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.