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.

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Calcul Booléen

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

Exercices génératifs
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Matrices & Graphes

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

Saisie interactive
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Arithmétique Modulaire

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

Aléatoire
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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…