Les inversions mentales de linformatique, clefs de la révolution numérique Gérard Berry INRIA Sophia-Antipolis Collège de France Chaire Innovation technologique

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

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

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De grands bouleversements

Communication : Internet, tél. portable, tél. gratuit





Commerce : en ligne

2

Informatique = grande science et grande industriequi irriguent toutes les autres

Communication : Internet, téléphone portable, tél. gratuit





Commerce : en ligne


Les quatre piliers de l’informatique

algorithmes

information

machineslangages

Un grand jeu de construction,très différent des sciences naturelles !

interfaces


Alerte aux pucerons !

infestation massive par pucerons enfouis partout qui peuvent communiquer entre eux

mais de plus en plus d'applications critiques

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A venir : coordination avec la route et les autres voitures

ABS

Tableau de bord

Contrôle moteur

Radio

Ambiancelumineuse

Supension

Boîte de vitesses

Stop&Go

Airbags

Direction

Climatisation

Détecteurde sommeil

Radar

Surveillance électrique

Péage automatique

GPS

Contrôle moteur


Autrefois : dépendance information / support

Quel beau texte!Quelles belleséquations!


Maintenant : indépendance et convergence

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Quel beau texte!Quelles belleséquations!


... sans abandon exagéré

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... et avec améliorations

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Al Khuwārizmī~ 783 - 850

algorithmealgèbre

Source Maurice Nivat

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Transporter et transformer l'information

•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, …

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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 !

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La téléphonie numérique

numérique

analogique

sans fil,abolition du lien spatial

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Inversions mentale

• Téléphone: argl, il n’est pas chez lui...

Mobile : t’es où?

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09/04/2011 16G. Berry, Tunis

Inversions mentales

• Papy, pourquoi t’as mis un antivol ?

• Papa, il a un portable qui marche même dans l’eau !

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Photo argentique: clic, c’est fini ! Photo argentique: clic ça commence !

09/04/2011 18G. Berry, Tunis

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

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Cartographie numérique

géographie, écologie, anatomie numérique

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Inversion mentale

• Papa, sur Google Street View, pourquoi je ne me vois pas ?

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D’un ordinateur, on ne sort jamais que ce qu’on y a mis

D’Internet, je sors ce que le reste du monde y a mis

Homo bureaucratus

Homo Internetus

• Reconnaissance musicale– cadeau d’anniversaire : 250 GO de musique– c’est quoi ?– j’sais pas, joue au hasard, si ça te plaît appelle Shazam !

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Inversions mentales

• 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

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Utiliser le bruit ambiant : la grippe

France

USA

mesuresgoogle

On peut parfois tirer plus des données inorganiséesque des données organisées !

Le crible d’Eratosthène

2 3 4 5 6 7 8 9 10 1112 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 33 34 35 36 37 38 39 40 4142 43 44 45 46 47 48 49 50 51

Un nombre est premier s’il n’a pas

d’autre diviseur que 1 et lui-même

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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 1112 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 33 34 35 36 37 38 39 40 4142 43 44 45 46 47 48 49 50 51

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Le crible de Darwin : p, kp → p

39

7

28

4

7

7

7

2

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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

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L’informatique va avoir une réussite insolente dans toutes les sciences...

• Observation par instruments numériques

• Modélisation par mise en calculs de 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 !

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Cerveau : les lignes sulcales

Extraction automatique

source ASCLEPIOS, INRIA

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Variabilité des lignes sulcales

Anatomie 2D figée Anatomie 3D statistique

source ASCLEPIOS, INRIA

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Explosion d'une supernova

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2 H2 + O2 2 H2O Carotides (REO, INRIA)

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Préparation d’opérations

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Simulation dynamique d’un pommier

Modèles de croissance, chaînes de Markov, etc.source Virtual Plants, INRIA

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Réplication de l’ADN

DNA Replication, the Secret of LifePBS Productions

Rapidité

Exactitude

Stupidité

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Homme-machine : le gouffre !

Intuition

RigueurLenteur

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TDGGTDTDGDDTGDGTTDGGTDTTGTDTGDGT

TDGGTDTTGDDTGDGT

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Interblocage (deadlock)

Lise et Laure

Famine (starvation)

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Lise, Manon et Laure

09/04/2011 40G. Berry, Tunis

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

09/04/2011 43G. Berry, Tunis

Un fameux bug spatial

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

• 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

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SCADE dans l’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

Flight ControlPrimary & Secondary

Commands

Anti Ice Control Unit

FlightWarningSystem

Braking & Steering Control Unit

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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 !

• 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

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• 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 ?

• 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

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• 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

• 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

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Conclusion

Voulons nous faire partie des consommateursde ce qui se fait ailleurs, ou des créateurs du futur ?

Documents

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