4ème – Module 10 – Utilisation des concepts de base de la logique et de l’algorithmique

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Partie 1 — Instructions d’entrée et de sortie

1. Introduction

Un algorithme est une suite d’instructions permettant de résoudre un problème.

Dans beaucoup de programmes, il est nécessaire d’interagir avec l’utilisateur. Cela signifie que le programme peut :

  • demander une information à l’utilisateur ;
  • récupérer cette information ;
  • effectuer un traitement ;
  • afficher un résultat.

Exemple simple :

Demander le prénom de l’utilisateur
Lire le prénom
Afficher "Bonjour" suivi du prénom

2. Les instructions d’entrée

Une instruction d’entrée permet au programme de recevoir une donnée fournie par l’utilisateur.

En algorithmique, on utilise souvent l’instruction :

Lire

ou

Saisir

Exemple :

Lire age

Cela signifie que le programme attend que l’utilisateur entre une valeur, puis il la stocke dans la variable age.

3. La notion de variable

Une variable est un espace mémoire dans lequel on peut stocker une donnée.

Exemples :

prenom ← "Lina"
age ← 15
prix ← 12.50

Une variable possède généralement :

  • un nom ;
  • une valeur ;
  • un type de donnée.

Exemples de types :

TypeExemple
Entier15
Réel12.5
Texte / chaîne de caractères« Bonjour »
BooléenVrai ou Faux

4. Les instructions de sortie

Une instruction de sortie permet d’afficher une information à l’utilisateur.

En algorithmique, on utilise souvent :

Afficher

Exemple :

Afficher "Bonjour"

On peut aussi afficher le contenu d’une variable :

Afficher prenom

Ou combiner du texte et une variable :

Afficher "Bonjour ", prenom

5. Exemple complet en pseudo-code

Début
    Afficher "Quel est ton prénom ?"
    Lire prenom

    Afficher "Bonjour ", prenom
Fin

Explication :

  1. Le programme affiche une question.
  2. L’utilisateur entre son prénom.
  3. Le programme affiche un message personnalisé.

6. Entrées numériques

On peut demander à l’utilisateur d’entrer des nombres pour effectuer des calculs.

Exemple :

Début
    Afficher "Entrez un premier nombre :"
    Lire nombre1

    Afficher "Entrez un deuxième nombre :"
    Lire nombre2

    somme ← nombre1 + nombre2

    Afficher "La somme vaut : ", somme
Fin

7. Formatage de sortie des données

Le formatage de sortie consiste à contrôler la manière dont une donnée est affichée.

C’est particulièrement utile pour les nombres réels.

Exemple :

prix ← 12.5

On peut vouloir afficher :

12.50 €

au lieu de :

12.5

Le formatage permet donc de préciser :

  • le nombre de décimales ;
  • l’ajout d’unités ;
  • la présentation du résultat.

8. Affichage des réels avec un nombre précis de décimales

Lorsqu’un programme manipule des nombres réels, il peut produire beaucoup de décimales.

Exemple :

10 / 3 = 3.333333333

Mais dans certains cas, on préfère afficher :

3.33

Exemple en pseudo-code :

Début
    resultat ← 10 / 3
    Afficher resultat avec 2 décimales
Fin

Résultat affiché :

3.33

9. Exemple concret : calcul d’un prix TVAC

Début
    Afficher "Entrez le prix hors TVA :"
    Lire prixHTVA

    prixTVAC ← prixHTVA * 1.21

    Afficher "Le prix TVAC est de ", prixTVAC, " €"
Fin

Avec formatage :

Afficher "Le prix TVAC est de ", prixTVAC avec 2 décimales, " €"

Résultat possible :

Le prix TVAC est de 24.20 €

10. Bonnes pratiques

Lorsqu’on utilise des entrées et sorties, il est important de :

  • afficher clairement ce que l’utilisateur doit entrer ;
  • utiliser des noms de variables compréhensibles ;
  • vérifier que les données entrées sont cohérentes ;
  • présenter les résultats de manière lisible ;
  • formater correctement les nombres réels.

Partie 2 — Traduire un algorithme dans un langage informatique structuré

1. Qu’est-ce qu’un langage informatique ?

Un langage informatique permet d’écrire des instructions compréhensibles par un ordinateur.

Exemples de langages :

  • Python ;
  • JavaScript ;
  • C ;
  • Java ;
  • PHP ;
  • Scratch ;
  • C#.

Un algorithme écrit en pseudo-code doit souvent être traduit dans un langage précis pour pouvoir être exécuté.

2. Du pseudo-code au programme

Exemple en pseudo-code :

Début
    Afficher "Entrez votre âge :"
    Lire age

    Afficher "Vous avez ", age, " ans."
Fin

Traduction possible en Python :

age = input("Entrez votre âge : ")
print("Vous avez", age, "ans.")

3. Syntaxe d’un langage

Chaque langage informatique possède une syntaxe.

La syntaxe correspond aux règles d’écriture du langage.

Exemple en Python :

print("Bonjour")

Exemple incorrect :

print "Bonjour"

Dans certains langages, cette instruction provoquerait une erreur de syntaxe.

4. Les identificateurs

Un identificateur est le nom donné à un élément du programme.

Il peut s’agir du nom :

  • d’une variable ;
  • d’une fonction ;
  • d’une constante ;
  • d’un programme.

Exemples :

age = 15
prenom = "Lina"
prix_total = 24.50

Ici, age, prenom et prix_total sont des identificateurs.

5. Règles d’écriture des identificateurs

Les règles peuvent varier selon le langage, mais on retrouve généralement ces principes :

Un identificateur peut contenir :

  • des lettres ;
  • des chiffres ;
  • parfois le caractère _.

Mais il ne peut généralement pas :

  • commencer par un chiffre ;
  • contenir d’espace ;
  • utiliser un mot réservé du langage.

Exemples corrects :

nom
age
prix_total
note1

Exemples incorrects :

1note
prix total
ma-variable
class

6. Les mots réservés et mots-clés

Un mot réservé est un mot qui possède déjà une signification dans le langage.

En Python, par exemple :

if
else
while
for
def
class
return
True
False

Ces mots ne doivent pas être utilisés comme noms de variables.

Exemple incorrect :

class = "4e"

Exemple correct :

classe = "4e"

7. La notion de compilation

Un ordinateur ne comprend pas directement les langages utilisés par les humains.

Il faut donc transformer le programme en instructions compréhensibles par la machine.

Il existe principalement deux modes d’exécution :

Langage compilé

Le programme est d’abord traduit entièrement avant d’être exécuté.

Exemples :

  • C ;
  • C++ ;
  • Java, avec une étape intermédiaire ;
  • Rust.

Cette traduction s’appelle la compilation.

Langage interprété

Le programme est lu et exécuté instruction par instruction.

Exemples :

  • Python ;
  • JavaScript ;
  • PHP.

8. Les erreurs de syntaxe

Une erreur de syntaxe apparaît lorsque le programme ne respecte pas les règles du langage.

Exemple :

print("Bonjour"

Erreur : il manque une parenthèse fermante.

Correction :

print("Bonjour")

Autre exemple :

age = input("Entrez votre âge : "

Correction :

age = input("Entrez votre âge : ")

9. Les erreurs de logique

Une erreur de logique est plus difficile à détecter.

Le programme peut s’exécuter, mais le résultat est incorrect.

Exemple :

prix_htva = 100
prix_tvac = prix_htva * 0.21
print(prix_tvac)

Le programme affiche :

21

Mais si on voulait calculer le prix TVAC, le calcul est faux.

Correction :

prix_htva = 100
prix_tvac = prix_htva * 1.21
print(prix_tvac)

Résultat :

121

10. L’indentation

L’indentation correspond aux espaces placés au début d’une ligne.

Elle permet de rendre le programme plus lisible.

Dans certains langages, comme Python, l’indentation est obligatoire.

Exemple correct :

age = 18

if age >= 18:
    print("Vous êtes majeur.")
else:
    print("Vous êtes mineur.")

Exemple incorrect :

age = 18

if age >= 18:
print("Vous êtes majeur.")
else:
print("Vous êtes mineur.")

Dans cet exemple, l’erreur vient de l’absence d’indentation après if et else.

11. Les commentaires

Un commentaire est une ligne ou une partie de ligne ignorée par l’ordinateur.

Il sert à expliquer le programme aux humains.

En Python, un commentaire commence par #.

Exemple :

# Demande l'âge de l'utilisateur
age = input("Entrez votre âge : ")

# Affiche l'âge entré
print("Vous avez", age, "ans.")

Les commentaires doivent être utiles et pertinents.

Mauvais commentaire :

# On affiche
print("Bonjour")

Meilleur commentaire :

# Message d'accueil affiché au lancement du programme
print("Bonjour")

12. Exemple complet : algorithme puis traduction en Python

Algorithme en pseudo-code

Début
    Afficher "Entrez votre prénom :"
    Lire prenom

    Afficher "Entrez votre âge :"
    Lire age

    Afficher "Bonjour ", prenom
    Afficher "Vous avez ", age, " ans."
Fin

Programme en Python

# Demande les informations de l'utilisateur
prenom = input("Entrez votre prénom : ")
age = input("Entrez votre âge : ")

# Affiche un message personnalisé
print("Bonjour", prenom)
print("Vous avez", age, "ans.")

13. Exemple avec calcul et formatage

Algorithme en pseudo-code

Début
    Afficher "Entrez un prix hors TVA :"
    Lire prix_htva

    prix_tvac ← prix_htva * 1.21

    Afficher "Prix TVAC : ", prix_tvac avec 2 décimales, " €"
Fin

Programme en Python

# Demande le prix hors TVA à l'utilisateur
prix_htva = float(input("Entrez un prix hors TVA : "))

# Calcule le prix avec une TVA de 21 %
prix_tvac = prix_htva * 1.21

# Affiche le résultat avec deux décimales
print(f"Prix TVAC : {prix_tvac:.2f} €")

14. Rechercher des erreurs dans un programme

Pour corriger un programme, il faut vérifier :

  1. Les erreurs de syntaxe
    Exemple : parenthèse manquante, guillemet oublié, indentation incorrecte.
  2. Les erreurs de logique
    Exemple : mauvais calcul, mauvaise condition, mauvaise variable utilisée.
  3. Les erreurs de type
    Exemple : additionner un texte et un nombre sans conversion.

Exemple :

age = input("Entrez votre âge : ")

if age >= 18:
    print("Majeur")
else:
    print("Mineur")

Problème : input() retourne du texte. Il faut convertir l’âge en entier.

Correction :

age = int(input("Entrez votre âge : "))

if age >= 18:
    print("Majeur")
else:
    print("Mineur")

15. Modifier un programme existant

Un programme peut devoir être modifié pour répondre à de nouvelles contraintes.

Exemple de programme initial :

prix = float(input("Entrez le prix : "))
print(f"Prix : {prix:.2f} €")

Nouvelle contrainte : ajouter une réduction de 10 %.

Programme modifié :

prix = float(input("Entrez le prix : "))

prix_reduit = prix * 0.90

print(f"Prix après réduction : {prix_reduit:.2f} €")

Synthèse

À retenir :

  • Une instruction d’entrée permet de recevoir une donnée.
  • Une instruction de sortie permet d’afficher une donnée.
  • Une variable permet de stocker une information.
  • Le formatage permet de présenter clairement les résultats.
  • Un algorithme peut être traduit dans un langage informatique.
  • Chaque langage possède sa syntaxe.
  • Les identificateurs doivent respecter certaines règles.
  • Les mots réservés ne peuvent pas être utilisés comme noms de variables.
  • L’indentation rend le code lisible et peut être obligatoire.
  • Les commentaires expliquent le fonctionnement du programme.
  • Il faut distinguer les erreurs de syntaxe et les erreurs de logique.

Exercices proposés

Exercice 1

Écrire un algorithme qui demande le prénom et l’âge d’un utilisateur, puis affiche :

Bonjour [prénom], vous avez [âge] ans.

Exercice 2

Écrire un programme qui demande deux nombres à l’utilisateur, puis affiche :

  • leur somme ;
  • leur différence ;
  • leur produit ;
  • leur quotient.

Exercice 3

Écrire un programme qui demande un prix hors TVA, calcule le prix TVAC avec une TVA de 21 %, puis affiche le résultat avec deux décimales.

Exercice 4

Trouver les erreurs dans le programme suivant :

prenom = input("Entrez votre prénom : ")
age = input("Entrez votre âge : ")

if age >= 18
    print("Bonjour", prenom, "vous êtes majeur")
else
    print("Bonjour", prenom, "vous êtes mineur")

Correction attendue :

prenom = input("Entrez votre prénom : ")
age = int(input("Entrez votre âge : "))

if age >= 18:
    print("Bonjour", prenom, "vous êtes majeur")
else:
    print("Bonjour", prenom, "vous êtes mineur")

Exercice 5

Modifier le programme suivant pour qu’il affiche le prix après une réduction de 15 % :

prix = float(input("Entrez le prix : "))
print(f"Prix : {prix:.2f} €")

Correction possible :

prix = float(input("Entrez le prix : "))

prix_reduit = prix * 0.85

print(f"Prix après réduction : {prix_reduit:.2f} €")

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