les inversions mentales de l’informatique, clefs de la révolution numérique

1. les inversions mentales de l’informatique,clefs de la révolution numérique Gérard Berry INRIA Sophia-Antipolis Collège de France Chaire Innovation technologique 2007 Chaire Informatique et sciences numériques 2009 Tous liens : voir “Gérard Berry” sur fr.wikipedia.org

2. De grands bouleversements Communication: Internet, tél. portable, tél. gratuit Audio-visuel: MP3, photo/vidéo numérique, RDS, TNT, TVHD Cartographie: cartes & photos interactives Transports: Géolocalisation, pilotage, sécurité Industrie: gestion, outillage, CAO, travail à distance Commerce: en ligne Sciences: modélisation et expérimentation numérique Médecine:imagerie numérique, chirurgie robotique Enseignement : tableaux électroniques, réseaux, animations Communication: Internet, téléphone portable, tél. gratuit Audio-visuel: MP3, photo/vidéo numérique, RDS, TNT, TVHD Cartographie: cartes & photos interactives Transports: Géolocalisation, pilotage, sécurité Industrie:gestion, outillage, CAO, travail à distance Commerce: en ligne Communication: Internet, tél. portable, tél. gratuit Audio-visuel: MP3, photo/vidéo numérique, RDS, TNT, TVHD Cartographie: cartes & photos interactives Transports: Géolocalisation, pilotage, sécurité Industrie: gestion, outillage, CAO, travail à distance Commerce: en ligne Informatique = grande science et grande industrie qui irriguent toutes les autres G. Berry, Tunis 2

3. Les quatre piliers de l’informatique information interfaces algorithmes langages machines Un grand jeu de construction, très différent des sciences naturelles ! G. Berry, Tunis

4. Alerte aux pucerons ! infestation massive par pucerons enfouis partout qui peuvent communiquer entre eux mais de plus en plus d'applications critiques G. Berry, Tunis

5. Ambiance lumineuse Péage automatique Surveillance électrique Climatisation Radio Tableau de bord Contrôle moteur Contrôle moteur Détecteur de sommeil GPS Boîte de vitesses Airbags Stop&Go Radar ABS Direction Supension A venir : coordination avec la route et les autres voitures G. Berry, Tunis 5

6. Quel beau texte! Quelles belles équations! Autrefois : dépendance information / support G. Berry, Tunis

7. 01100110111101 10010011101100 Maintenant : indépendance et convergence Quel beau texte! Quelles belles équations! G. Berry, Tunis

8. ... sans abandon exagéré 01100110111101 10010011101100 G. Berry, Tunis

9. ... et avec améliorations 01100110111101 10010011101100 G. Berry, Tunis

10. AlKhuwārizmī ~ 783 - 850 algorithme algèbre Source Maurice Nivat G. Berry, Tunis

11. Transporter et transformer l'information G. Berry, Tunis • Algorithmes génériques • copier à l'infini sans aucune modification • stocker, diffuser, comprimer, crypter, etc. • Algorithmes spécifiques • textes : recherche, correction orthographique • sons, images : compression, amélioration • forces : mesures, contrôle • nombres : opérations, cryptage, matrices, …

12. Inversions mentales • Papa, le voisin a un ordinateur incroyable ! tu tapes sur les touches et il imprime tout de suite ! • Papa, pourquoi on dit que se passer de la musique, c’est du vol? Pourtant, quand un copain me vole un MP3, je l’ai toujours ! G. Berry, Tunis

13. numérique La téléphonie numérique analogique sans fil, abolition du lien spatial G. Berry, Tunis

14. Inversions mentale • Téléphone: argl, il n’est pas chez lui... Mobile : t’es où? G. Berry, Tunis

15. G. Berry, Tunis

16. Inversions mentales • Papy, pourquoi t’as mis un antivol ? • Papa, il a un portable qui marche même dans l’eau ! G. Berry, Tunis

17. Photo argentique: clic, c’est fini ! Photo argentique: clic ça commence ! G. Berry, Tunis

18. Révolution majeure de l’optique ! (ex. DxO Labs) Et du son, tout pareil ! G. Berry, Tunis

19. Cartographie numérique  géographie, écologie, anatomie numérique G. Berry, Tunis

20. Inversion mentale • Papa, sur Google Street View, pourquoi je ne me vois pas ? G. Berry, Tunis

21. D’un ordinateur, on ne sort jamais que ce qu’on y a mis Homo bureaucratus D’Internet, je sors ce que le reste du monde y a mis Homo Internetus G. Berry, Tunis

22. Inversions mentales • Reconnaissance musicale • cadeau d’anniversaire : 250 GO de musique • c’est quoi ? • j’sais pas, joue au hasard, si ça te plaît appelle Shazam ! • Wiki, forums, OpenStreetMap, avis de consommateurs • l’autorité est dispersée • mais le nombre a-t-il raison? • Production de musique en ligne • la quête intelligente G. Berry, Tunis

23. Utiliser le bruit ambiant : la grippe mesures France google USA On peut parfois tirer plus des données inorganisées que des données organisées ! G. Berry, Tunis

24. Le crible d’Eratosthène Un nombre est premier s’il n’a pas d’autre diviseur que 1 et lui-même • 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 • 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 • 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 • 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 • 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 G. Berry, Tunis

25. Le crible d’Eratosthène Un nombre est premier s’il n’a pas d’autre diviseur que 1 et lui-même 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 G. Berry, Tunis

26. 3 9 7 4 7 7 7 2 28 Le crible de Darwin : p, kp → p G. Berry, Tunis

27. Les mathématiques ont une réussite insolente en physique Eugene Wigner • Observation par instruments physiques • Modélisation par mise en équations • Calcul humain à partir des équations • Avec comme base le raisonnement logique • Aidé par des tables, abaques, machines • Et validation par l'observation G. Berry, Tunis

28. L’informatique va avoir une réussite insolente dans toutes les sciences... • Observation par instruments numériques • Modélisation par mise en calculsde toutes sortes • Calcul automatique à très grande échelle • Avec raisonnement logique à très grande échelle • Très grandes statistiques • Conduite d'expériences virtuelles • Et validation par l'observation Possibilité décuplées, mais gare à leur validité ! G. Berry, Tunis

29. Cerveau : les lignes sulcales Extraction automatique G. Berry, Tunis source ASCLEPIOS, INRIA

30. Variabilité des lignes sulcales Anatomie 2D figée  Anatomie 3D statistique G. Berry, Tunis source ASCLEPIOS, INRIA

31. Explosion d'une supernova G. Berry, Tunis

32. Carotides (REO, INRIA) 2 H2 + O2 2 H2O G. Berry, Tunis

33. Préparation d’opérations G. Berry, Tunis

34. Simulation dynamique d’un pommier Modèles de croissance, chaînes de Markov, etc. G. Berry, Tunis source Virtual Plants, INRIA

35. Réplication de l’ADN DNA Replication, the Secret of Life PBS Productions G. Berry, Tunis

36. Homme-machine : le gouffre ! Rapidité Exactitude Stupidité Intuition Rigueur Lenteur G. Berry, Tunis

37. TDGGTDTTGDDTGDGT TDGGTDTDGDDTGDGT TDGGTDTTGTDTGDGT G. Berry, Tunis

38. Interblocage (deadlock) Lise et Laure G. Berry, Tunis

39. Famine (starvation) Lise, Manon et Laure G. Berry, Tunis

40. Ces fichues années bissextiles • Lecteur MP3 / vidéo Zune, 1er janvier 2008 year = ORIGINYEAR; /* = 1980 */ while (days > 365) { if (IsLeapYear(year)) { if (days > 366) { days -= 366; year += 1; } } else { days -= 365; year += 1; } } Palsambleu ! Fix: enlever la batterie, ou attendre 24h G. Berry, Tunis

41. Un fameux bug spatial • Explosion d’Ariane 501, 4 juin 1996 • overflow non protégé dans une conversion fp32 int16 • les 2 gyrolasers se déclarent en panne  plus de contrôle • Explosion d’Ariane 501, 4 juin 1996 • gyrolasers stop functioning  loss of control • ce code ne servait à rien • tout fonctionnait normalement! • Ariane 5 avait été simulée sur la trajectoire d’Ariane 4, etc G. Berry, Tunis

42. Anti Ice Control Unit Flight ControlPrimary & Secondary Commands FlightWarningSystem Braking & SteeringControl Unit SCADE dansl’Airbus A380 • Flight Control system • Flight Warning system • Electrical Load Management system • Anti Icing system • Braking and Steering system • Cockpit Display system • Part of ATSU (Board / Ground comms) • FADEC (Engine Control) • EIS2 : Specification GUI Cockpit: • PFD : Primary Flight Display • ND : Navigation Display • EWD : Engine Warning Display • SD : System Display G. Berry, Tunis

43. Les grandes questions • La sécurité • protocoles de sécurité + cryptographie • l’aide aux utilisateurs est pratique mais dangereuse • (stockage de mots de passe) • les micro-bugs sont des portes d’entrées pour les pirates • La sûreté • les bugs anodins deviennent centraux (embarqué) • l’utilisateur ne peut avoir aucune action correctrice • la sûreté est un sujet très difficile • => design / vérification formels • La gestion du passé • les vieux codes ne sont pas remplaçables • mais leur environnement est chamboulé ! G. Berry, Tunis

44. Les grandes questions • Gérer la disparition virtuelle de l’espace et du temps • plus de sollicitations que de capacité de traitement humain • travail collaboratif à grande distance, libre coopératif, etc. • relation réel / virtuel chez les enfants • Gérer l’inflation d’information • explosion du flux d’information instantanée • qui sont les nouvelles autorités ? • comment sauvegarder de façon pérenne ? • quoi sauvegarder ? • Maîtriser les nouvelles dépendances • le pouvoir des moteurs, réseaux sociaux, etc. • aimons-nous tant que ça la publicité ? G. Berry, Tunis

45. Les grandes questions • L’absence d’enseignement secondaire • le numérique est le monde des enfants • mais il n’ont aucune idée de ce qu’il est vraiment • or le comprendre est passionnant et formateur • mais les inversions mentales sont un problème profond pour le système • Etat actuel • non-reconnaissance de la discipline • mais expérimentations, formation de profs • implication d’enseignement et de chercheurs • enseignement de spécialité en terminale en 2012 G. Berry, Tunis

46. Conclusion • L’informatique va façonner le 21e siècle • en changeant complètement les schémas mentaux • Elle pose des questions nouvelles et fascinantes • comment faire des choses qui marchent ? • comment faire partie des créateurs du futur ? • Mais elle reste globalement mal reconnue • dans le monde industriel « classique » • dans le monde scientifique • dans le monde politique • dans l’enseignement Voulons nous faire partie des consommateurs de ce qui se fait ailleurs, ou des créateurs du futur ? G. Berry, Tunis