Comment fonctionne un ordinateur.
Le bit
Un ordinateur est une énorme machine à faire des calculs. Il ne comprend que deux choses, le 0 et le 1, c'est à dire si un circuit est ouvert ou fermé. En informatique le 0 ou le 1 est appelé un "bit". Pour vous en faire comprendre le fonctionnement je vais vous donner un exemple sur trois bits:
- 000 = 0
- 001 = 1
- 010 = 2
- 011 = 3
- 100 = 4
- 101 = 5
- 110 = 6
- 111 = 7
Pour comprendre comment ça marche, il faut lire les bits de droite à gauche en multipliant par deux à chaque fois. On appelle cela le système binaire.
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 |
| < | - | - | - | - | - |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 32 | 0 | 8 | 4 | 0 | 1 |
| < | - | - | - | - | - |
1 + 4 + 8 + 32 = 45
101101 est donc égal à 45.
L'octet
Un ordinateur est donc un système binaire. Audacity ou n'importe quel autre programme n'est qu'une suite de 0 et de 1. On assemble souvent les bits par 8, on parle alors d'octets dont l'abréviation est o. Par exemple toutes les lettres de votre clavier d'ordinateur sont codés sous forme d'octets. Ainsi, la lettre "a" se traduit par l'octet : 01100001. Il y a 256 façons différentes d'écrire des 1 et des 0 dans un octet, donc sur un clavier d'ordinateur, on ne peut avoir que 256 symboles différents. Attention les anglais ne disent pas octet mais byte. 1 byte n'est donc pas un bit.
- Un kilo-octet ou Ko c'est 1 000 octets, c'est à dire 8 000 bits.
- Un méga-octet ou Mo c'est 1 000 Ko, c'est à dire 1 000 000 octets soit 8 000 000 de bits.
- Un giga-octet ou Go c'est 1 000 Mo c'est à dire 1 000 000 000 d'octets soit 8 000 000 000 bits.
On commence à utiliser aujourd'hui le tera-octet, soit 1 000 Go.
Nous nous rendons compte par ces chiffres, de la puissance de calcul des machines que nous avons entre les mains.
La numérisation du son
Pour un ordinateur, un son ne peut donc être qu'une suite de 1 et de 0. Il va falloir donc transformer le son en bits pour qu'un ordinateur puisse en faire quelque chose. C'est ce que l'on appelle la numérisation du son.
Dans la courbe créée par le la à 440 dans Audacity il faut voir deux axes. Tout d'abord l'axe vertical qui représente l'amplitude de la vibration du son par rapport à une ligne représentant 0, ensuite l'axe horizontal qui symbolise le temps qui passe. On va donc demander à l'ordinateur de mesurer l'amplitude du son par rapport à zéro et cela sur des périodes régulières.
Si nous continuons à zoomer sur notre la à 440 nous finissons par voir ces points de mesure. Un point de mesure va correspondre à un certain nombre de bits.
Si nous regardons à gauche de la fenêtre d'Audacity, nous pouvons voir ceci:
Ce qui nous intéresse par rapport à ce que nous venons de voir est 32 bits flottant. Flottant n'est pas très important, cela veux juste dire qu'il s'agit de nombre à virgule. Par contre 32 bits veut dire que chaque valeurs que va mesurer Audacity sera codé sur 32 bits, c'est à dire 4 octets. On appelle cela un échantillon. Plus le nombre de bits d'un échantillon est important, plus le son sera codé sur des valeurs différentes, plus le rendu sonore se rapprochera de la réalité. Par contre cela veut dire aussi que comme on utilise 32 bits à chaque mesure le son va prendre de la place dans l'ordinateur.
La deuxième chose à remarquer est 44100hz. Nous avons déjà rencontré les hertz lorsque nous avons appris ce qu'était un son. Une vibration de 440hz donne le la du diapason. Attention, ici cela n'a rien à voir, il s'agit du nombre de mesure que va effectuer l'ordinateur par seconde. Donc chaque seconde, l'ordinateur va enregistrer 44100 x 32 bits = 1411200 bits c'est à dire 176400 o ou 176,4 ko.
Travaux pratiques
Nous allons maintenant vérifier ce que je viens de vous expliquer. Ouvrez Audacity, puis générer un son mais cette fois nous allons demander que la durée soit égale à une seconde. Pour cela cliquez sur secondes, puis modifier la valeurs avec la flèche bas de votre clavier jusqu'à ce que vous obteniez ceci:
Nous allons maintenant sauvegarder ce son en wav. Un fichier son en wav est en quelque sorte le son brut, tel qu'il a été enregistré.
Aller dans fichier, puis cliquez sur Exporter.
Donner le nom (par exemple la440), dans la fenêtre Raccourcis vérifier que votre fichier sera enregistré sur votre bureau, puis dans la fenêtre en bas à droite choisissez : Wav (Microsoft) signé 16 bits, enfin cliquez sur Enregistrer puis sur Valider dans la fenêtre suivante (il s'agit d'autres renseignement que vous pouvez entrer dans le fichier).
Attention ! Si vous avez suivi, notre fichier sera enregistré non plus sur 32 bits mais sur 16 bits et à 44100hz. À votre avis combien de place va prendre ce son, en bits ? En octets ?
Si vous fermez maintenant Audacity, et que vous regardez votre écran vous devez avoir un fichier la440.wav. Si vous cliquez droit sur ce fichier et cliquez sur propriété tout en bas du menu, vous voyez s'afficher un chiffre en octets. C'est la place que prend le son sur votre machine. Il s'agit d'un nombre approximatif car d'autre octets sont ajoutés dans le fichier qui permettent de dire à l'ordinateur de quel type de fichier il s'agit, quel nom il porte, etc... .
