Notion d'algorithme et de programme
Algorithme
Un algorithme est une liste ordonnée d'instructions permettant d'effectuer une tâche, de résoudre un problème.
Les itinéraires déterminés par un GPS sont des algorithmes permettant de passer d'un lieu à un autre.
Un algorithme peut être écrit en langage naturel ou traduit, dans un langage de programmation, sous la forme d'un programme exécutable par un ordinateur ou une calculatrice.
Un algorithme se découpe en trois parties :
- Les informations nécessaires à l'utilisation de l'algorithme
- La suite d'instructions à effectuer
- La réponse attendue à la fin
On considère l'algorithme suivant :
On retrouve bien les trois étapes :
Variables, affectation
Variable
Une variable est une information contenue dans une "boîte" que l'algorithme va repérer par son nom.
Il y a plusieurs types de variables :
- Numérique : la "boîte" contient un nombre.
- Texte : la "boîte" contient un caractère ou une chaîne de caractères.
- Booléen : la "boîte" contient la valeur "vrai" ou la valeur "faux".
Certains langages n'utilisent pas de déclaration de type de variable ; c'est le cas de la plupart des langages des calculatrices programmables, de Scratch, de Python.
Les nombres sont sans unité.
Pour les images ou dessins, on utilise souvent le pixel, qui est le plus petit élément d'une image. Un pixel ne peut contenir qu'une couleur.
Affecter une valeur à une variable
Affecter une valeur à une variable, c'est donner une valeur à cette variable.
On souhaite affecter à la variable B la valeur 3. On obtient, selon les logiciels utilisés :
Dans certains langages, le symbole = ne sert pas à affecter une valeur à une variable, mais à effectuer un test.
On peut affecter à une variable une valeur numérique, une chaîne de caractères, la valeur d'une autre variable ou une réponse donnée par l'utilisateur suite à une question.
Sur Python, on affecte à A le nombre saisi par l'utilisateur :
Tableau
Un tableau (ou une liste) est une variable particulière. C'est un ensemble de valeurs repéré par un nom de variable, chaque valeur étant elle-même repérée par un indice dans le tableau (le plus souvent la position de la valeur dans le tableau).
On utilise un tableau (ou une liste) pour stocker plusieurs variables en même temps.
On souhaite lire six nombres et les ranger dans un tableau nommé T. On peut obtenir les programmes suivants :
Dans la plupart des langages de programmation, les indices des tableaux (ou listes) commencent à 0 et non à 1.
C'est le cas avec le langage Python : la première valeur d'un tableau nommé T est notée T\left[ 0 \right].
Pour agir sur des variables, on utilise des opérateurs :
- Pour les variables numériques, on peut utiliser les quatre opérations +;-;\times;\div ainsi que l'opération puissance.
- Pour les chaînes de caractères, on peut utiliser & (ou +) pour mettre bout à bout deux chaînes (on dit également concaténer deux chaînes).
- Pour les variables logiques (booléens), on peut utiliser "et", "ou", "non".
Avec Scratch :
Instructions conditionnelles
Test
Un test permet de définir une action suivant une condition. Il y a deux structures possibles pour un test :
- Si <condition est vraie> alors faire <action 1> Fin de Si
- Si <condition est vraie> alors faire <action 1>, sinon faire <action 2> Fin de Si
Lire A
Si A\geqslant0
Alors dire "A est positif"
Sinon dire "A est strictement négatif"
Fin de Si
La plupart du temps, une condition est une comparaison "égal à", "supérieur à", "différent de", etc.
Avec Python, il n'y a pas de "Fin de Si".
Développement avec des boucles itératives
Boucle itérative
On appelle boucle itérative la répétition d'une instruction (ou un groupe d'instructions) un nombre de fois donné.
Une itération est une répétition de cette instruction (ou ce groupe d'instructions).
On peut demander à Scratch de tracer un carré en effectuant 4 itérations d'une suite de consignes :
On peut calculer la somme des entiers de 1 à 8 en effectuant huit itérations de la même instruction :
Affecter à S la valeur 0
Répéter pour i de 1 à 8
Affecter à S la valeur S+i
Fin de répéter
Dans une boucle itérative apparaît un compteur qui sert vérifier à quelle itération de la boucle en est l'algorithme (ou le programme).
Le compteur est incrémenté automatiquement au début de chaque itération de la boucle : il augmente de 1 au début de chaque itération de la boucle itérative.