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Algorithmique et programmation Fiche brevet

I

Vocabulaire et définitions

A

Algorithme et programmation

Algorithme

Un algorithme est une liste ordonnée et logique d'instructions permettant d'atteindre un objectif.

  • Une recette de cuisine est un algorithme.
  • Les instructions données par un GPS permettant d'atteindre une destination à partir d'un point de départ est un algorithme.

Structure d'un algorithme

Un algorithme est constitué de trois grandes parties :

  • La liste des informations nécessaires à l'exécution de l'algorithme, appellée "données"
  • La suite d'instructions à appliquer, appelée "traitement"
  • Le résultat final, appelé "sortie"

Dans une recette de cuisine :

  • Les données correspondent aux ingrédients.
  • Le traitement correspond à la suite des instructions à appliquer.
  • La sortie correspond au plat à obtenir.

Programmer

Programmer un algorithme signifie transcrire cet algorithme dans un langage de programmation afin qu'une machine puisse exécuter l'algorithme.

Voici un programme, écrit en langage Python, qui écrit :

Bonjour

à

tous !

-
B

Variables

Variable

Une variable est une information contenue dans une "boîte", que le programme va repérer par son nom.

Pour avoir accès au contenu de la boîte, il suffit de la désigner par son nom.

Le contenu de cette "boîte" dépend du type de variable.

Il y a plusieurs types de variables :

  • Variable numérique, si la variable contient un nombre.
  • Chaîne de caractères, si la variable contient un mot (ou une phrase).
  • Booléen, la variable contient la réponse "vrai" ou "faux".

Dans ce programme écrit en langage Python qui ajoute 2 à un nombre entier choisi par l'utilisateur, la lettre "a" est une variable.

-

Le projet Scratch ci-dessous effectue le même travail.

-

Affecter une valeur à une variable

Affecter une valeur à une variable, c'est donner une valeur à cette variable.

Au début des exemples précédents, on a affecté à la variable "a" la valeur choisie par l'utilisateur.

II

Les tests (ou instructions conditionnelles)

Tests (ou instructions conditionnelles)

Un test permet de choisir une action suivant une condition.

On trouve deux types de structure de tests :

  • Si "condition est vraie", alors "appliquer instructions", Fin Si
  • Si "condition est vraie", alors "appliquer instructions", sinon "appliquer autres instructions", Fin Si

Dans cet exemple, on demande à l'utilisateur de choisir un entier strictement inférieur à 100.

On répond "Ce nombre convient" si la condition est vérifiée et "Ce nombre est trop grand" sinon.

Le premier exemple est en langage Python et le deuxième utilise Scratch.

-
-
III

Les boucles

A

Les boucles "Pour" (ou itérations)

Itération

Une boucle "Pour" (ou itération) est une répétition d'une même suite d'instructions un certain nombre de fois défini au début de la boucle.

Voici un algorithme qui permet d'afficher les carrés des entiers de 0 à 4.

En utilisant le langage Python :

-

Avec Scratch :

-
B

Les boucles "Tant que" (ou boucles conditionnelles)

Boucle conditionnelle

Une boucle conditionnelle est une répétition d'une suite d'instructions tant qu'une condition est vérifiée (ou jusqu'à ce qu'une condition se réalise).

Voici un programme demandant à l'utilisateur de deviner un entier choisi au hasard par le logiciel.

En langage Python :

-

Avec Scratch :

-
IV

Listes et procédures

A

Tableaux à une ligne ou listes

Tableau à une ligne ou liste

Les tableaux à une ligne (ou liste) sont des variables particulières. Elles sont utilisées pour stocker plusieurs variables de même type.
Un tableau à une ligne est un ensemble de valeurs portant le même nom de variable et repérées par un nombre appelé indice.
Pour désigner un élément du tableau, on fait figurer le nom du tableau, suivi de l'indice de l'élément, souvent entre crochets.

Dans cet exemple, on demande à l'utilisateur de renseigner les 24 notes obtenues par les élèves d'une classe à un contrôle.

On stocke les résultats dans une liste.

Et on se sert de cette liste pour calculer la moyenne de la classe du contrôle.

En langage Python :

-

Avec Scratch :

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B

Fonctions et procédures

Fonctions et procédures

Les fonctions et procédures sont des "morceaux de programme" que l'on peut appeler en leur indiquant des paramètres.

Lorsque l'on réutilise plusieurs fois la même partie d'un programme, on peut en faire une fonction ou une procédure, et utiliser cette fonction ou procédure plusieurs fois à l'intérieur du programme.

Cela évite d'écrire plusieurs fois le même bout de "code".

Voici un exemple de plusieurs valeurs d'une fonction calculées une par une.

On cherche à obtenir les images des entiers de \(\displaystyle{−5}\) à 5 par la fonction \(x\mapsto 3x^2\).

En langage Python :

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Avec Scratch :

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