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Activités préparatoires#

Les bases de la programmation Python

Activité 1 L’ordinateur humain#

exécuter un programme à la main, avant de savoir programmer

Durée : 20 min · Sans ordinateur, crayon et gomme en main, par deux

Consignes

  • Les réponses s’écrivent sur le cahier.

  • Vous êtes l’ordinateur. Vous lisez le programme une ligne à la fois, de haut en bas, et vous faites exactement ce qui est écrit, sans rien deviner.

  • Chaque nom (a, b, total…) désigne une boîte, que l’on dessine sur le cahier. Une boîte ne contient qu’une seule valeur à la fois : pour en écrire une nouvelle, on gomme l’ancienne.

  • print(...) signifie : « écrire à l’écran ce qu’il y a entre les parenthèses ». Ici, l’écran, c’est la ligne « Affichage obtenu : …» que vous écrivez sur le cahier.

Exercice 1 — Des boîtes et une flèche #

Programme 1 :

a = 7
b = a + 3
a = 2
print(a, b)

  1. Dessiner sur le cahier deux boîtes a et b, puis exécuter le programme ligne par ligne en les remplissant (gommer quand une valeur change).

  2. Quel est l’affichage obtenu ?

  3. À la ligne 3, la boîte a change. La boîte b a-t-elle changé elle aussi ? Pourquoi ?

Programme 2 :

n = 5
n = n + 1
print(n)

  1. En mathématiques, l’égalité \(n = n + 1\) est impossible. Pourtant l’ordinateur l’exécute sans erreur. Qu’affiche-t-il ?

  2. Pour exécuter la ligne 2, par quel côté du signe = avez-vous commencé : la gauche ou la droite ? Décrire en une phrase ce que fait une ligne de la forme nom = calcul.

Corrigé

1. a : \(7\), puis \(2\) (le \(7\) est gommé) ; b : \(10\).

2. Affichage : 2 10.

3. Non : à la ligne 2, on a calculé a + 3 avec la valeur de ce moment-là (\(7\)) et rangé le résultat \(10\) dans b. La boîte b contient un nombre, pas la formule « a + 3 » : modifier a ensuite ne change pas b.

4. Affichage : 6.

5. On commence par la droite : on calcule n + 1 avec le contenu actuel de n (\(5 + 1 = 6\)), puis on range le résultat dans la boîte de gauche, n. Le signe = ne veut pas dire « est égal à » mais « reçoit ».

Exercice 2 — Échanger deux boîtes #

Programme 3 (il est censé échanger les contenus de a et de b) :

a = 1
b = 2
a = b
b = a
print(a, b)

  1. Exécuter le programme en dessinant les boîtes a et b sur le cahier. Quel est l’affichage obtenu ? L’échange a-t-il réussi ?

  2. Où la valeur 1 est-elle passée ? Proposer une correction du programme, en vous autorisant une troisième boîte c.

Corrigé

6. a : \(1\) puis \(2\) ; b : \(2\) puis \(2\). Affichage : 2 2. L’échange a échoué.

7. La valeur 1 a été gommée par a = b : elle est perdue avant d’avoir pu être rangée dans b. Correction avec une troisième boîte :

a = 1
b = 2
c = a      # on met la valeur de a a l'abri
a = b
b = c
print(a, b)   # 2 1

Image à donner : pour échanger le contenu de deux verres, il faut un troisième verre vide.

Exercice 3 — Répéter sans réécrire #

Nouvelle règle : la ligne for i in range(1, 5): signifie « pour i valant successivement 1, 2, 3, puis 4, exécuter les lignes décalées juste en dessous ». Chaque passage s’appelle un tour.

Programme 4 :

total = 0
for i in range(1, 5):
    total = total + i
print(total)

  1. Recopier et compléter sur le cahier le tableau suivant : valeurs des boîtes à la fin de chaque tour. Donner ensuite l’affichage obtenu.

    avant la boucle tour 1 tour 2 tour 3 tour 4
    i —
    total 0

  2. Combien de fois la ligne print(total) a-t-elle été exécutée ? Et la ligne total = total + i ?

  3. On décale la dernière ligne vers la droite, au même niveau que total = total + i. Que devient l’affichage ?

  4. Quelle unique modification faut-il apporter au programme 4 pour calculer \(1 + 2 + \dots + 100\) ?

Corrigé

8.

avant la boucle tour 1 tour 2 tour 3 tour 4
i — 1 2 3 4
total 0 1 3 6 10

Affichage : 10.

9. print(total) : une seule fois (elle n’est pas décalée, elle est exécutée après la boucle). total = total + i : quatre fois, une par tour.

10. La ligne fait alors partie de la boucle : elle est exécutée à chaque tour. Affichage : 1, 3, 6, 10 (un nombre par ligne). Le décalage (l’indentation) change le sens du programme.

11. Remplacer range(1, 5) par range(1, 101) : la borne de droite n’est pas atteinte. Le programme affiche alors 5050.

Exercice 4 — Ce qu’on a découvert #

  1. Recopier et compléter sur le cahier avec vos mots.

    • Un nom comme total désigne …

    • Pour exécuter nom = calcul, l’ordinateur …

    • Les lignes décalées sous un for …

Corrigé

12. Réponse possible :

  • un nom comme total désigne une boîte de la mémoire qui contient une valeur : c’est une variable ;

  • pour exécuter nom = calcul, l’ordinateur calcule d’abord la partie droite avec les valeurs actuelles, puis range le résultat dans la boîte de gauche, en effaçant l’ancienne valeur : c’est l’affectation ;

  • les lignes décalées sous un for sont répétées, une fois par valeur de i : c’est une boucle.