Module 0 — Le binaire et les portes logiques

Les fondations de toute puce, y compris la tienne.

0.1 — Pourquoi le binaire ?

Un transistor est un interrupteur : le courant passe (1) ou ne passe pas (0). C'est fiable, rapide, et minuscule — on en grave des milliards par puce. Tout ce qu'un ordinateur manipule (nombres, textes, images, poids d'un réseau de neurones) est donc codé avec uniquement des 0 et des 1 : c'est le binaire.

En décimal, chaque position vaut une puissance de 10 (unités, dizaines, centaines…). En binaire, chaque position vaut une puissance de 2 : 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128…

Exemple : 1011 en binaire = 8 + 0 + 2 + 1 = 11 en décimal.

Convertisseur binaire interactif

Clique sur les bits pour les allumer. Essaie de former 42, puis 255, puis 100.

Valeur décimale : 0

0.2 — Les portes logiques

Une porte logique est un petit circuit de quelques transistors qui prend 1 ou 2 bits en entrée et produit 1 bit en sortie, selon une règle fixe :

Simulateur de portes logiques

Choisis une porte, actionne les interrupteurs, observe la lampe et la table de vérité.

ET
sortie
💡 Dans une vraie puce : une porte NAND = 4 transistors. Un processeur moderne ≈ des milliards de transistors = des centaines de millions de portes. Mais la logique est exactement celle que tu viens de manipuler.

0.3 — D'où viennent les portes ? Du relais au transistor

Avant le transistor, on construisait les portes logiques avec des relais électromécaniques : un interrupteur commandé par un électroaimant. Un petit courant traverse une bobine, qui devient aimantée et attire une lamelle métallique — le contact se ferme, et un autre courant peut passer. C'est exactement la fonction du transistor… en version mécanique.

Les premiers ordinateurs de l'histoire étaient faits de relais : le Zuse Z3 (1941, ~2 600 relais) et le Harvard Mark I (1944, ~3 500 relais, 4,3 tonnes !).

Anatomie d'un relais

Active le courant de commande : la bobine s'aimante, attire la lamelle, le contact se ferme et la lampe s'allume.

commande = 0
courant de sortie lampe bobine courant de commande

Construire ET, OU et NON avec des relais

C'est le câblage qui crée la logique : en série = ET, en parallèle = OU, contact normalement fermé = NON.

⚡ Le transistor (1947) fait exactement le même travail qu'un relais — mais sans pièce mobile : seuls les électrons bougent. Résultat : des millions de fois plus rapide, des milliards de fois plus petit, et inusable. La lignée complète : relais → tube à vide → transistor → ta puce IA. La logique, elle, n'a jamais changé.
🦋 Anecdote : en 1947, un papillon de nuit coincé dans un relais du Harvard Mark II a fait planter la machine. L'insecte a été scotché dans le journal de bord — c'est l'origine du mot « bug » !

0.4 — Vérifie tes connaissances

Quiz du module

1. Combien vaut 1101 en décimal ?

2. Une porte ET avec les entrées A=1 et B=0 donne :

3. Quelle porte donne 1 uniquement quand les deux entrées sont différentes ?

4. Avec quelle porte seule peut-on construire n'importe quel circuit ?

5. Comment fait-on une porte ET avec des relais ?

Réponds juste aux 5 questions du quiz pour débloquer.

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