Données structurées
Le podomètre de ton smartphone enregistre chaque jour ton nombre de pas, la station météo du collège relève la température toutes les heures, le CDI prête des livres à des centaines d'élèves. Comment ranger toutes ces informations pour qu'un ordinateur puisse les trier, les compter et les transmettre sans se tromper ?
Champs, enregistrements et types
Une donnée seule ne dit pas grand-chose : « 14 » peut être un âge, une température ou une note. Pour que les données soient exploitables, on les range dans un tableau.
| nom | classe | note de technologie |
|---|---|---|
| Martin | 4eB | 14,5 |
| Durand | 4eA | 12 |
| Petit | 4eB | 16 |
Ce tableau a 3 champs et 3 enregistrements. Le type du champ « note » est un nombre décimal.
Le type sert à savoir quelles opérations sont possibles : on peut calculer une moyenne de notes, mais pas de numéros de téléphone. Un code postal comme « 69003 » ressemble à un nombre, mais on ne calcule jamais avec : c'est du texte (et le zéro initial de « 06000 » serait perdu dans un nombre).
Un tableau contient pour chaque élève : nom, classe, note de technologie. a) Indiquer le nom de chaque colonne (champ) et ce que représente une ligne (enregistrement).…
Un tableau contient pour chaque élève : nom, classe, note de technologie.
- a) Indiquer le nom de chaque colonne (champ) et ce que représente une ligne (enregistrement).
- b) Donner un exemple de valeur pour chaque champ.
Indiquer pour chaque donnée son type le plus adapté (texte, nombre entier, nombre décimal, date) : a) La température $18{,}5$ °C. b) Le code postal « 69003 ». c) La date…
Indiquer pour chaque donnée son type le plus adapté (texte, nombre entier, nombre décimal, date) :
- a) La température $18{,}5$ °C.
- b) Le code postal « 69003 ».
- c) La date de naissance 14/03/2010.
- d) Le nombre de pas dans la journée : 8 450.
Le format CSV et les requêtes
Pour stocker ou échanger un tableau, on utilise souvent un fichier texte au format CSV (Comma-Separated Values). Une ligne du fichier = un enregistrement, et un caractère séparateur (en France, le plus souvent le point-virgule) sépare les champs. La première ligne donne les noms des champs.
nom;age;ville
Martin;14;Nantes
Durand;13;Lille
Le séparateur permet à l'ordinateur de savoir où finit un champ et où commence le suivant. Un tableur sait ouvrir ce fichier et le remettre en colonnes. Si le fichier contient des données personnelles et qu'on le transmet, on le chiffre pour que seul le destinataire puisse le lire.
Une requête est une question posée aux données : on filtre (garder les enregistrements qui vérifient une condition) ou on trie (ordonner selon un champ). Exemple : « ville = Nantes » garde uniquement les lignes dont le champ ville vaut Nantes.
Un fichier CSV contient les lignes suivantes : a) Combien y a-t-il d'enregistrements et de champs ? b) Indiquer quels enregistrements répondent à la requête « ville =…
Un fichier CSV contient les lignes suivantes :
nom;age;ville
Martin;14;Nantes
Durand;13;Lille
Petit;14;Nantes
- a) Combien y a-t-il d'enregistrements et de champs ?
- b) Indiquer quels enregistrements répondent à la requête « ville = Nantes ».
- c) Expliquer le rôle du point-virgule dans ce format.
Traiter les données avec un tableur
Un tableur range les données dans des cellules (A1, B2…). Quelques formules suffisent pour la plupart des traitements :
| Besoin | Formule |
|---|---|
| Moyenne des cellules A1 à A5 | =MOYENNE(A1:A5) |
| Valeur maximale / minimale | =MAX(A1:A5) / =MIN(A1:A5) |
| Somme | =SOMME(A1:A5) |
| Nombre de lignes remplies | =NB(A1:A5) |
| Évolution en pourcentage | =(C2-B2)/B2*100 |
La moyenne est la somme des valeurs divisée par leur nombre. L'écart entre le maximum et le minimum mesure l'étendue des valeurs : $\text{max} - \text{min}$.
Voici les notes de 5 élèves : 12 ; 15 ; 9 ; 14 ; 10. a) Calculer la moyenne. b) Indiquer la formule de tableur permettant de la calculer si les notes sont en cellules A1…
Voici les notes de 5 élèves : 12 ; 15 ; 9 ; 14 ; 10.
- a) Calculer la moyenne.
- b) Indiquer la formule de tableur permettant de la calculer si les notes sont en cellules A1 à A5.
Un capteur mesure la température d'une serre toutes les heures : | Heure | 8 h | 9 h | 10 h | 11 h | 12 h | |---|---|---|---|---|---| | Température (°C) | 14 | 16 | 19 |…
Un capteur mesure la température d'une serre toutes les heures :
| Heure | 8 h | 9 h | 10 h | 11 h | 12 h |
|---|---|---|---|---|---|
| Température (°C) | 14 | 16 | 19 | 22 | 23 |
- a) Calculer la température moyenne.
- b) Calculer l'écart entre le maximum et le minimum.
- c) Proposer un type de graphique adapté et justifier.
Représenter et détecter des anomalies
Un graphique permet de « voir » les données d'un coup d'œil. Le choix dépend de ce qu'on veut montrer :
| Objectif | Graphique adapté |
|---|---|
| Évolution dans le temps (température, index) | courbe |
| Comparer des catégories (coureurs, classes) | diagramme en barres |
| Répartition d'un tout | diagramme circulaire |
Un graphique aide aussi à repérer une anomalie : une valeur qui sort de la tendance. Un système automatique peut alors déclencher une alerte grâce à une règle de traitement du type « si … alors … ».
Un système de relevé de consommation d'eau envoie chaque jour la valeur de l'index d'un compteur : 1 250 m³, 1 252 m³, 1 253 m³, 1 258 m³ et 1 259 m³ sur cinq jours…
Un système de relevé de consommation d'eau envoie chaque jour la valeur de l'index d'un compteur : 1 250 m³, 1 252 m³, 1 253 m³, 1 258 m³ et 1 259 m³ sur cinq jours consécutifs.
- a) Calculer la consommation journalière.
- b) Détecter une anomalie et proposer une hypothèse.
- c) Concevoir une règle de traitement automatique qui déclenche une alerte et justifier le seuil retenu.
Un club de course à pied enregistre les performances sur 5 km (en minutes) : | Coureur | Séance 1 | Séance 2 | Séance 3 | |---|---|---|---| | Léa | 30 | 28 | 27 | | Hugo…
Un club de course à pied enregistre les performances sur 5 km (en minutes) :
| Coureur | Séance 1 | Séance 2 | Séance 3 |
|---|---|---|---|
| Léa | 30 | 28 | 27 |
| Hugo | 26 | 27 | 25 |
| Inès | 33 | 31 | 30 |
- a) Calculer la moyenne de chaque coureur et le taux d'évolution (en pourcentage) du temps de Léa entre la séance 1 et la séance 3 (une baisse du temps correspond à une amélioration).
- b) Proposer une structure de tableau permettant de trier et de filtrer ces données et indiquer les formules à utiliser.
- c) Expliquer en quoi une représentation graphique aide à interpréter ces résultats et à éviter une conclusion hâtive.
Structurer, transmettre et protéger
Une structure commune pour communiquer
Quand une station météo envoie ses mesures par radio, le récepteur reçoit une suite d'octets (1 octet = 8 bits). Il doit savoir à quoi correspond chaque morceau : c'est la structure de données, convenue à l'avance entre émetteur et récepteur, comme un protocole. Un protocole est un ensemble de règles de communication : il fixe l'ordre, la taille et la signification de chaque donnée échangée.
| Champ | Taille |
|---|---|
| Température | 4 octets |
| Humidité | 4 octets |
| Date | 8 octets |
Un message fait $4 + 4 + 8 = 16$ octets. Avec un message toutes les 10 minutes, il y a $6 \times 24 = 144$ messages par jour, soit $144 \times 16 = 2\,304$ octets par jour. Sans structure commune, le récepteur pourrait lire la date comme une température.
Éviter les répétitions : plusieurs tableaux
Au CDI, noter à chaque emprunt le nom, la classe et l'adresse de l'élève répète les mêmes informations et multiplie les erreurs. On crée plutôt deux tableaux reliés par un champ commun (une clé) :
| Tableau « Livres » | Tableau « Élèves » |
|---|---|
| id_livre, titre, auteur, année, disponible, id_élève | id_élève, nom, classe |
Les informations d'un élève ne sont écrites qu'une fois ; le champ id_élève fait le lien. Une requête en langage courant : « Lister les livres dont la date d'emprunt remonte à plus de 30 jours. »
Des données personnelles à protéger
Un fichier d'élèves contient des données personnelles. Les risques : vol ou fuite de données, usurpation d'identité. Les mesures : mot de passe fort, droits d'accès limités aux personnes autorisées, ne conserver que les champs utiles. La CNIL veille au respect de ces règles.
Une station météo envoie ses mesures par radio. Chaque message contient $4$ octets pour la température, $4$ octets pour l'humidité et $8$ octets pour la date, envoyé…
Une station météo envoie ses mesures par radio. Chaque message contient $4$ octets pour la température, $4$ octets pour l'humidité et $8$ octets pour la date, envoyé toutes les 10 minutes.
- a) Calculer la taille d'un message en octets.
- b) Calculer le volume de données envoyé en une journée.
- c) Expliquer pourquoi une structure de données commune est nécessaire entre émetteur et récepteur.
Un collège souhaite organiser les données d'un CDI : titres, auteurs, année, disponibilité, élève emprunteur, date d'emprunt. a) Proposer deux tableaux et un champ…
Un collège souhaite organiser les données d'un CDI : titres, auteurs, année, disponibilité, élève emprunteur, date d'emprunt.
- a) Proposer deux tableaux et un champ commun pour éviter de répéter les informations des élèves.
- b) Citer deux risques liés aux données personnelles et deux mesures de protection.
- c) Rédiger une requête en langage courant pour trouver tous les livres empruntés depuis plus de 30 jours.
Retour au début : le podomètre, la station météo et le CDI rangent leurs données en tableaux aux champs typés, avec une structure commune, ce qui permet de trier, calculer et transmettre sans erreur.
L'essentiel
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Un tableau de données : les colonnes sont des champs typés (texte, entier, décimal, date), les lignes sont des enregistrements.
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Le format CSV stocke un tableau en texte, avec un séparateur (souvent « ; ») entre les champs.
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Une requête filtre ou trie les données ; un tableur calcule moyenne, maximum, minimum et évolution.
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Le graphique doit être adapté (courbe pour le temps, barres pour comparer) et aide à repérer les anomalies ; une règle « si… alors… » peut déclencher une alerte.
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Émetteur et récepteur partagent une structure de données ; plusieurs tableaux reliés par un champ commun évitent les répétitions ; les données personnelles doivent être protégées.