L'électronique numérique est une branche de l'électronique qui traite les informations sous forme de valeurs discrètes. Contrairement à l'électronique analogique, où une tension peut prendre une infinité de valeurs, l'électronique numérique utilise presque toujours seulement deux états : un état bas et un état haut. Ces deux états représentent les chiffres 0 et 1, appelés bits.

Ces deux valeurs sont faciles à distinguer par les composants électroniques. Dans de nombreux circuits, une tension proche de 0 volt représente le 0 logique, tandis qu'une tension plus élevée, par exemple 5 volts ou 3,3 volts, représente le 1 logique. Les valeurs exactes dépendent de la technologie utilisée, mais le principe reste toujours le même : chaque information est codée par une succession de 0 et de 1.

Toutes les informations numériques peuvent être représentées avec des bits. Les nombres, les textes, les images, les sons ou les vidéos sont finalement transformés en longues suites de 0 et de 1. Huit bits forment un octet, qui permet par exemple de représenter 256 valeurs différentes, de 0 à 255.

Les circuits numériques utilisent des portes logiques, des bascules, des compteurs, des registres, des mémoires, des microcontrôleurs ou des microprocesseurs. Ensemble, ces composants permettent de réaliser des calculs, de mémoriser des informations et de prendre des décisions très rapidement.

Exemple : lorsqu'on appuie sur une touche d'un clavier d'ordinateur, le circuit détecte le changement d'état électrique provoqué par la touche. Cette information est transformée en une suite de bits qui est ensuite interprétée par le microprocesseur afin d'afficher le caractère correspondant à l'écran.

L'électronique numérique présente de nombreux avantages. Les signaux sont moins sensibles aux parasites que les signaux analogiques, les calculs peuvent être réalisés très rapidement et les informations peuvent être copiées ou transmises sans perdre de qualité. C'est pourquoi presque tous les appareils modernes utilisent aujourd'hui cette technologie.

Cependant, le monde qui nous entoure est essentiellement analogique. La lumière, le son, la température ou la pression varient de façon continue. Les appareils numériques utilisent donc des convertisseurs analogique-numérique (CAN) pour transformer les mesures des capteurs en données numériques, puis des convertisseurs numérique-analogique (CNA) lorsqu'ils doivent produire un son, une image ou commander certains équipements.

Aujourd'hui, l'électronique numérique est présente dans les ordinateurs, les smartphones, les téléviseurs, les consoles de jeux, les automobiles, les robots, les satellites, les appareils médicaux et la plupart des objets connectés. Elle constitue l'une des technologies les plus importantes du monde moderne.

Les bits et les octets

Les bits et les octets sont les unités fondamentales utilisées en informatique et en électronique numérique pour représenter, stocker et transmettre les informations. Tous les fichiers présents dans un ordinateur, qu'il s'agisse d'un texte, d'une image, d'une musique ou d'une vidéo, sont finalement constitués de longues suites de 0 et de 1.

Le bit est la plus petite unité d'information numérique. Son nom vient de l'anglais binary digit, qui signifie « chiffre binaire ». Un bit ne peut prendre que deux valeurs : 0 ou 1. Dans un circuit électronique, ces deux valeurs correspondent généralement à deux états différents, par exemple une tension basse et une tension haute.

Un seul bit permet seulement de représenter deux possibilités. Pour représenter davantage d'informations, on regroupe plusieurs bits. Le regroupement le plus courant est l'octet, appelé aussi byte en anglais, qui correspond à 8 bits.

Avec 8 bits, on peut obtenir :

2⁸ = 256 combinaisons différentes

Un octet peut donc représenter 256 valeurs différentes, généralement de 0 à 255. Cette capacité est utilisée par exemple pour coder les caractères d'un texte, les niveaux de couleur d'une image ou différentes valeurs numériques.

Exemple : dans une image numérique, chaque pixel peut être décrit par plusieurs octets. Une image en couleurs utilise souvent trois valeurs pour chaque pixel : une pour le rouge, une pour le vert et une pour le bleu. Chaque couleur est généralement codée sur 8 bits, ce qui permet d'obtenir 256 niveaux d'intensité pour chaque couleur.

Lorsque les quantités d'informations deviennent importantes, on utilise des multiples de l'octet :

• 1 kilo-octet (Ko) = environ 1 000 octets dans l'usage courant.
• 1 mégaoctet (Mo) = environ 1 million d'octets.
• 1 gigaoctet (Go) = environ 1 milliard d'octets.
• 1 téraoctet (To) = environ 1 000 milliards d'octets.

Ces unités permettent de mesurer la capacité des supports de stockage comme les disques durs, les cartes mémoire ou les clés USB, mais aussi la taille des fichiers et les volumes de données échangées sur Internet.

La vitesse de transmission des données est quant à elle exprimée en bits par seconde (bit/s). Par exemple, une connexion Internet à 100 Mbit/s peut théoriquement transmettre 100 millions de bits chaque seconde. Il ne faut pas confondre cette unité avec les octets par seconde : 1 octet = 8 bits.

La distinction entre bits et octets est donc essentielle pour comprendre le fonctionnement des appareils numériques, leur capacité de stockage et la rapidité des communications modernes.