Systèmes informatiques et réseaux

Compréhension fondamentale (CSN-1) : Les ordinateurs et les réseaux facilitent le transfert de données.

Objectif d'apprentissage CSN-1.A : Expliquer comment les dispositifs informatiques fonctionnent ensemble dans un réseau. [Compétence 5.A]

• CSN-1.A.1 Un dispositif informatique est un objet physique capable d'exécuter un programme. Certains exemples incluent les ordinateurs, tablettes, serveurs, routeurs et capteurs intelligents.
• CSN-1.A.2 Un système informatique est un groupe de dispositifs informatiques et de programmes travaillant ensemble pour un objectif commun.
• CSN-1.A.3 Un réseau informatique est un groupe de dispositifs informatiques interconnectés capables d'envoyer ou de recevoir des données.
• CSN-1.A.4 Un réseau informatique est un type de système informatique.
• CSN-1.A.5 Un chemin entre deux dispositifs informatiques sur un réseau informatique (un expéditeur et un récepteur) est une séquence de dispositifs directement connectés commençant à l'expéditeur et se terminant au récepteur.
• CSN-1.A.6 Le routage est le processus de recherche d'un chemin de l'expéditeur au récepteur.
• CSN-1.A.7 La bande passante d'un réseau informatique est la quantité maximale de données pouvant être envoyées dans un laps de temps fixe.
• CSN-1.A.8 La bande passante est généralement mesurée en bits par seconde.

Objectif d'apprentissage CSN-1.B : Expliquer comment fonctionne Internet. [Compétence 5.A]

• CSN-1.B.1 Internet est un réseau informatique composé de réseaux interconnectés utilisant des protocoles de communication standardisés et ouverts (non propriétaires).
• CSN-1.B.2 L'accès à Internet dépend de la capacité de connecter un dispositif informatique à un dispositif connecté à Internet.
• CSN-1.B.3 Un protocole est un ensemble de règles convenu spécifiant le comportement d'un système.
• CSN-1.B.4 Les protocoles utilisés sur Internet sont ouverts, ce qui permet aux utilisateurs de connecter facilement davantage de dispositifs informatiques à Internet.
• CSN-1.B.5 Le routage sur Internet est généralement dynamique ; il n'est pas spécifié à l'avance.
• CSN-1.B.6 La évolutivité d'un système est sa capacité à changer de taille et d'échelle pour répondre à de nouvelles demandes.
• CSN-1.B.7 Internet a été conçu pour être évolutif.

Objectif d'apprentissage CSN-1.C : Expliquer comment les données sont transmises via Internet par paquets. [Compétence 5.A]

• CSN-1.C.1 L'information est transmise sur Internet sous forme de flux de données. Les flux de données contiennent des blocs de données, qui sont encapsulés dans des paquets.
• CSN-1.C.2 Les paquets contiennent un fragment de données et des métadonnées utilisés pour acheminer le paquet entre l'origine et la destination sur Internet, ainsi que pour la réassemblage des données.
• CSN-1.C.3 Les paquets peuvent arriver à la destination dans l'ordre, hors ordre, ou pas du tout.
• CSN-1.C.4 IP, TCP et UDP sont des protocoles couramment utilisés sur Internet.

Objectif d'apprentissage CSN-1.D : Décrire les différences entre Internet et le World Wide Web. [Compétence 5.A]

• CSN-1.D.1 Le World Wide Web est un système de pages, de programmes et de fichiers liés entre eux.
• CSN-1.D.2 HTTP est un protocole utilisé par le World Wide Web.
• CSN-1.D.3 Le World Wide Web utilise Internet.

Compréhension fondamentale (CSN-1) : Les ordinateurs et les réseaux facilitent le transfert de données.

Objectif d'apprentissage CSN-1.E : Pour les systèmes tolérants aux pannes, comme Internet : a. Décrire les avantages de la tolérance aux pannes. [Compétence 1.D] b. Expliquer comment un système donné est tolérant aux pannes. [Compétence 5.A] c. Identifier les vulnérabilités aux défaillances dans un système. [Compétence 1.D]

• CSN-1.E.1 Internet a été conçu pour être tolérant aux pannes, avec des abstractions pour l'acheminement et la transmission des données.
• CSN-1.E.2 La redondance est l'inclusion de composants supplémentaires qui peuvent être utilisés pour atténuer la défaillance d'un système si d'autres composants échouent.
• CSN-1.E.3 Un moyen d'obtenir une redondance réseau consiste à avoir plus d'un chemin entre deux appareils connectés.
• CSN-1.E.4 Si un appareil ou une connexion particulière sur Internet tombe en panne, les données suivantes seront envoyées via un autre itinéraire, si possible.
• CSN-1.E.5 Lorsqu'un système peut supporter des défaillances tout en continuant à fonctionner, on dit qu'il est tolérant aux pannes. C'est important car les éléments de systèmes complexes tombent en panne à des moments inattendus, souvent par groupes, et la tolérance aux pannes permet aux utilisateurs de continuer à utiliser le réseau.
• CSN-1.E.6 La redondance au sein d'un système nécessite souvent des ressources supplémentaires, mais peut offrir l'avantage de la tolérance aux pannes.
• CSN-1.E.7 La redondance des options d'acheminement entre deux points augmente la fiabilité d'Internet et aide à sa mise à l'échelle vers plus d'appareils et plus de personnes.

Compréhension durable (CSN-2) : Le calcul parallèle et distribué exploite plusieurs ordinateurs pour résoudre plus rapidement des problèmes complexes ou traiter de grands ensembles de données.

Objectif d'apprentissage CSN-2.A : Pour le calcul séquentiel, parallèle et distribué : a. Comparer les solutions de problème. [Compétence 1.D] b. Déterminer l'efficacité des solutions. [Compétence 1.D]

• CSN-2.A.1 Le calcul séquentiel est un modèle de calcul où les opérations sont exécutées dans l'ordre, une à la fois.
• CSN-2.A.2 Le calcul parallèle est un modèle de calcul où le programme est divisé en plusieurs petites opérations de calcul séquentiel, dont certaines sont exécutées simultanément.
• CSN-2.A.3 Le calcul distribué est un modèle de calcul où plusieurs appareils sont utilisés pour exécuter un programme.
• CSN-2.A.4 La comparaison de l'efficacité des solutions peut se faire en comparant le temps nécessaire pour effectuer la même tâche.
• CSN-2.A.5 Une solution séquentielle prend autant de temps que la somme de toutes ses étapes.
• CSN-2.A.6 Une solution de calcul parallèle prend autant de temps que ses tâches séquentielles plus la durée de la plus longue de ses tâches parallèles.
• CSN-2.A.7 L'accélération d'une solution parallèle est mesurée par le temps mis pour accomplir la tâche en séquentiel divisé par le temps mis pour accomplir la tâche en parallèle.

Objectif d'apprentissage CSN-2.B : Décrire les avantages et les défis du calcul parallèle et distribué. [Compétence 1.D]

• CSN-2.B.1 Le calcul parallèle se compose d'une portion parallèle et d'une portion séquentielle.
• CSN-2.B.2 Les solutions utilisant le calcul parallèle peuvent s'étendre plus efficacement que celles utilisant le calcul séquentiel.
• CSN-2.B.3 Le calcul distribué permet de résoudre des problèmes qui ne pourraient pas être résolus sur un seul ordinateur en raison du temps de traitement ou des besoins en stockage impliqués.
• CSN-2.B.4 Le calcul distribué permet de résoudre des problèmes beaucoup plus grands plus rapidement qu'ils ne pourraient être résolus avec un seul ordinateur.
• CSN-2.B.5 Lors de l'augmentation de l'utilisation du calcul parallèle dans une solution, l'efficacité de la solution reste limitée par la portion séquentielle. Cela signifie qu'à un certain moment, l'ajout de portions parallèles n'augmentera plus significativement l'efficacité.