Physique et structures de données pour les technologies de l'information

Le cours comporte 5 ECTS et est divisé en deux parties principales.

Premièrement, la partie "physique appliquée", correspondant à 4 ECTS, traite de physique au sens large et de ses applications dans le domaine des technologies de l’information. Y sont notamment abordées :
— la théorie des signaux, y compris l'analyse spectrale et le traitement du signal, avec des notions d'acoustique et d'optique ;
— l'électronique, incluant les fondements, les circuits et les composants à semi-conducteurs ;
— l'imagerie, incluant le traitement d'images ainsi que des éléments de microscopie ; et
— les diodes électroluminescentes (LEDs) et leur usage comme sources lumineuses, y compris une réflexion critique en matière de développement durable et d'impact environnemental.

Deuxièmement, la partie "structures de données", correspondant à 1 ECTS, aborde les bases de données et leurs structures :
— cette partie du cours traite de la manière dont les données sont stockées, modélisées et interrogées ; le cœur du cours est le modèle relationnel : modélisation conceptuelle à l'aide de diagrammes entité-association (ER), conception logique et normalisation ;
— nous passons ensuite aux fondements du SQL, au SQL analytique, à l'indexation et à la performance des requêtes ; et
— cette partie du cours se termine par un bref aperçu de NoSQL et de MongoDB, ainsi qu'une courte introduction aux registres distribués et aux blockchains.

Ce cours contribue au "parcours énergie" de "l'initiative développement durable @ SBS-EM" qui vise à offrir une formation intégrée en durabilité.

Partie "physique appliquée"
— Appréhender l'analyse spectrale et la mettre en œuvre notamment dans la modélisation de phénomènes physiques et dans le traitement de données et de signaux.
— Pouvoir montrer le lien entre quelques propriétés fondamentales des mathématiques et de la physique, et plusieurs de leurs implications dans les technologies de l'information.
— Savoir expliquer les propriétés principales de circuits électroniques de base utilisés dans le traitement de signaux ; réaliser et caractériser de tels circuits.
— Analyser de manière critique le caractère durable et l'impact environnemental de technologies novatrices lorsqu'elles émergent, à l'instar de la diode électroluminescente (LED).

Partie "structures de données"
— Comprendre les structures des bases de données et développer une maîtrise des notions élémentaires liées.
— Expliquer ce qu’un SGBD offre au-delà d’une feuille de calcul ou du simple stockage de données réparties dans des fichiers.
— Construire un modèle ER à partir d’une description métier.
— Convertir ce modèle en un schéma relationnel normalisé en 3NF, et justifier toute dénormalisation.
— Écrire du SQL avec des jointures multi-tables, de l’agrégation et des fonctions de fenêtre pour répondre à des questions métier.
— Expliquer l’ACID et distinguer les charges de travail transactionnelles des charges de travail analytiques en concevant un schéma en étoile simple.
— Comparer les bases relationnelles, documentaires, clé-valeur, à colonnes larges et orientées graphes, interroger MongoDB et déterminer quand un registre distribué est préférable à une base de données conventionnelle.

Connaissances et compétences pré-requises ou co-requises

Les notions suivantes doivent être maîtrisées :
— logarithmes ;
— nombres complexes ;
— analyse élémentaire des circuits électriques (lois de Kirchhoff).

Cours pré-requis

La partie "physique appliquée", dispensée en français au second quadrimestre, comporte
— 24 heures de cours théoriques magistraux ;
— 18 heures de séances d'exercices dirigées ;
— 12 heures de travaux pratiques en laboratoire.

La partie "structures de données", dispensée en anglais au premier quadrimestre, correspond à
— 12 heures de cours théoriques magistraux.

Références, bibliographie et lectures recommandées

Les ouvrages de référence sont précisés lors des cours.

Support(s) de cours

• Syllabus
• Université virtuelle
• Podcast

Contacts

Partie "physique appliquée" : Jérôme DOHET-ERALY (Jerome.Dohet-Eraly@ulb.be)
Partie "structures de données" : Thejaswini RAGHAVAN (Thejaswini.Raghavan@ulb.be)

Campus

Solbosch

Méthode(s) d'évaluation

• Examen écrit
• Autre
• Rapport écrit

Examen écrit

• Question ouverte à développement long
• Question ouverte à réponse courte

Autre

Rapport écrit

L'évaluation consiste principalement en des examens écrits, à la fin de chaque quadrimestre.

Chacun des examens porte sur l'ensemble de la matière vue au cours et lors des séances d'exercices et travaux pratiques.

Nul étudiant ni nulle étudiante ne peut ignorer que, au sein d'une réponse à une question, tout éventuel élément erroné est susceptible de causer une perte de points.

Pour la partie "physique appliquée", l'évaluation comporte, en outre, une partie liée aux travaux pratiques en laboratoire, basée à la fois sur un rapport écrit, sur les résultats obtenus et sur une interrogation orale pendant les travaux pratiques. La présence aux travaux pratiques est obligatoire.

Les titulaires se réservent le droit d’inviter tout étudiant ou étudiante à un entretien oral complémentaire afin de vérifier la maîtrise personnelle du contenu de l’examen remis, en particulier lorsque des incohérences constatées dans l’examen ne permettent pas au titulaire d’évaluer correctement le niveau de maîtrise des connaissances et des compétences visées par l’enseignement.

Construction de la note (en ce compris, la pondération des notes partielles)

En première comme en seconde session, la répartition entre les deux parties du cours susmentionnées est la suivante. La note globale est calculée comme étant la moyenne pondérée des notes 
— de la partie "physique appliquée", comptant pour quatre cinquièmes, et
— de la partie "structures de données" comptant pour un cinquième.

Pour la première session, au sein de cette note globale, les différentes évaluations ont la pondération suivante :
— l'examen de fin de premier quadrimestre compte pour un cinquième de la note globale du cours ; 
— l'examen de fin de second quadrimestre compte pour sept dixièmes ; et
— la note des travaux pratiques compte pour un dixième.

Pour la seconde session, la note des travaux pratiques est conservée avec la même pondération. De plus, de la première à la seconde session, la note de la partie "physique appliquée" ou celle de la partie "structures de données" est automatiquement reportée à condition que celle-ci soit au moins égale à 10/20, aucune démarche administrative n’étant nécessaire. Les notes strictement inférieures à 10/20 sont automatiquement annulées. L’étudiant ou l'étudiante qui a obtenu un report de note mais qui décide néanmoins de représenter l’examen correspondant lors d’une session ultérieure renonce implicitement et irrévocablement à son ancienne note : seule la nouvelle note obtenue sera prise en considération pour le calcul de la note globale, fût-elle inférieure à celle obtenue antérieurement. 

Une absence aux travaux pratiques en laboratoire entraîne, outre la nullité de la note liée à ces travaux pratiques, comptant pour rappel pour un dixième de la note globale, une diminution de deux points sur seize de la note de la partie "physique appliquée", tant en première qu'en seconde session.

D'une année académique à une autre, la note des travaux pratiques obtenue précédemment par un étudiant ou une étudiante peut être reportée à l'année académique en cours, à sa demande expresse, formulée via un sondage dédié sur la plateforme de l'université virtuelle, selon les modalités renseignées dans la communication liée audit sondage et, en tout état de cause, avant le 1er mars de l'année académique en cours ; le report n'étant accordé que si la note est supérieure à 14/20. Transitoirement, en dérogation à cette règle, une note de laboratoire déjà reportée lors de l'année académique 2025–2026, obtenue au cours d'une année antérieure, peut également être reportée, fût-elle strictement inférieure à 14/20, selon les mêmes autres modalités. Si l'étudiant ou l'étudiante a réalisé plusieurs fois les travaux pratiques en laboratoire, seule la note la plus récente peut éventuellement être reportée. L'étudiant ou l'étudiante qui a demandé et obtenu le report de sa note des travaux pratiques est automatiquement dispensé des travaux pratiques en laboratoire et ne peut en outre plus y participer.

L’unité d’enseignement (UE) est créditée si et seulement si les deux conditions suivantes sont réunies :
1°) si la note globale, calculée comme expliqué ci-avant, atteint 10/20 ; et
2°) si les compétences dans les deux parties de l’UE, à savoir "physique appliquée" et "structures de données", sont acquises avec un niveau suffisant, ce qui exige que l’étudiant ou l'étudiante obtienne au minimum 7/20 dans chacune d’elles.

La note finale de l'UE est alors déterminée comme suit :
— si l’UE est créditée ou si l'UE n'est pas créditée mais qu'aucune des notes partielles n'est strictement inférieure à 7/20, la note finale de l'UE est la note globale calculée comme expliqué ci-avant ;
— si l’UE n’est pas créditée et qu'au moins une note partielle est strictement inférieure à 7/20, la note finale retenue pour l’ensemble de l’UE est la note partielle la plus faible entre celle de la partie "physique appliquée" et celle de la partie "structure de données".

Langue(s) d'évaluation

• français
• anglais