Codes de Base : ASCII, BCD, etc. | Sciences de l'Ingénieur 1ère

Introduction aux codes de base

CODES DE BASE : ASCII, BCD, ETC.
Codage de l'information

Découvrez les codes fondamentaux pour représenter les données dans les systèmes numériques

ASCII
BCD
Gray

Définition des codes

Qu'est-ce qu'un code ?

DÉFINITION FONDAMENTALE
Définition

Un code est un système de représentation d'information à l'aide de symboles.

En informatique et électronique, les codes permettent de représenter des données (lettres, chiffres, symboles) sous forme binaire.

Chaque code associe une suite de bits à un élément d'information.

Objectifs des codes :
  • Représenter l'information de manière standardisée
  • Faciliter la transmission et le stockage
  • Assurer la compatibilité entre systèmes
  • Optimiser les performances
CARACTÉRISTIQUES DES CODES
Propriétés importantes

Un bon code doit être :

  • Unique : chaque information a un code distinct
  • Complet : toutes les informations sont codées
  • Efficient : taille minimale pour la représentation
  • Fiable : résistant aux erreurs

Code ASCII

American Standard Code for Information Interchange

PRÉSENTATION
Caractéristiques du code ASCII

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) est un code standard pour représenter les caractères.

Utilise 7 bits pour coder 128 caractères différents.

Comprend : lettres majuscules/minuscules, chiffres, ponctuation, caractères de contrôle.

TABLE ASCII
Exemples de correspondances

A = 65₁₀ = 1000001₂

B = 66₁₀ = 1000010₂

a = 97₁₀ = 1100001₂

0 = 48₁₀ = 0110000₂

Espace = 32₁₀ = 100000₂

EXTENSIONS
ASCII étendu

Version étendue (8 bits) permet d'avoir 256 caractères.

Permet d'inclure des caractères accentués, symboles spéciaux.

Exemples : é, à, ©, €, etc.

Code BCD

Binary Coded Decimal

PRÉSENTATION
Caractéristiques du code BCD

BCD (Binary Coded Decimal) est un code pour représenter les chiffres décimaux en binaire.

Chaque chiffre décimal (0-9) est codé sur 4 bits.

Seuls les combinaisons de 0000 à 1001 sont valides (0-9).

CONVERSION BCD
Exemples de conversion

37₁₀ = 0011 0111 (BCD)

5 = 0101

12 = 0001 0010

255 = 0010 0101 0101

AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS
Caractéristiques

Avantages :

  • Facilité de conversion entre décimal et binaire
  • Précision pour les calculs décimaux
  • Facilité d'affichage

Inconvénients :

  • Moins efficace en termes de stockage
  • Calculs plus complexes

Code de Gray

Code à changement unique

PRÉSENTATION
Caractéristiques du code de Gray

Le code de Gray est un code binaire où deux valeurs successives ne diffèrent que d'un seul bit.

Très utile dans les applications où les changements brusques doivent être évités.

Particulièrement utile dans les encodeurs rotatifs.

CONVERSION GRAY ↔ BINAIRE
Méthode de conversion

Gray vers binaire :

  • b₀ = g₀
  • b₁ = b₀ ⊕ g₁
  • b₂ = b₁ ⊕ g₂
  • etc.

Binaire vers Gray :

  • g₀ = b₀
  • g₁ = b₀ ⊕ b₁
  • g₂ = b₁ ⊕ b₂
  • etc.
Exemple de correspondance
Décimal Binaire Gray
0 000 000
1 001 001
2 010 011
3 011 010

Autres codes importants

Codes complémentaires

CODE EXCESS-3
Caractéristiques

Chaque chiffre décimal est codé en ajoutant 3 à sa valeur binaire.

Exemple : 0 = 0011, 1 = 0100, 2 = 0101, ..., 9 = 1100.

Utile pour les opérations arithmétiques.

CODE PARITÉ
Détection d'erreurs

Ajout d'un bit de parité pour détecter les erreurs de transmission.

Parité paire : nombre total de 1 est pair.

Parité impaire : nombre total de 1 est impair.

UNICODE
Standard international

Extension d'ASCII pour représenter tous les caractères du monde.

Utilise jusqu'à 32 bits (UTF-32) ou 8/16 bits (UTF-8/UTF-16).

Permet de représenter plus de 1 million de caractères.

Applications concrètes

Utilisation des codes

INFORMATIQUE
Traitement des données

ASCII et Unicode pour le texte.

BCD pour les calculs financiers (précision).

Code de Gray pour les encodeurs rotatifs.

ÉLECTRONIQUE NUMÉRIQUE
Circuits logiques

BCD pour les afficheurs 7 segments.

Code de Gray pour les tables de Karnaugh.

Code de parité pour la détection d'erreurs.

Exemples d'applications
  • Claviers : chaque touche génère un code ASCII
  • Calculatrices : utilisation de BCD pour précision
  • Robotique : encodeurs avec code de Gray
  • Mémoire : codes de correction d'erreurs

Exercice 1 : Code ASCII

Exercice d'application

ÉNONCÉ
Questions

1. Donner la représentation ASCII en binaire de la lettre 'A'.

2. Donner la représentation ASCII en binaire de la lettre 'Z'.

3. Donner la représentation ASCII en binaire du chiffre '5'.

4. Convertir le code ASCII 1001000 en caractère.

Solution exercice 1

Correction détaillée

QUESTION 1 : Lettre 'A'
Recherche dans la table ASCII

'A' correspond à 65 en décimal.

65₁₀ = 1000001₂

En ASCII 7 bits : 1000001

En ASCII 8 bits : 01000001

'A' = 01000001₂ (ASCII 8 bits)
QUESTION 2 : Lettre 'Z'
Recherche dans la table ASCII

'Z' correspond à 90 en décimal.

90₁₀ = 1011010₂

En ASCII 8 bits : 01011010

'Z' = 01011010₂ (ASCII 8 bits)
QUESTION 3 : Chiffre '5'
Recherche dans la table ASCII

'5' correspond à 53 en décimal.

53₁₀ = 110101₂

En ASCII 8 bits : 00110101

'5' = 00110101₂ (ASCII 8 bits)
QUESTION 4 : Code 1001000
Conversion binaire → décimal → caractère

1001000₂ = 1×2⁶ + 1×2³ = 64 + 8 = 72₁₀

72 correspond à la lettre 'H' dans la table ASCII

1001000₂ = 'H'

Exercice 2 : Code BCD

Exercice sur le BCD

ÉNONCÉ
Questions

1. Convertir 47₁₀ en BCD.

2. Convertir 123₁₀ en BCD.

3. Convertir 1001 0110 (BCD) en décimal.

4. Convertir 0101 0011 1001 (BCD) en décimal.

Solution exercice 2

Correction détaillée

QUESTION 1 : 47₁₀ → BCD
Conversion chiffre par chiffre

4 = 0100

7 = 0111

47₁₀ = 0100 0111 (BCD)
QUESTION 2 : 123₁₀ → BCD
Conversion chiffre par chiffre

1 = 0001

2 = 0010

3 = 0011

123₁₀ = 0001 0010 0011 (BCD)
QUESTION 3 : 1001 0110 (BCD) → décimal
Conversion groupe par groupe

1001 = 9

0110 = 6

1001 0110 (BCD) = 96₁₀
QUESTION 4 : 0101 0011 1001 (BCD) → décimal
Conversion groupe par groupe

0101 = 5

0011 = 3

1001 = 9

0101 0011 1001 (BCD) = 539₁₀

Exercice 3 : Code de Gray

Exercice sur le code de Gray

ÉNONCÉ
Questions

1. Convertir 1011 (binaire) en code de Gray.

2. Convertir 1101 (Gray) en binaire.

3. Expliquer pourquoi le code de Gray est utile dans les encodeurs rotatifs.

Solution exercice 3

Correction détaillée

QUESTION 1 : Binaire → Gray
Méthode de conversion

Binaire : 1011

Gray : g₀ = b₀ = 1

g₁ = b₀ ⊕ b₁ = 1 ⊕ 0 = 1

g₂ = b₁ ⊕ b₂ = 0 ⊕ 1 = 1

g₃ = b₂ ⊕ b₃ = 1 ⊕ 1 = 0

1011 (binaire) = 1110 (Gray)
QUESTION 2 : Gray → Binaire
Méthode de conversion

Gray : 1101

b₀ = g₀ = 1

b₁ = b₀ ⊕ g₁ = 1 ⊕ 1 = 0

b₂ = b₁ ⊕ g₂ = 0 ⊕ 0 = 0

b₃ = b₂ ⊕ g₃ = 0 ⊕ 1 = 1

1101 (Gray) = 1001 (binaire)
QUESTION 3 : Utilité dans les encodeurs rotatifs
Explication

Dans les encodeurs rotatifs, plusieurs bits peuvent changer simultanément lors d'un passage d'une position à une autre.

Avec le code binaire standard, cela peut provoquer des états transitoires erronés.

Avec le code de Gray, un seul bit change à la fois, éliminant les erreurs transitoires.

Cela assure une lecture précise et fiable de la position de l'encodeur.

Synthèse

Points clés

CODE ASCII
Représentation des caractères
  • 7 bits pour 128 caractères de base
  • 8 bits pour version étendue (256 caractères)
  • Standard pour le texte dans les ordinateurs
CODE BCD
Représentation des chiffres
  • 4 bits par chiffre décimal (0-9)
  • Utile pour précision dans les calculs
  • Facilité d'affichage sur 7 segments
CODE DE GRAY
Changement unique
  • Un seul bit change entre deux valeurs successives
  • Idéal pour les encodeurs rotatifs
  • Élimine les erreurs transitoires
Chaque code répond à des besoins spécifiques dans les systèmes numériques !

Conclusion

Félicitations !

FÉLICITATIONS !
MAÎTRISE DES CODES DE BASE
Vous comprenez maintenant les codes fondamentaux !

Continuez à pratiquer pour renforcer vos compétences

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