les algorithmes




Définitions
Un algorithme est une succession d'actions élémentaires (appelées instructions) qui permettent d'effectuer une tâche plus complexe.

Les algorithmes sont à la base du fonctionnement de tous les appareils électroniques, qui ne savent effectuer d'eux-mêmes que des opérations extrêmement simples.

Mais une recette de cuisine est aussi un algorithme, par exemple pour un quatre-quarts :
  • ingrédients
    (les données du problème) :
    • 250 g de beurre ramolli
    • 250 g de sucre
    • 4 oeufs
    • 250 g de farine
    • 1 cuiller à café de levure
  • préparation (les instructions) :
    • mettre le beurre et le sucre dans un saladier
    • mélanger au fouet électrique
    • ajouter les oeufs
    • mélanger au fouet électrique
    • ajouter la farine et la levure
    • mélanger au fouet électrique
    • verser dans le moule
    • mettre au four à 180°
    • attendre 40 min
  • sortir le quatre-quarts du four
    (le résultat du problème)
Instruction conditionnelle
Parfois, une instruction ne doit être effectuée que dans certains cas :
  • préparation :
    • ...
    • mettre au four à 180°
    • attendre 35 min
    • tester la cuisson avec un couteau
      • si le résultat n'est pas satisfaisant, attendre encore 5 min
Les boucles
On constate dans la première version que l'instruction « mélanger au fouet électrique » est répétée plusieurs fois dans l'algorithme. On peut alléger l'écriture en indiquant cette répétition :
  • ingrédients :
    • 250 g de beurre ramolli et 250 g de sucre
    • 4 oeufs
    • 250 g de farine
    • 1 cuiller à café de levure
  • préparation :
    • pour chaque ingrédient :
      • ajouter l'ingrédient dans le saladier
      • mélanger au fouet électrique
    • verser dans le moule
    • mettre au four à 180°
    • attendre 35 min
    • tester la cuisson avec un couteau
      • si le résultat n'est pas satisfaisant, attendre encore 5 min
  • sortir le quatre-quarts du four
Les instructions « ajouter l'ingrédient dans le saladier » et « mélanger au fouet électrique » seront ainsi effectuées 4 fois chacune sans qu'il soit besoin de les répéter. On a créé une boucle.

Les 5 minutes supplémentaires ne seront peut-être encore pas suffisantes. On peut là aussi créer une boucle pour répéter l'opération jusquà ce qu'on obtienne la bonne cuisson :
  • préparation :
    • ...
    • mettre au four à 180°
    • attendre 35 min
    • tester la cuisson avec un couteau
    • tant que le résultat n'est pas satisfaisant
      • attendre encore 5 min
      • tester la cuisson avec un couteau
Les instructions « attendre encore 5 min » et « tester la cuisson avec un couteau » seront effectuées autant de fois qu'il faudra pour obtenir le résultat attendu.
Les outils logiciels
Les algorithmes sont le plus souvent destinés à être exécutés par une machine. Tout le monde n'a pas un robot à sa disposition (même si LEGO en propose), mais une tablette ou un ordinateur permettent d'écrire et de tester des algorithmes en utilisant un logiciel approprié.

Le logiciel préconisé par le Ministère de l'Education Nationale est Scratch. Il permet de programmer les déplacements d'un personnage sur l'écran, de le faire parler, de modifier son apparence...
Les instructions se présentent sous forme de blocs à emboîter, comme un jeu de construction.
On peut l'utiliser en ligne ou le télécharger gratuitement.

On peut aussi utiliser AlgoBlocs. Le principe de programmation est le même mais il est conçu pour générer des figures géométriques.




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