Qu’est-ce que le modèle IPO (Input Processing Output) ?

Le traitement des données par des ordinateurs ou des êtres humains suit en principe toujours le même processus avec les étapes d’entrée, de traitement et de sortie (Input Processing Output en anglais). C’est pourquoi, dans le contexte du traitement électronique des données, on parle également du modèle IPO applicable universellement. Ce principe décrit également le mode de fonctionnement et de travail des ordinateurs.

Modèle IPO : le fondement du traitement des données

L’acronyme IPO provient de l’anglais « Input Processing Output », qui se traduit en français par « Entrée, Traitement, Sortie ». Ce modèle conceptuel se révèle intuitif et explicite dans sa signification, puisqu’il expose les étapes fondamentales du traitement des données de manière séquentielle :

1. Les données sont initialement introduites dans des unités de traitement, telles que des ordinateurs, à travers des dispositifs d’entrée appropriés.
2. Ces données sont ensuite soumises à des opérations de traitement conformément à des règles préalablement définies.
3. Enfin, les données traitées sont affichées ou transmises via différents dispositifs de sortie pour les utilisateurs finaux.

Le modèle IPO représente ainsi une structure de base essentielle dans le domaine de l’informatique. Il importe peu que les données soient saisies par un ordinateur ou par un être humain, car ce qui prime, c’est l’ordre séquentiel du traitement des données. Ce modèle peut s’appliquer aussi bien à des systèmes globaux qu’à des sous-systèmes. Par exemple, dans un système informatique complexe, les données peuvent être introduites en bloc pour être traitées et réparties dans diverses parties du système par la suite.

Pourquoi l’Input Processing Output est-il si important ?

On pourrait affirmer sans réfléchir que le principe EVA ne fait que décrire ce qui est déjà évident. Cependant, il revêt une grande importance lorsqu’il s’agit du développement de matériel et de logiciels. Ce n’est que lorsque les fondements du traitement des données correspondent au modèle que l’on peut être sûr que les processus d’entrée, de traitement et de sortie sont alignés de manière cohérente avec le fonctionnement souhaité.

Nous expliquons ci-dessous l’importance du modèle IPO pour le développement de matériel et de logiciels :

Matériel

Lorsque l’on conçoit du matériel, il est essentiel de déterminer précisément quels types de signaux d’entrée ce matériel doit être capable de traiter. Les unités d’entrée devant être utilisées en dépendent. De même, les unités de traitement nécessaires sont définies en fonction des exigences du traitement à effectuer. Enfin, le choix des unités de sortie à utiliser pour l’affichage ou la sortie est conditionné par les actions souhaitées après l’entrée.

Logiciel

Le développement de logiciels suit également le modèle IPO. Un programme doit être élaboré en amont en prenant en compte les données d’entrée afin de comprendre comment il doit les traiter. Par conséquent, pour les logiciels tels que les programmes de traitement de texte ou les systèmes d’exploitation, le processus d’entrée, de traitement des données et de sortie diffère de celui d’un logiciel de conception graphique ou d’un lecteur multimédia. En fonction de la commande d’entrée, il peut être nécessaire d’utiliser d’autres unités et périphériques de sortie. Les paradigmes de programmation et les algorithmes utilisés dans le développement de logiciels dépendent donc également du modèle IPO.

Comment fonctionnent le principe d’entrée, de traitement et de sortie ?

En tant que ligne directrice universelle et applicable pour tous, l’ordre et le déroulement du traitement des données selon le modèle IPO peuvent être expliqués comme suit :

Entrée (« E »)

L’entrée des données représente une commande ou une instruction adressée à l’appareil ou au système. L’entrée peut être effectuée par différents dispositifs en fonction des besoins. Il peut s’agir de :

• Clavier d’ordinateur
• Souris
• Microphone
• Écran tactile
• Pavé tactile
• Scanner
• Webcam
• Commande oculaire
• Clavier virtuel
• Contrôleur de jeu/joystick

Les périphériques d’entrée permettent de saisir des commandes et des données sous différentes formes et de différentes manières. Il peut s’agir de lettres, de chiffres, de clics, de symboles, raccourcis Windows, de commandes vocales, de commandes tactiles, de données visuelles ou de scans de documents. Les données sont traitées différemment selon l’appareil et le programme avec lesquels vous travaillez.

Traitement (« V »)

Le traitement ou le calcul des données saisies est effectué par des unités conçues à cet effet. Les plus importantes sont le processeur (CPU), la mémoire vive (RAM) et la carte graphique (GPU). L’unité la plus importante pour le traitement est le module processeur et mémoire vive : pendant cette phase, les données d’entrée sont analysées, les instructions sont exécutées, et simultanément, les données sont stockées et mises en mémoire tampon.

Pour le stockage, on utilise des disques durs, de la mémoire vive, du stockage Cloud, des DVD et des clés USB. Il est important de noter que la mémoire est distincte des unités de traitement et qu’elle occupe une position à part dans la séquence de l’IPO. C’est l’algorithme qui dicte quelles unités de sortie sont activées et comment les données sont traitées, ce qui revêt une grande importance dans ce processus.

Sortie (« A »)

Pour sortir les données traitées comme souhaité, les ordinateurs ou les appareils électroniques disposent d’unités de sortie correspondantes. Celles-ci veillent à ce que les données traitées soient par exemple affichées sur un moniteur/écran ou diffusées par des haut-parleurs, une imprimante, un projecteur ou des écouteurs. Ainsi, même le mouvement du pointeur de la souris sur l’écran est considéré comme une sortie selon le modèle IPO, tout comme l’apparition de lettres tapées ou l’impression de documents.

Dans quels domaines est applicable le modèle IPO ?

Étant une directive universelle, le modèle IPO trouve son application dans toute situation où des signaux d’entrée sont à l’origine de résultats. Un exemple éloquent est celui des « périphériques d’entrée » du corps humain, qu’il s’agisse des yeux, des oreilles, du nez, de la bouche ou de la peau. Notre interaction avec le monde extérieur se fait de manière à la fois passive, par la réception d’informations telles que les odeurs, les sons et l’environnement visible, et active, par le biais de nos actions telles que la lecture, le visionnage de films, l’écoute de musique ou la dégustation de notre plat préféré. Ces signaux sont ensuite traités, et les résultats sont générés par nos sens et nos unités de traitement, tels que le cerveau, les organes, les os, les muscles et les tendons. Les résultats incluent des éléments tels que des images, des couleurs, des saveurs, des significations, des odeurs ou des conversations.

Lors du développement de matériel et de logiciels fonctionnels, l’Input Processing Output joue un rôle décisif, notamment du point de vue du diagnostic des erreurs et de l’optimisation des performances. Il prescrit des séquences de tests pour identifier les situations où un signal d’entrée ne conduit pas aux résultats escomptés. Ainsi, il permet d’identifier et de corriger les erreurs, les incompatibilités entre les périphériques d’entrée et de sortie, ainsi que les dysfonctionnements des unités de traitement. De cette manière, il est également possible de déterminer, par exemple, si le traitement des données dans les processeurs doit s’effectuer en parallèle sur plusieurs cœurs par multithreading ou hyperthreading et quelles parties du noyau du système d’exploitation sont nécessaires.

Modèle IPO : exemples du traitement des données

Des exemples du principe de fonctionnement IPO se retrouvent en fait dans chaque saisie de données sur un PC, un smartphone, une tablette, une imprimante, un scanner ou des appareils Bluetooth. Si vous saisissez par exemple un mot au clavier, les signaux du clavier sont affichés sur l’écran sous forme de mot par des unités de traitement telles que l’unité centrale, la mémoire vive et les programmes de traitement de texte. Si vous cliquez sur le lien d’une vidéo, le navigateur appelle le site Web correspondant, les unités audio de l’ordinateur lancent la lecture audio et la vidéo est affichée sur le moniteur.

Il en va de même lorsque vous effectuez des préréglages sur une imprimante concernant le format, la couleur d’impression et le nombre de copies, que vous lancez l’impression et que les documents s’impriment ensuite. Toute machine remplissant une certaine fonction applique donc en principe le principe d’entrée, traitement et sortie des données, qu’il s’agisse de la distribution d’argent liquide ou l’affichage du solde du compte d’un distributeur automatique de billets, d’un scanner pour la numérisation de documents, d’une console de jeux avec un écran connecté et des manettes de jeu ou d’une chaîne hi-fi avec des haut-parleurs.

En résumé

L’Input Processing Output constitue une ligne directrice importante pour garantir un traitement des données sans faille et efficace. Il veille à ce que les erreurs entre l’entrée et la sortie soient identifiées et corrigées et permet d’organiser les processus de traitement des données de manière aussi continue et économe en ressources que possible.