Les données numériques sont les informations qu'un ordinateur est capable de mémoriser, de traiter et de transmettre. Qu'il s'agisse d'un texte, d'une photographie, d'une musique, d'une vidéo, d'un jeu vidéo ou même d'un programme informatique, tout est finalement représenté sous une forme que les composants électroniques peuvent comprendre.

Contrairement à l'être humain, qui utilise des lettres, des mots, des images ou des sons, un ordinateur ne comprend que deux états électriques : la présence ou l'absence d'un signal. Ces deux états sont représentés par les chiffres 0 et 1. Toute l'informatique moderne repose sur ce principe appelé codage binaire.

En associant des milliards de 0 et de 1, l'ordinateur peut représenter n'importe quelle information. Chaque lettre d'un texte, chaque pixel d'une image, chaque note d'une musique ou chaque image d'une vidéo est converti en une longue suite de bits. Le processeur peut alors effectuer des calculs sur ces données, les copier, les modifier, les compresser ou les transmettre à un autre appareil.

Les données sont organisées de différentes façons selon leur nature. Un document contient principalement des caractères. Une image est composée de millions de pixels, chacun possédant une couleur. Un son est enregistré sous la forme d'une succession de mesures représentant les vibrations de l'air. Une vidéo n'est finalement qu'une très longue suite d'images accompagnées d'une piste sonore synchronisée.

Pour faciliter leur utilisation, les données sont enregistrées dans des fichiers. Chaque fichier possède un format qui indique comment les informations sont organisées. Par exemple, un document texte, une photographie, une musique ou une vidéo utilisent des formats différents afin que les logiciels puissent les interpréter correctement.

Les données peuvent être copiées, déplacées, compressées, chiffrées ou sauvegardées. La compression réduit la taille des fichiers afin d'économiser de l'espace de stockage ou de transmettre plus rapidement les informations. Le chiffrement, quant à lui, transforme les données afin qu'elles ne puissent être lues que par les personnes autorisées.

Chaque jour, les ordinateurs, les smartphones, les objets connectés et les serveurs échangent des quantités gigantesques de données à travers les réseaux informatiques. Les moteurs de recherche, les plateformes de vidéos, les jeux en ligne ou les services de messagerie fonctionnent grâce à ces échanges permanents d'informations numériques.

Les données sont devenues l'une des ressources les plus importantes de notre époque. Elles permettent aux scientifiques de réaliser des découvertes, aux entreprises d'améliorer leurs services, aux médecins d'étudier des maladies ou encore aux satellites d'observer notre planète. Bien utilisées et correctement protégées, elles constituent le cœur de presque toutes les activités numériques modernes.

Le système binaire

Le système binaire est le langage utilisé par tous les ordinateurs, les smartphones et la plupart des appareils électroniques. Alors que nous utilisons habituellement le système décimal, composé de dix chiffres (0 à 9), les ordinateurs utilisent uniquement deux chiffres : 0 et 1. Cette façon de représenter les nombres est parfaitement adaptée aux circuits électroniques, qui peuvent très facilement distinguer deux états électriques.

Dans un circuit numérique, le chiffre 0 correspond généralement à l'absence de tension électrique (ou à une tension très faible), tandis que le chiffre 1 représente la présence d'une tension (par exemple 5 volts ou 3,3 volts selon les appareils). Les composants électroniques n'ont donc qu'à reconnaître si le courant est présent ou non, ce qui rend les calculs très fiables.

Chaque 0 ou 1 est appelé un bit (binary digit). Un seul bit ne peut représenter que deux valeurs possibles. En regroupant plusieurs bits, on peut représenter de plus en plus de nombres.

Contrairement au système décimal où chaque position représente une puissance de 10 (1, 10, 100, 1 000...), le système binaire utilise des puissances de 2.

Pour connaître la valeur d'un nombre binaire, il suffit d'additionner les puissances de deux correspondant aux bits égaux à 1.

Exemple :
Le nombre binaire 101101₂ vaut :

32 + 8 + 4 + 1 = 45₁₀

Le système binaire permet également de représenter bien plus que des nombres. Les lettres, les caractères spéciaux, les couleurs des images, les sons, les vidéos et même les programmes informatiques sont tous convertis en longues suites de bits. Par exemple, la lettre A est représentée par le nombre binaire 01000001 dans le code ASCII.

L'avantage principal du système binaire est sa fiabilité. Il est beaucoup plus facile pour un circuit électronique de distinguer deux états (0 ou 1) que de reconnaître dix niveaux différents. Les erreurs sont donc beaucoup plus rares, même lorsque les composants sont extrêmement petits et fonctionnent à plusieurs milliards d'opérations par seconde.

Aujourd'hui, des milliards de transistors s'allument et s'éteignent en permanence dans chaque processeur pour manipuler des suites gigantesques de bits. Toute l'informatique moderne, depuis les calculatrices jusqu'aux superordinateurs et aux satellites, repose sur ce principe simple mais extrêmement puissant.