cette technologie sera probablement intégrée dans les processeurs centraux des ordinateurs. Ces technologies sont décriées, notamment par les partisans du logiciel libre, pour qui elles possèdent un potentiel liberticide. En effet, conjuguées à un système d'exploitation prévu à cet effet, par exemple dérivé du projet NGSCB de Microsoft, ce type de technologie permet au tiers de confiance (le prestataire qui va vérifier la validité des composants du système) d'accéder à distance au contenu de l'ordinateur, voire d'empêcher l'exécution de certaines opérations sur celui-ci.

Mémoire étendue

Ancien système d'extension de la mémoire permettant de dépasser la limite de 1Mo du microprocesseur 8086 de l'époque. Cette mémoire était accessible par pages de 64 Ko. On ne l'utilise plus de nos jours en raison des capacités d'adressages étendues des processeurs récents ainsi qu'en raison de l'extrême lenteur des accès aléatoires dès que ceux-ci nécessitent un changement de page mémoire.

Systèmes d'exploitation multiple

Vanderpool/Silvervale: si un système d'exploitation de travail est infecté par un virus coriace, un autre de préférence sur une autre base comme Linux vers Mac OS ou Windows pourrait agir comme gardien et désinfecter le premier tout en ne laissant pas la possibilité au virus de se propager.

Anticipation des problèmes et gestion à distance

Particulièrement utile pour les serveurs.

Le problème de l'échauffement

L'échauffement des microprocesseurs reste grosso modo et malgré l'usage de techniques de gravures de plus en plus fines, proportionnel au carré de leur tension à architecture donnée. Avec

V

la tension,

f

la fréquence, et

k

un coefficient d'ajustement, on peut calculer la puissance dissipée

P

P = k \times V^2 \times f

- Un i686 à 1 GHz (1,7V), deux fois plus rapide, consomme typiquement 34 W, ce qui n'est pas loin du quadruple.
- À 2 GHz un Opteron dissipe 107 W et un G5 55 W. Ce problème est lié à un autre, celui de la dissipation thermique et donc souvent des ventilateurs, sources de nuisances sonores difficilement compatibles avec un environnement de bureau. Le refroidissement liquide (à eau) est proposé.

Voir aussi

Liens internes

- Liste de microprocesseurs
- Processeur
- Loi de Moore

Liens externes

- [http://www.computerhistory.org/exhibits/microprocessors/index.shtml galerie de microprocesseurs de 1971 à 1996]
- [http://www.x86-secret.com/popups/articleswindow.php?id=64 Article sur la fabrication des wafers]

Microprocesseur

Histoire

Familles de microprocesseurs

Fonctionnement

Fabrication des microprocesseurs

Fonctions à développer

Organisation parallèle

Sécurité et location

Mémoire étendue

Systèmes d'exploitation multiple

Anticipation des problèmes et gestion à distance

Particulièrement utile pour les serveurs.

Le problème de l'échauffement

L'échauffement des microprocesseurs reste grosso modo et malgré l'usage de techniques de gravures de plus en plus fines, proportionnel au carré de leur tension à architecture donnée. Avec

V

la tension,

f

la fréquence, et

k

un coefficient d'ajustement, on peut calculer la puissance dissipée

P

P = k \times V^2 \times f

Voir aussi

Liens internes

- Liste de microprocesseurs
- Processeur
- Loi de Moore

Liens externes

Atmel AVR

ja:Atmel AVR Catégorie:Matériel informatique Il s'agit d'une architecture de microcontrôleurs RISC propriétaire de la société Atmel.

C167

Microcontrôleur C167
- Concepteur du noyau : Siemens représenté par [http://www.infineon.com Infineon]
- Autres constructeurs et autres références :
- [http://www.st.com/ STMicroelectronics] avec la famille ST10,
- [http://www.micronas.com/ Micronas] avec le SDA 6000
- Le 80C166 date de 1990. C'est un microcontrôleur 16 bits, monochip
- Nombreuses variantes :
- le 80C167
- le 80C165
- voir sites des constructeurs plus haut... Ces processeurs sont, en général, sources compatibles, mais pas code compatibles (quelques instructions différentes, registres pas situés au même endroit,...)

Hitachi H8

H8 est le nom d'une grande famille de microcontrôleurs 8-bit et 16-bit construit par Renesas Technology Corp., dont l'origine remonte au début des années 1990 chez Hitachi et évolue encore aujourd'hui (2005). Les sous-familles HB sont constituées des séries H8/300, H8/300H, H8/500, et H8S, composées de dizaines de différentes parties, variant en vitesse, sélection des périphériques inclus tels que des horloges et ports série, et un grande variété de ROM et de RAM. La ROM a généralement une taille allant de 16 Ko à 128 Ko, et la RAM de 512 octets à 4 Ko. L'architecture basique du H8 a été modelé sur celle du DEC PDP-11, avec huit registres 16-bit (le H8/300H et H8/S ont un ensemble additionnel de huit registres), et une varieté de modes d'adressage. Plusieurs sociétés proposent des compilateurs pour la famille H8. Il existe aussi un portage complet de l'environnement GNU, incluant un simulateur. Des émulateurs matériels sont aussi disponibles. Les H8s peuvent être trouvés dans les appareils photos numériques, les contrôleurs d'imprimante, et divers sous-systèmes automobiles. Le robot évolué Lego Mindstorms (outil éducationnel ou jouet) utilise également cette architecture (un H8/300, pour être exact). Le SuperH est désigné comme le successeur 32-bit/64-bit RISC du design du H8.

Articles connexes

- Microcontrôleur
- Outils GNU pour la famille H8 : GNU Debugger, GNU Compiler Collection

Liens externes

- [http://h8300-hms.sourceforge.net/ GNU Development Tools for the Renesas H8/300[HS] Series]
- [http://eu.renesas.com/fmwk.jsp?cnt=h8_family_landing.jsp&fp=/products/mpumcu/h8_family/ Famille H8] et [http://eu.renesas.com/fmwk.jsp?cnt=h8sx_family_landing.jsp&fp=/products/mpumcu/h8sx_family/ famille H8SX] sur le site internet de Renesas Catégorie:Composant actif ja:H8

Intel 8085

L'Intel 8085 est un microprocesseur 8 bits fabriqué par Intel au milieu des années 1970. Il était compatible binairement avec le plus célèbre Intel 8080 mais demandait moins de matériel environnant, ce qui permit la création de micro-ordinateurs plus simples et moins chers à construire. Le « 5 » dans le numéro du modèle est venu du fait que les 8085 exigaient seulement une alimentation de 5V plutôt que les 5V et 12V exigés par les 8080. Les deux processeurs ont parfois été utilisés dans des ordinateurs basés sur le système d'exploitation CP/M. Le 8085 fut utilisé ultérieurement comme microcontrôleur (surtout grâce au coût réduit des composants). Ces deux processeurs furent par la suite supplantés par le Zilog Z80, compatible et plus efficace, qui remporta la majeure partie du marché des ordinateurs CP/M et des ordinateurs personnels du milieu et de la fin des années 1980. Catégorie:Microprocesseur

STMicroelectronics

STMicroelectronics est une entreprise dans le domaine de l'électronique. Il s'agit d'un des leaders dans la fabrication de composants à semi-conducteurs. Cette société est née de la fusion des activités composants de la société italienne SGS et de la société française Thomson. Initialement nommée SGS-THOMSON, la société a ensuite été renommée STMicroelectronics (cotée au CAC 40) suite au retrait de Thomson. Malgré cela, l'équilibre a été maintenu entre les actionnaires français et italien. La compagnie possède un large portefeuille de produits à l'exception des mémoires DRAM et des microprocesseurs grand public, qui sont la chasse gardée des fabricants Intel et AMD. ST se distingue pour ses compétences en télévision numérique (DVD, MPEG), ses produits télécom et de puissance intelligente. Autrefois leader du marché des smartcards, celle-ci est aujourd'hui dépassée par Infineon et talonnée par Atmel. ST est implantée dans les 4 régions principales (Europe, USA, Asie-Pacifique et Japon) avec une forte présence en Europe (Grenoble/Crolles et Rousset pour la France, Milan et Catane pour l'Italie). ST est en compétition avec Infineon pour l'obtention du titre de premier fabricant européen. 1987 : Fusion de - SGS Microelettronica (Società Generale Semiconduttori): Compagnie italienne précurseur de ST - Thomson Semiconducteurs Au niveau social, STMicroelectronics succitait un sentiment plutôt favorable de sa création à 2003 ou la fermeture de l'usine de Rennes pour des motifs boursiers (augmenter la marge brute) a montré le changement radical d'orientation de l'entreprise. Depuis, un plan de suppression d'emplois de 3000 personnes hors Asie est mis en place. La France est particulièrement touchée avec 1000 emplois remis en cause. La nouvelle stratégie de STMicroelectronics depuis quelques années est donc délocaliser les emplois industriels à Singapour et les emplois "intellectuels" en Europe de l'est, Inde et Asie du sud est. Catégorie:Entreprise française Catégorie:Entreprise italienne

Autoradio

Les premiers autoradios, sont apparu peu après les débuts de l'industrie automobile. Dans les années 1970 et 1980, la démocratisation du coût d'achat des autoradios a provoqué une profusion des autoradios dans les automobiles.

Liens externes

- [http://users.skynet.be/antique.autoradio/ Antique Autoradio (Collection d'un belge passionné)] ja:カーオーディオ

MP3

Catégorie:Format de données numériques Le MP3 est l'abréviation de MPEG-1/2 Audio Layer 3, la spécification sonore du standard MPEG-1, du Moving Picture Experts Group (MPEG). C'est un algorithme de compression capable de réduire drastiquement la quantité de données nécessaire pour restituer de l'audio, mais qui, pour l'auditeur, ressemble à une reproduction du son original non compressé, c'est-à-dire avec perte significative mais acceptable de qualité sonore pour l'oreille humaine. L'extension d'un fichier audio compressé au format MP3 est .mp3

Historique

L'encodage MPEG-1/2 Layer 2 est né avec le projet Digital Audio Broadcasting (DAB) qui fut lancé par Fraunhofer IIS-A. Ce projet a été financé par l'Union européenne, et faisait partie du programme de recherche EUREKA, connu sous le nom de EU-147. Le projet EU-147 exista de 1987 à 1994. En 1991, deux formats étaient disponibles :
- Musicam (connu sous le nom de Layer II) ;
- ASPEC (Adaptive Spectral Perceptual Entropy Coding), ayant des points communs avec le MP3. Musicam fut choisi pour sa simplicité et sa tolérance aux erreurs. Un groupe de travail dirigé par Karlheinz Brandenburg et Jürgen Herre reprit des idées de Musicam et d'ASPEC, en ajouta et créa le format MP3, conçu pour être de même qualité à 128 kbit/s que le MP2 à 192 kbit/s. Les deux algorithmes furent complétés en 1992 et constituèrent la première partie du MPEG-1, le premier travail du groupe MPEG, groupe à l'origine de la norme internationale ISO/CEI 11172-3, publiée en 1993. Le travail sur l'audio MPEG se termina en 1994 et constitua la seconde partie (MPEG-2) de la norme internationale ISO/CEI 13818-3, publiée pour la première fois en 1995. Karlheinz Brandenburg a utilisé Tom's Dinner, la chanson de Suzanne Vega comme modèle pour l'algorithme de compression du MP3. Cette chanson a été choisie à cause de sa finessse et de sa simplicité, ce qui facilitait la détection des imperfections du format.

Utilisation

Ce format populaire de compression audio permet une compression approximative de 1:4 à 1:12. Un fichier audio occupe ainsi quatre à douze fois moins d'espace une fois transcodé en format MP3. Une spécificité intéressante qui facilite le téléchargement et permet d'engranger énormément de données musicales sur un disque dur ou une mémoire flash.

Technique de l'encodage

La compression peut être plus grande que ce ratio en choisissant un débit binaire (en anglais bitrate) plus faible. On considère en général qu'il faut au moins 128 kilobits par seconde (kbit/s) pour bénéficier d'une qualité audio acceptable pour un morceau de musique, sachant que 8 kbit/s est la qualité audio d'un téléphone.
- Ce format de données utilise un modèle psycho-acoustique, c'est-à-dire qu'il s'agit d'un système de compression avec perte. Il ne retransmet pas intégralement le spectre des fréquences audio.
- En effet, un fichier au format mp3 ne contient ni ultrasons (harmoniques de fréquences supérieures à 20 kHz) ni infrasons (harmoniques de fréquences inférieures à 20 Hz) que l'oreille humaine ne peut percevoir. Le choix du niveau de compression permet de réduire encore davantage le spectre des fréquences retransmises. Compresser un fichier musical provenant d'un cd audio au format mp3 ne réduit pas la qualité comme beaucoup le laissent entendre. Non seulement toutes les fréquences du son original ne sont pas présentes sur le cd audio mais aussi, ne supprimer que les harmoniques inaudibles ne peut induire une quelconque nuisance.
- De plus, la compression au format Mp3 exploite le mécanisme psycho-acoustique de « masque » : par exemple, si l'on écoute des gazouillis d'oiseaux et que, soudainement, un coup de klaxon retentit, les gazouillis des oiseaux deviennent imperceptibles. Cette information peut donc être supprimée.
- D'une manière générale on admet que la compression avec perte entraîne une différence de qualité d'écoute par rapport aux techniques de compression sans perte. Pour plus de rigueur, il faut considérer l'ensemble des harmoniques audibles qui ont été supprimées. Cet ensemble peut être vide.
- On peut améliorer la qualité à débit moyen égal en utilisant un débit binaire variable (VBR ou Variable Bit Rate par opposition à un débit constant CBR, Constant Bit Rate). Dans ce cas, les instants peu complexes comme les silences seront codés à un Bitrate plus faible, par exemple 64 kbit/s, laissant ainsi une réserve de bits supplémentaires pour coder les parties plus problématiques comportant des sauts de fréquences rapides jusqu'à 320 kbit/s.

Taux de compression

L'efficacité de la compression des encodeurs avec perte est habituellement définie par le débit binaire, puisque le taux de compression dépend de la taille de l'échantillon et de la fréquence d'échantillonage du signal d'origine. Toutefois, les paramètres du disque compact sont souvent utilisés comme référence (44,1 kHz, 2x16 bit). Et aussi parfois, ceux du DAT SP (48kHz, 2x16 bits). Le taux de compression pour cette référence est plus élevé, ce qui montre la complexité de la définition du terme « taux de compression » pour les encodeurs avec perte. Fraunhofer IIS publie sur son site Web officiel les taux de compression et les débits de données pour le MPEG-1 Layer 1, 2 et 3 :
- Layer 1 : 384 kbit/s, compression 4:1
- Layer 2 : 192..256 kbit/s, compression 6:1..8:1
- Layer 3 : 112..128 kbit/s, compression 10:1..12:1 Ces valeurs ne disent pas grand-chose sur la qualité du résultat obtenu, puisque la qualité ne dépend pas seulement du format d'encodage du fichier, mais également de la qualité de l'algorithme psycho-acoustique utilisé par l'encodeur. Typiquement, les encodeurs layer 1 utilisent un algorithme très simple, d'où un résultat nécessitant un débit supérieur pour un encodage transparent.
- Layer 1 encodé à 384 kbit/s, même avec ses algorithmes psycho-acoustiques simples, est meilleur que Layer 2 à 192..256 kbit/s
- Layer 3 encodé à 112..128 kbit/s est moins bon que Layer 2 à 192..256 kbit/s. Les débits présentés ne sont donc pas équivalents en terme de qualité, et les qualités ne sont pas forcément optimales. Il est en effet généralement admis que 128 kbits/s avec Layer 3 n'a pas un son excellent, mais tout juste raisonnable. Si l'on est soucieux de la qualité et pas seulement du débit, on utilisera plutôt les valeurs suivantes :
- Layer 1 : excellent à 384 kbit/s
- Layer 2 : excellent à 256...384 kbit/s, très bon à 224...256 kbit/s, bon à 192...224 kbit/s
- Layer 3 : excellent à 224...320 kbit/s, très bon à 192...224 kbit/s, bon à 128...192 kbit/s

Étiquettes

Outre le fait de stocker la musique de façon très compacte tout en conservant une qualité acceptable, le MP3 apporte une fonctionnalité rarement présente sur les formats audio qui l'ont précédé : les métadonnées (données sur les données). En clair, le fichier MP3 ne contient pas seulement la musique mais peut également apporter des informations sur celles-ci (telles que l'interprète, le titre, le nom de l'album, voire la pochette, les paroles ou du karaoké). Ces informations sont stockées sous forme d'étiquettes (tag en anglais) dont il existe plusieurs versions. Le format MP3 initial ne permettait pas de stocker des étiquettes, tout au plus, il permettait de préciser certains paramètres binaires comme le fait que le morceau soit protégé ou non par copyright ou le fait qu'il s'agisse d'un original ou d'une copie. Les étiquettes MP3 sont enregistrées au format ID3 (version 1 ou 2).

Licence

Bien que le MP3 soit souvent perçu par l'utilisateur final comme une technologie gratuite (il peut en effet encoder ou décoder gratuitement sa musique de manière tout à fait légale pour peu que l'enregistrement original lui appartienne ou qu'il soit une copie à usage privé), cette technologie fait l'objet d'une licence. L'algorithme « MPEG-1 Layer 3 » décrit dans les standards ISO/IEC IS 11172-3 et ISO/IEC IS 13818-3 est soumis à des royalties à Fraunhofer IIS et Thomson (les détenteurs du brevet) pour toute utilisation commerciale ou implémentation physique (notamment sur les baladeurs MP3).

Alternatives

La popularité du format MP3 a rapidement conquis de très nombreux utilisateurs tant par sa facilité d'utilisation que par le fait que pour la première fois, elle permettait de transmettre de l'information multimédia par Internet. Néanmoins, les limites de cette technologie aussi bien quantitativement (taux de compression donc taille des fichiers et temps de téléchargement) que qualitativement (perte de qualité par rapport à l'enregistrement non compressé, gestion des droits numériques) ont motivé plusieurs initiatives proposant des alternatives :
- MP3-pro développé par Fraunhofer IIS et Thomson
- Advanced Audio Coding (AAC) développé par les laboratoires Dolby et exploité par Apple Computer pour l'iPod et le Musicstore
- Ogg Vorbis, une solution libre développée par Xiph.org
- Windows Media Audio développé par Microsoft.

Logiciels adaptés à sa lecture

- Sous Windows : Winamp, Windows Media Player, iTunes, RealPlayer
- Sous Mac OS : iTunes
- Sous Linux : Xmms, amaroK, JuK
- Sous Palm OS : Pocket Tunes

Matériels adaptés à sa lecture

- Les baladeur MP3 : ils permettent d'écouter des fichiers MP3 stockés en mémoire.
- Les lecteurs de CD MP3 : ils permettent d'écouter des fichiers MP3 stockés sur des CD.
- Des lecteurs DVD ou platines DivX : ils peuvent parfois (et même de plus en plus souvent) lire des fichiers MP3 sur des CD.

Voir aussi

- Ogg Vorbis
- MPEG
- FLAC ja:MP3 ko:MP3 simple:MP3 zh-min-nan:MP3

Robotique

La robotique est le domaine scientifique et technologique qui étudie les mécanismes, les capteurs, les actionneurs, les méthodes de commande et le traitement de l'information nécessaires à la conception et l'utilisation des robots y compris leurs déplacements. (A noter que l'invention du terme Robotique est attribué à l'auteur de Science Fiction Isaac Asimov qui l'employa pour la première fois en 1942 dans une nouvelle du nom de "Run Around")

Robotique modulaire

La robotique modulaire est un domaine où le robot n'est pas considéré comme un ensemble fixe, mais au contraire comme un assemblage de plusieurs parties indépendantes. Ces éléments ou modules peuvent accomplir des tâches différentes et se connecter entre eux pour former un organisme complexe. Un module seul n'arrivera pas à remplir une mission ou un mouvement donné, mais la coopération entre plusieurs modules augmente les aptitudes du robot. Le but de la robotique modulaire est d'arriver à obtenir des robots composés de plusieurs unités qui s'auto-organisent par le biais de reconfigurations dynamiques, hardware (FPGA reconfigurables dynamiquement) ou logiciel (software), afin de coopérer à l'instar des cellules qui s'auto-assemblent pour former des organes, des tissus et finalement un corps tout entier. De même, la reconfiguration de ses unités permet une adaptation du robot à son environnement qui peut varier selon les tâches qu'on lui attribue. Les robots de nos jours sont créés majoritairement pour le loisir par des entreprises spécialisées, mais ne restent néanmoins accessibles qu'aux passionnés et aux personnes qui ont les moyens nécessaires à leur fabrication. Ces jouets ou objets de loisir ont un coût élevé. Les chercheurs, minoritairement se servent de ces robots pour différentes recherches axées sur ce domaine. La robotique amateure est assez répandue et connaît un essor incroyable ; à ce sujet des magazines ont étés créés comme : Servo (en anglais), ou Électronique Pratique. Une nouvelle forme de roboticiens amateurs (ou presque) est apparue : les hackers. À partir de robots du commerce prealablement achetés, ils modifient ceux-ci et les améliorent à leur façon. Les constructeurs, ravis de ce phénomène, les encouragent. Mark Tilden, créateur de Robosapiens, affirme qu'il a laissé de l'espace dans la coque de sa création pour du rajout de matériel, et a bien rangé les fils pour que les pratiquants du hack puissent avoir la tache simplifiée.

Les Robots BEAM

Les Robots BEAM (B.E.A.M. est acronyme pour : Biologique Électronique Esthétique et Mécanique) sont des robots un peu intelligents sans aucun microcontr%C3%B4leur ou programme embarqué d'aucune sorte. Une électronique simple combinée à une mécanique robuste suffit, en général ce type de robot est accessible aux amateurs tant sur le plan technique que sur le plan financier.

Bibliographie

- Construisons nos robots
- Robot sumo
- Genèse d'un peuple artificiel

Liens externes

- [http://jp-petit.com/TELECHARGEABLES/Francais/robots.htm À quoi rèvent les robots, BD de Jean-Pierre Petit] (en PDF)
- [http://www.vieartificielle.com/ site généraliste sur la robotique]
- [http://misc.interactivedata.be/sebastian/sebotics/robots/beam.html site plus amateur mais très interessant]
- [http://www.planete-sciences.org/robot/index.php Association Planète Sciences qui propose aux jeunes des activités scientifiques et notamment, de la robotique] catégorie:Robotique ja:ロボット工学

Robot

On nomme robot un dispositif mécanique accomplissant automatiquement des tâches généralement dangereuses ou pénibles pour un humain. L'évolution de l'électronique et de l'informatique permet des traitements de plus en plus complexes. La définition de ce qui est comptabilisé ou non comme robot varie selon les pays considérés. Au Japon, par exemple, cette catégorie inclut à la différence de la France nombre de machines-outils programmables.

Historique

Origine du terme

Ce terme dérivé du mot robota (travail de serf, d'esclave en tchèque et dans les langues slaves. Ex: "robotnik", le travailleur, en polonais) a été introduit par l'écrivain tchèque Karel Čapek dans la pièce de théâtre R. U. R. (Rossum's Universal Robots) en 1920. Cette pièce fut jouée pour la première fois en 1921. Bien que Karel Čapek soit souvent considéré comme l'inventeur du mot, il a lui-même désigné son frère Josef, peintre et écrivain, comme l'inventeur réel. Certains assurent que le mot robot a été d'abord utilisé dans la courte pièce Opilec de Josef Čapek (the Drunkard), publiée dans la collection Lelio en 1917. Selon la Société des Frères de Čapek à Prague, ce serait inexact. Le mot employé dans Opilec est automate, alors que Robot est apparu pour la première fois dans RUR. Alors que les robots de Čapek étaient des humains organiques artificiels, le mot robot a été pris pour désigner des humains « mécaniques ». Le terme androïde peut signifier l'un ou l'autre, alors que cyborg (« organisme cybernétique » ou « homme bionique ») serait une créature faite de parties organiques et artificielles. Le terme « robotique » a été introduit (dans la littérature) par Isaac Asimov dans le livre Runaround (1942). Il y énonce les « trois règles de la robotique » qui deviendront par la suite « les trois lois de la robotique ».

Antiquité

L'idée de personnes artificielles remonte vraisemblablement à la légende antique de Cadmus, qui, semant des dents de dragon, créa des soldats. Le mythe de Pygmalion, quand à lui, raconte comment la statue Galatée devint vivante. Dans la mythologie classique, le dieu des forges (Vulcain ou Héphaïstos) créa des serviteurs mécaniques, certains intelligents, d'autres en jeunes esclaves dorés, d'autres encore en forme de tables tripodes utilitaires mues par leur propre énergie. On peut citer aussi la légende hébraïque du Golem, un colosse d'argile animé par une magie kabbalistique; selon une autre lecture, le Golem serait composé de sable, ce qui évoquerait le silicium des microprocesseurs.

Renaissance

Le premier schéma d'un robot humanoïde fut l'œuvre de Léonard de Vinci aux alentours de 1495. Les carnets de Vinci, redécouverts dans les années 1950, contenaient des dessins détaillés d'un chevalier mécanique qui était apparemment capable de se lever, balancer ses bras, et bouger sa tête et sa mâchoire. Le plan était probablement basé sur ses recherches anatomiques compilées dans l'homme vitruvien. On ne sait pas s'il a tenté de construire ce robot (voir : robot de Léonard de Vinci).

XVIIIème et XIXème siècle

Le premier robot opérationnel connu fut construit par Jacques de Vaucanson en 1738, qui créa un androïde flutiste, ainsi qu'un canard mécanique capable de manger et déféquer. La nouvelle L'homme au sable d'Ernest Théodore Amadeus Hoffmann (1817) décrit une femme mécanique à l'allure de poupée, et Steam Man of the Prairies d'Edward S. Ellis (1865) exprime la fascination américaine de l'industrialisation. La vague littéraire sur les automates humanoïdes culmina avec l'Homme électrique de Luis Senarens en 1885.

XXème siècle

Lorsque la technologie arriva au point où l'on put prédire des créatures mécaniques (non ludiques), les réponses littéraires au concept de robot suscitèrent la crainte que les humains soient remplacés par leurs propres créations. Frankenstein (1818), parfois désignée comme la première nouvelle de science-fiction, est devenue un synonyme de ce thème. Lorsque la pièce de Čapek RUR introduisit le concept d'une chaîne de montage pilotée par des robots qui tentent de construire toujours plus de robots, le thème prit une consonance économique et philosophique, renforcée par le classique film Metropolis (1927), et les populaires Star Wars (1976), Blade Runner (1982) et Terminator (1984).

XXIème siècle

Bien que les clones ne soient pas des robots à proprement parler, le thème de l'opposition entre la créature et son créateur, à l'instar de Frankenstein, se retrouve dans un film comme The Island.

Industrie

The Island] Les robots sont intensivement utilisés dans l'industrie, où ils effectuent sans relâche des tâches répétitives et avec rigueur. Dans les chaînes de montage de l'industrie automobile, ils y remplacent les ouvriers dans les tâches pénibles et dangereuses (peinture, soudure, emboutissage, etc..) La science des robots se nomme la robotique.

Principes

Le terme robot correspond à un type bien précis de système. Ainsi, si certaines caractéristiques ne sont pas présentes, une machine, même très complexe, ne peut être qualifiée de robot. La définition la plus précise du robot pourrait être : « système automatique mécanisé capable d'effectuer une ou plusieurs tâches dans un environnement donné, de manière autonome et séquentielle, par l'exécution d'un programme préétabli ». Selon cette définition, une machine aussi complexe qu'un avion long-courrier Airbus, par exemple, n'est pas un robot, alors qu'un banal grille-pain peut, lui, être considéré comme la forme la plus simple de robot. En effet, un avion de ligne, bien qu'embarquant de nombreux appareils automatiques et constituant un très complexe ensemble de systèmes associés, reste sous le contrôle des pilotes qui demeurent en haut de la pyramide hiérarchique des systèmes. Du décollage à l'atterrissage, l'appareil est gouverné et n'exécute pas un programme lui permettant d'accomplir sa tâche. En revanche, le grille-pain va effectuer, une fois démarré, une tâche certes unique et très simple, mais de façon entièrement autonome et sans aucune intervention extérieure, exécutant un programme, une suite d'instructions: le thermostat, qui coupe le circuit dés qu'une certaine température est atteinte, et que l'on règle en vue d'une durée plus ou moins longue de cuisson, peut être considéré comme unité d'entrée, tandis que ce réglage lui-même peut être considérée comme la saisie du programme à exécuter. Ainsi le robot, machine programmable, ne peut être séparé de l'ordinateur, et à cet égard doit être défini comme une unité de sortie, un périphérique. Le schéma et l'architecture classique des machines à traitement automatique de données reste donc valable, même dans le cas d'un futur robot quasi autonome, conforme aux prévisions de la science-fiction. La seule différence entre un ordinateur et de bureau et un robot est que l'unité de calcul (processeur), les unités de stockage (mémoire vive et mémoire permanente), les unités d'entrée (caméras, etc.) sont soit embarquées dans le système, soit le commandent à distance. Mais le robot lui-même, en tant que dispositif mécanique commandé par l'unité centrale, reste un périphérique de sortie. Quelque soit la complexité du logiciel lui permettant de réagir à son environnement, le robot est piloté, exactement comme une imprimante qui exécute une suite de tâche programmées. Le robot reste donc une machine Von Neumann, dont il n'est qu'un élément. Selon cette définition, on peut considérer, même si cette distinction est quelque peu académique, que les robots SWORD (évoqués plus bas) testés en ce moment en Irak, ainsi que les laboratoires automatiques opérant sur Mars ne sont pas, justement, de véritables robots, puisqu'ils ne s'agit que de systèmes téléguidés par un opérateur humain. En revanche, des systèmes automatisés comme des satellites, certains drônes, ou des missiles auto-pilotés, constituent bien des robots. drône Robots autonomes : Ainsi l'on cherche à réaliser des systèmes capables de réagir seuls à l'environnement, c'est à dire à un certain imprévu. Et c'est ce plus ou moins grand degré d'autonomie (d'autres aiment mieux dire « intelligence artificielle ») qui rapproche les robots des systèmes complètement autonomes envisagés par la science-fiction et la recherche de pointe. Une certaine capacité d'adaptation à un environnement inconnu peut, dans les systèmes semi-autonomes actuels, être assurée pourvu que linconnu reste relativement prévisible: l'exemple déjà opérationnel de l'aspirateur-robot (par exemple le Trilobite d'Electrolux) en est une parfaite illustration : le logiciel qui pilote cet appareil est en mesure de réagir aux obstacles qui peuvent se rencontrer dans une habitation, de les contourner, de les mémoriser. Il sauvegarde le plan de l'appartement et peut le modifier en cas de besoin. Il retourne en fin de programme se connecter à son chargeur. Il doit donc fournir une réponse correcte au plus grand nombre possible de stimulations, qui sont autant de données entrées, non par un opérateur, mais par l'environnement. C'est un robot dans le plus pur sens du terme. L'autonomie suppose que le programme d'instructions prévoie la survenue de certains évènements, puis la ou les réactions appropriées à ceux-ci. Lorsque l'aspirateur évite un buffet parce qu'il sait que le buffet est là, il exécute un programme intégrant ce buffet, par exemple les coordonnées X-Y de son emplacement. Si, ce buffet étant déplacé, il est capable de modifier son plan en conséquence et de traiter une zone du sol qu'il ne prenait pas en compte jusqu'alors, un degré supérieur d'autonomie est atteint par ce robot.
La robotique actuellement

Liste des robots
Robots humanoïdes :
- Asimo
- Hubo
- NBH-1
- P1
- P2
- P3
- Qrio Autres robots :
- Aibo, chien de compagnie Robots industriels :
- Unimate, le 1er robot industriel
- Lemur,robot industriel à 6 pattes
- Robot Delta, robot ayant un bras de manipulation formé de 3 parallélogrammes
Marché de la robotique
Le nombre de robots en activité est en pleine explosion depuis une quinzaine d'années, sous les effets combinés des progrès techniques et de la baisse des coûts (divisés par quatre pour les robots industriels entre 1990 et 2003). Ils se répartissaient fin 2003 :
- 29 % de robots domestiques (dont 94 % d'aspirateurs automatiques (570 000 au total) et 37 000 tondeuses automatiques) ;
- 38 % de robots industriels (soit 800 000 au total, dont 50 % présents au Japon, 31 % en Europe et 14 % en Amérique du Nord).
- 33 % de robots de loisirs (692 000, dont une majorité d'Aibo de Sony). Le nombre de robots militaires n'est pas déterminé, même si on exclut les missiles et autres satellites. Pour l'instant, les systèmes d'arme restent sous contrôle total d'un opérateur humain, même sur des système par ailleurs robotisés. Les drônes sont maintenant assez répandus (car le ciel est un endroit où il est assez facile de se mouvoir sans avoir à gérer des obstacles), et des robots terrestres sont en expérimentation dans les arsenaux de nombreux pays. Le plus médiatique est l'engin SWORD testé par les USA en Irak La croissance du nombre de robots dans notre environnement restera forte d'ici à 2007. Les robots industriels (dont on recense plus de 20 000 applications, de la chaîne de montage automobile à la trayeuse automatique) devraient être un million cette année-là (soit 25 % de hausse). Quant aux robots domestiques, ils devraient être presque sept fois plus nombreux en 2005, avec quelques utilisations nouvelles (lavage de vitres, de piscines).
Futurs développements
La microrobotique est un champ d'étude en plein essor. La compréhension des phénomènes physiques dans la manipulation à l'échelle du micromètre et la miniaturisation des mécanismes sont d'un intérêt crucial pour la micro-ingénierie. Les recherches concernent aussi bien les capteurs, que les actionneurs et les préhenseurs. De nombreux roboticiens se concentrent aujourd'hui sur la locomotion humaine et animale. C'est une problématique difficile, en partie à cause de la puissance de calcul nécessaire. L'étude des robots à pattes a été menée depuis plusieurs décennies, surtout sur les robots hexapodes, quadripèdes, etc. La tendance était alors de copier la flexibilité, la robustesse et l'adaptabilité des insectes. Ce type de robot est statiquement stable, et donc plus facile à contrôler. Aujourd'hui on assiste à une intensification de la recherche sur la locomotion bipède, qui est par nature dynamiquement stable, donc plus difficile à maîtriser. Mais les avantages sont considérables : progression dans la connaissance de la bipédie, meilleur franchissement d'obstacle et adaptation à l'environnement humain. Ainsi de nombreuses universités et entreprises, surtout japonaises, se sont lancées dans la construction de robots humanoïdes. La robotique médicale est également très active. De nouveaux robots sont développés pour la chirurgie mini-invasive et la téléchirurgie. De nouvelles techniques sont exploitées, comme les actionneurs AMS (alliages à mémoire de forme), la microrobotique et les interfaces haptiques. Des algorithmes de traitement d'image sont développés dans la même voie. La recherche s'est aussi orientée vers la navigation, la localisation et la planification de trajectoire. L'exploration sous-marine et spatiale sont des domaines où la robotique est d'une grande utilité. Les développements futurs concernent aussi la vision et le traitement d'image, notamment dans le but de concevoir des véhicules « intelligents », ou des robots de surveillance et d'exploration.
Science-fiction

Littérature
La littérature de science-fiction autour du thème des robots est foisonnante notamment par:
- I, Robot d'Isaac Asimov
- Cycle de Fondation d'Isaac Asimov
Cinéma

- Metropolis de Fritz Lang
- Planète interdite
- Terminator
- Matrix
- La Guerre des étoiles
- Robocop
- A.I. Intelligence artificielle
- Blade Runner
- Alien
- L'Homme bicentenaire
- I, Robot
Compétitions
RoboCup est une compétition internationale dont le but est de développer une équipe de football composée de robots humanoïdes totalement autonomes. L'objectif est de gagner contre les champions du monde d'ici 2050. Il existe plusieurs catégories, qui vont de la simulation aux robots humanoïdes en vraie grandeur. RoboCup est considérée comme la coupe du monde de robotique. Au Japon, où la robotique est très populaire, le tournoi de robots-sumos est une des compétitions les plus célèbres. La règle est simple : il faut sortir son adversaire de l’aire de jeu. Aux États-Unis, les Battlebots sont des combats violents de robots armés, placés dans une arène truffée de pièges. Ces robots doivent obéir à des règles précises (site officiel [http://www.battlebots.com ici]). Des compétitions similaires existent en Angleterre sous le nom de Robot Wars. Ces combats très populaires passent aussi dans des émissions de télévision. En France, la compétition la plus célèbre est certainement la coupe E=M6. Il s'agit là de son nom le plus connu, car celle-ci a changé de nom pour « Coupe de France de robotique » il y a quelques années. Voir l'article détaillé : Coupe de France de robotique La popularité des émissions de télévision telles que Robot Wars et Battlebots, des compétitions de robots-sumos, le succès des « bombes intelligentes » et des drones dans les conflits contemporains suggèrent que la crainte de voir des formes de vie artificielles devenir violentes n'est plus une illusion. L'agence de recherches avancées du département américain de la Défense (DARPA) finance des projets technologiques tels que le Darpa Grand Challenge, une course dans le désert du Nevada qui a lieu tous les ans. En octobre 2005, c'est l'engin conçu par l'université Stanford, baptisé Stanley, qui a remporté la récompense de 2 millions de dollars. Stanley est un véhicule automatique, conduit par 7 ordinateurs en réseaux et qui se guide par un radar et des rayons laser.
Voir aussi

Articles connexes

- Cybernétique
- Exosquelette
- Intelligence artificielle
- Machine-outil
- Mécatronique
- Drone
- V1 (ceux-ci étaient connus en Belgique francophone sous le nom de robots)
- Wikipédia:Bot
- Wikipédia:Bot/Requêtes
Liens externes

Construction et programmation de robots

- [http://www.mebitec.com/eng_index.html TopLas3D - logiciel pour la programmation de robots]
- [http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/dosrob/accueil/index.html Portraits robots : les recherches en robotique]
- [http://www.vieartificielle.com/ VieArtificielle.com - Site commercial spécialisé dans la robotique et l'intelligence artificielle]
- [http://www.planete-sciences.org/robot/index.php Secteur robotique de l'Association Planète Sciences]
- [http://www.eurobot.org/fr/ Site du concours Eurobot]
- [http://www.robotik.net/ Archives des Coupes de France de robotique]
- [http://wikibot.ma.cx/index.php/Accueil Wiki sur la construction de robots]
La fiction et les robots

- [http://www.techno-science.net/?onglet=articles&article=26 Le mythe du robot dans la fiction, sur le site Techno-Science.net]
- [http://jp-petit.com/TELECHARGEABLES/Francais/robots.htm À quoi rèvent les robots, BD de Jean-Pierre Petit] (au format PDF) Catégorie:Robotique ja:ロボット ko:로봇 th:หุ่นยนต์

Microcontrôleur exemples

Exemples d'utilisation de microcontrôleurs

Détecteur d'obstacle pour voiture téléguidée

Des diodes émettrices sont activées chacune à leur tour, en même temps que la diode de réception correspondante, si cette dernière reçoit un signal en retour, c'est que l'