BTS SIO · SISR & SLAM

Maths
appliquées
à l'informatique

Exercices interactifs générés dynamiquement sur les thèmes du programme officiel. Logique booléenne, matrices, arithmétique modulaire, graphes et cryptographie.

Calcul Booléen

Opérateurs AND, OR, NOT, XOR, NAND. Tables de vérité et simplification d'expressions logiques.

Exercices génératifs

Matrices & Graphes

Multiplication 2×2, matrices d'adjacence, graphes orientés et non-orientés.

Saisie interactive

Arithmétique Modulaire

Congruences, calcul modulo, division euclidienne. Fondements de la cryptographie.

Aléatoire
🔐

Cryptographie RSA

Chiffrement asymétrique. Générer clés publique/privée et simuler le chiffrement RSA étape par étape.

Démo interactive
~/modules / calcul-booléen

Logique Booléenne

Les fondements du traitement binaire en informatique. Maîtrisez les opérateurs logiques et les tables de vérité.

Opérateurs de base

A AND B — vrai si A=1 et B=1
A OR B — vrai si A=1 ou B=1
NOT A — inverse de A
A XOR B — vrai si A≠B
A NAND B ≡ NOT(A AND B)

Lois de De Morgan

NOT(A AND B) ≡ (NOT A) OR (NOT B)
NOT(A OR B) ≡ (NOT A) AND (NOT B)

Ces lois permettent de transformer toute expression booléenne en une forme utilisant uniquement des NAND ou NOR.

Propriétés utiles

  • Commutativité : A AND B = B AND A
  • Associativité : (A OR B) OR C = A OR (B OR C)
  • Distributivité : A AND (B OR C) = (A AND B) OR (A AND C)
  • Idempotence : A AND A = A
  • Complémentarité : A AND NOT A = 0
  • Double négation : NOT(NOT A) = A
EXERCICE

Table de vérité — QCM

...
Sélectionnez la table de vérité correcte pour cette expression.
~/modules / matrices

Calcul Matriciel

Opérations sur les matrices 2×2. Exercice de multiplication avec saisie et correction en temps réel.

Produit de matrices 2×2

Pour C = A × B, chaque élément cij est le produit scalaire de la ligne i de A par la colonne j de B :

c₁₁ = a₁₁·b₁₁ + a₁₂·b₂₁
c₁₂ = a₁₁·b₁₂ + a₁₂·b₂₂
c₂₁ = a₂₁·b₁₁ + a₂₂·b₂₁
c₂₂ = a₂₁·b₁₂ + a₂₂·b₂₂

Propriétés importantes

  • Non-commutativité : A×B ≠ B×A (en général)
  • Associativité : (A×B)×C = A×(B×C)
  • Distributivité : A×(B+C) = A×B + A×C
  • Matrice identité I : A×I = I×A = A
  • det(A×B) = det(A) × det(B)
EXERCICE

Multiplication de matrices 2×2

Calculez le produit C = A × B et entrez les 4 valeurs dans la matrice résultat.

~/modules / arithmétique-modulaire

Arithmétique Modulaire

Base de la cryptographie moderne. Maîtrisez les congruences, la division euclidienne et le calcul modulo.

Définition — Congruence

On dit que a est congru à b modulo n et on note :

a ≡ b (mod n)

si et seulement si n divise (a − b), c'est-à-dire qu'il existe un entier k tel que a = b + k×n.

Division euclidienne

Pour tout entier a et n>0, il existe un unique couple (q, r) tel que :

a = q × n + r avec 0 ≤ r < n

Le reste r est noté a mod n. On a a ≡ r (mod n).

17 = 2×7 + 3 → 17 ≡ 3 (mod 7)

Propriétés du modulo

  • (a + b) mod n = ((a mod n) + (b mod n)) mod n
  • (a × b) mod n = ((a mod n) × (b mod n)) mod n
  • Si a ≡ b (mod n) et c ≡ d (mod n) alors a+c ≡ b+d (mod n)
  • Inverse modulaire : a × a⁻¹ ≡ 1 (mod n)
EXERCICE 1

Résolution de congruence simple

...
Trouvez le plus petit entier positif x vérifiant cette congruence
x =
EXERCICE 2

Calcul direct — reste euclidien

...
Calculez le reste de la division euclidienne
Reste =
~/modules / graphes

Graphes & Matrices d'adjacence

Représentation visuelle et algébrique des graphes orientés. Génération dynamique avec matrice d'adjacence correspondante.

Définitions

  • Graphe : ensemble de sommets (nœuds) reliés par des arêtes
  • Graphe orienté : les arêtes ont une direction (arcs)
  • Degré d'un sommet : nombre d'arêtes incidentes
  • Chemin : suite de sommets consécutifs
  • Cycle : chemin dont le départ = l'arrivée

Matrice d'adjacence

Pour un graphe à n sommets, la matrice A (n×n) est définie par :

A[i][j] = 1 si arc de i vers j
A[i][j] = 0 sinon

A² donne le nombre de chemins de longueur 2 entre chaque paire de sommets.

VISUALISATION

Graphe orienté aléatoire

Matrice d'adjacence

~/modules / cryptographie-rsa

Cryptographie RSA

Le chiffrement asymétrique RSA repose entièrement sur l'arithmétique modulaire et la difficulté de factoriser de grands entiers.

Étape 1 — Choisir deux nombres premiers

Choisir deux grands nombres premiers p et q distincts. En pratique, des nombres de 1024 bits ou plus. Calculer n = p × q (module RSA, clé publique).

Étape 2 — Calculer φ(n) [indicatrice d'Euler]

φ(n) = (p-1) × (q-1). C'est le nombre d'entiers entre 1 et n premiers avec n. Cette valeur reste secrète.

Étape 3 — Choisir l'exposant public e

Choisir e tel que 1 < e < φ(n) et pgcd(e, φ(n)) = 1. La clé publique est le couple (n, e).

Étape 4 — Calculer la clé privée d

d est l'inverse modulaire de e modulo φ(n) : d × e ≡ 1 (mod φ(n)). La clé privée est (n, d). Chiffrement : C = Mᵉ mod n. Déchiffrement : M = Cᵈ mod n.

⚙ Simulateur RSA (petits nombres)

// Les résultats apparaîtront ici…