Périphériques et interface homme-machine

Introduction

Un CPU et de la mémoire seuls ne servent à rien : sans entrées pour recevoir les ordres et les données, sans sorties pour montrer les résultats, l'ordinateur reste muet dans sa boîte. Ce sont les périphériques qui font le pont avec le monde extérieur — votre clavier, votre écran, mais aussi des capteurs, des microphones, des actionneurs, des LEDs. Quand cette communication s'organise pour qu'un humain pilote la machine, on parle d'interface homme-machine (IHM). [PF02]

Entrée, sortie, et les deux à la fois

On classe les périphériques selon le sens du flux d'information.

Capteurs et actionneurs

Dans les systèmes embarqués (objets connectés, robots, cartes électroniques type Arduino ou micro:bit), on emploie un vocabulaire plus précis.

• Un capteur transforme une grandeur physique du monde (température, luminosité, accélération, son) en signal électrique exploitable par le processeur. C'est un périphérique d'entrée.
• Un actionneur fait l'inverse : il transforme un signal électrique en effet physique sur le monde (mouvement d'un moteur, allumage d'une LED, vibration). C'est un périphérique de sortie.

L'interface homme-machine (IHM)

Une IHM désigne tout l'arrangement matériel et logiciel par lequel un humain interagit avec une machine. Elle comprend toujours :

• des dispositifs d'entrée pour exprimer une intention (cliquer, taper, parler, gesticuler) ;
• des dispositifs de sortie pour percevoir le retour de la machine (voir, entendre, ressentir une vibration) ;
• un logiciel qui traduit les signaux d'entrée en actions et présente les sorties de façon compréhensible.

Une bonne IHM est rapide, lisible et prévisible. Elle respecte des conventions culturelles (la croix en haut à droite ferme la fenêtre, le bouton « OK » est à droite et « Annuler » à gauche dans les pays occidentaux) et donne à l'utilisateur des retours immédiats sur ses actions.

La chaîne complète d'une interaction

Quand vous appuyez sur la touche A de votre clavier et que la lettre apparaît à l'écran, voici (en très simplifié) ce qui se passe :

1. La pression mécanique sur la touche ferme un circuit électrique dans le clavier.
2. La puce du clavier détecte cet événement et envoie un code numérique (un scancode, c'est-à-dire un identifiant de touche brut) au CPU via le port USB.
3. Le système d'exploitation reçoit l'événement, identifie l'application active (votre éditeur de texte).
4. L'application met à jour son modèle interne (ajouter la lettre A à la chaîne en cours) et redessine la zone d'affichage.
5. La carte graphique envoie l'image mise à jour à l'écran via le câble vidéo, qui rafraîchit les pixels concernés.

Cinq étapes en quelques millisecondes — pour une seule pression de touche.

Cahier des charges d'une IHM

En NSI, vous serez amené à programmer une IHM répondant à un cahier des charges. Un cahier des charges précise :

• les fonctions attendues (que doit faire l'IHM ?) ;
• les entrées (boutons, touches, capteurs) ;
• les sorties (écran, LED, haut-parleur) ;
• les contraintes (latence, accessibilité, public visé).

Exemple : « Concevoir une IHM qui affiche la température courante sur l'écran LCD d'une carte micro:bit et déclenche une LED rouge si la température dépasse 30 °C. » Vous identifiez d'emblée le capteur (thermistance interne), les actionneurs (LCD + LED) et la logique entre les deux.

Pour aller plus loin

Les IHM modernes ne se limitent plus au clavier-souris-écran. La commande vocale (Siri, Alexa), les interfaces gestuelles (Kinect, Leap Motion), les interfaces tactiles (smartphones), la réalité virtuelle et même les interfaces cerveau-machine expérimentales repoussent les frontières du dialogue homme-machine. Chacune pose ses propres défis d'ergonomie et d'accessibilité.