Initiation aux algorithmes et au codage

L’initiation à la pensée informatique permet de comprendre comment fonctionne un ordinateur.
Dans cette leçon, vous allez voir la décomposition d’un problème en étapes simples, les algorithmes et quelques exemples d’application.
Connaître la logique de fonctionnement d’un ordinateur ne signifie pas nécessairement d’en utiliser un, c’est aussi une façon de raisonner.

La décomposition de problèmes complexes

Quand un problème est complexe, on ne peut pas obtenir le résultat tout de suite, d’un seul coup.

• La décomposition, c’est alors le fait de décomposer un problème complexe en plusieurs étapes simples pour réaliser la tâche demandée.

Exemple

Consigne : Trace un carré ABCD de 4 cm de côté.

• Je ne peux pas obtenir le résultat en une seule action.
  Pour tracer le carré ABCD demandé, j’effectue plusieurs étapes simples que je dois identifier : c’est la décomposition.

Décomposition :

• En premier lieu, je trace un segment horizontal de 4 cm de longueur, nommé [AB].
• Puis, je trace vers le bas un segment [BC] perpendiculaire à [AB], de longueur 4 cm.
• Ensuite, je trace vers le bas un segment [AD] perpendiculaire à [AB], de longueur 4 cm.
• Enfin, je trace le segment qui relie les points C et D. Ce segment [CD] doit mesurer également 4 cm et être perpendiculaire à [AD] et à [BC].

Les algorithmes

Un algorithme, c’est une suite d’instructions claires pour obtenir un résultat défini : résoudre un problème ou effectuer une tâche (continuer une série, classer…).

Ces suites d’instructions doivent respecter un ordre bien précis.
De plus, un bon algorithme doit être clair et simple, sans information inutile.

L’algorithme dit comment procéder : sa réalisation permet de passer d’une liste ordonnée d’instructions (les entrées) à un résultat final précis.

Exemple

La recette pour faire des crêpes fonctionne selon cette idée.

La recette détaille ainsi étape par étape les actions à réaliser pour obtenir des crêpes à partir d’ingrédients initiaux :

• Le but est donc bien de passer d’une liste d’ingrédients (les entrées) à un plat (le résultat).

Programmes de calculs

Cela fonctionne aussi avec des nombres.

Exemple

On retrouve par exemple la même idée d’algorithme dans les suites de nombres évolutives :

80 ; 85 ; 83 ; 88 ; 86 ; 91 ; 89 ; 94 ; 92…

• Ici, la règle de cet algorithme est : +5, -2, que l’on répète indéfiniment.

Ainsi, un programme de calcul, c’est une liste d’opérations mathématiques à effectuer dans un ordre précis.

• On commence avec un nombre de départ : c’est l’entrée.
• On effectue les opérations une par une.
• Le nombre final est le résultat de notre programme de calcul.

Exemple

Consigne :
Prendre un nombre entier inférieur à 10.
Ajouter 3.
Multiplier par 4.
Soustraire 6.
$\rightarrow$ Quel est le résultat ?

Calculs :
Je choisis 5 (c’est l’entrée).
$5+3=8$
$8\times 4=32$
$32-6=26$
$\rightarrow$ Le résultat est 26.

Se repérer et se déplacer sur un quadrillage

Sur un quadrillage, on peut donner un parcours codé pour diriger un élément vers son objectif.

Exemple

Ici, le petit extraterrestre doit rejoindre la soucoupe volante selon un parcours déterminé.

• Les instructions sont codées (une flèche = un déplacement d’une case). Elles sont claires, simples et doivent être réalisées dans un ordre précis.

Pour se repérer plus précisément sur un quadrillage, on peut aussi avoir besoin de décrire une position en utilisant des coordonnées.
Ces coordonnées sont composées d’une lettre et d’un nombre qui correspondent aux cases ou lignes verticales et horizontales. Pour noter des coordonnées, on commence souvent par indiquer la lettre.

Exemple

Ici, on précise les lignes du quadrillage : les lignes horizontales sont repérées par des chiffres, les lignes verticales par des lettres.

• Les coordonnées de l’escargot sont (D ;1).
  Le chien est en (H ;2).
  Le hibou est en (I ;4).
  La coccinelle est en (A ;5).
  Le cheval est en (C ;7).
  Le chat est en (G ;7).
  Le lapin est en (D ;10).

Pour aller plus loin…

Tu peux apprendre à programmer toi-même !

Exemple :

• Va sur le site Blockly Games.
• Clique sur « Labyrinthe » et suis les niveaux du jeu.
• C’est le premier niveau : tu dois emmener le personnage sur le point marqué en rouge. Il doit donc avancer tout droit jusqu’au point.
• Pour cela, sélectionne « avancer » et imbrique-le sous l’étape déjà présente à droite.
• Tu peux tester pour voir si ton programme fonctionne en cliquant sur « exécuter le programme ».
• Bravo, tu as réussi ! Tu peux passer au au niveau 2 : clique sur « OK » et c’est à toi de jouer, maintenant !