🖥️ Introduction à la programmation

1. Qu’est-ce que programmer ?

Programmer, c’est donner des instructions précises à un ordinateur pour qu’il exécute une tâche. Un programme est comme une recette de cuisine :

il faut des ingrédients (les données)
suivre des étapes (les instructions)
et obtenir un résultat (la sortie du programme).

En NSI, on utilise principalement Python, un langage simple et très répandu.

thonny

Cette année, nous allons utiliser Thonny, un logiciel spécialement conçu pour apprendre à programmer en Python. C’est un environnement de développement (appelé IDE) qui facilite l’écriture, l’exécution et le test des programmes.

Avec Thonny, on peut :

écrire du code Python dans une zone d’édition,
lancer le programme en cliquant sur ▶,
voir le résultat immédiatement dans la console,
utiliser des outils pratiques pour comprendre pas à pas le déroulement d’un programme (mode pas-à-pas, visualisation des variables).

2. Les bases de Python

2.1. Les variables

Une variable est comme une boîte qui permet de stocker une information pour pouvoir la réutiliser plus tard dans un programme. Chaque variable a :

un nom (choisi par le programmeur)
une valeur (le contenu de la boîte)

Exemple :

age = 16
nom = "Alice"
pi = 3.14159

Explication :

age contient un nombre entier (int) → 16
nom contient une chaîne de caractères (str) → "Alice"
pi contient un nombre décimal (float) → 3.14159

On peut afficher leur contenu grâce à la fonction print :

Exemple :

print("Bonjour", nom, "tu as", age, "ans.")

Résultat affiché :

Bonjour Alice tu as 16 ans.

2.2. Les types de données de base

En Python, il existe différents types de données de base qui permettent de représenter des informations de nature différente

Exemple :

int → nombres entiers (5, 2025)
float → nombres décimaux (3.14, 2.0)
str → texte ("Bonjour", 'NSI')
bool → vrai ou faux (True, False)

il est possible de visualiser ces type a l'aide de type(...)

Exemple :

type(5) -> <class ‘int’>
type(3.14) -> <class ‘float’>
type("Bonjour") -> <class ‘str’>
type(True) -> <class ‘bool’>

Il est également possible de changer le type de certaines variables à l’aide de str() ou int(), par exemple.

Exemple :

int("5") -> 5
str(5) -> "5"

2.3. Les opérateurs

Pour manipuler les nombres et effectuer des calculs en Python, on utilise des opérateurs arithmétiques.

Exemple :

a = 10
b = 3
print(a + b)  # addition -> 10 + 3 = 13
print(a - b)  # soustraction -> 10 - 3 = 7
print(a * b)  # multiplication -> 10 * 3 = 30
print(a / b)  # division -> 10 / 3 = 3,33333... ⚠️ ici le resultat sera un float
print(a // b) # division entière -> 10 // 3 = 3
print(a % b)  # reste de la division (modulo) -> 10 // 3 = 1
print(a ** b) # puissance -> 10 ** 3 = 1000

3. Contrôler le déroulement du programme

3.1. Les conditions

Une condition permet à un programme de prendre une décision en fonction d’une situation donnée. L’ordinateur teste une expression logique (par exemple âge >= 18) et choisit ensuite quel bloc d’instructions exécuter.

En Python, on utilise les mots-clés :

if → si la condition est vraie
else → sinon (si la condition est fausse)
elif → sinon si (autre condition à vérifier)

Exemple :

age = 16

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

Explication :

On définit age = 16.
Le programme vérifie la condition age >= 18.
Comme 16 n’est pas supérieur ou égal à 18, la condition est fausse.
L’ordinateur exécute donc le bloc qui suit else.

Résultat affiché :

Mineur

Exemple :

example = 14

if example >= 16:
    print("Très bien")
elif example >= 12:
    print("Assez bien")
elif example >= 10:
    print("Passable")
else:
    print("Insuffisant")

Explication :

Le programme teste d’abord si la example est >= 16. Ici 14 >= 16 est faux.
Ensuite il teste example >= 12. Comme c’est vrai, il affiche "Assez bien".
Les autres conditions ne sont pas vérifiées car une condition vraie a déjà été trouvée.

Résultat affiché :

Assez bien

3.2. Les boucles

Une boucle permet de répéter automatiquement une série d’instructions sans avoir à les réécrire plusieurs fois. Elle est très utile lorsque l’on veut effectuer une même action plusieurs fois (par exemple afficher les nombres de 1 à 10 ou répéter un calcul).

Deux types de boucles sont disponibles en Python : la boucle while et la boucle for.

3.2.1. Boucle while (tant que)

La boucle while permet de répéter une suite d’instructions tant qu’une condition est vraie. Autrement dit, l’ordinateur vérifie la condition au début de chaque tour de boucle :

si la condition est vraie → il exécute les instructions,
si la condition devient fausse → la boucle s’arrête.

Exemple :

i = 1
while i <= 5:
    print("Compteur :", i)
    i = i + 1

Explication :

On commence avec i = 1.
La boucle s’exécute tant que i <= 5.
À chaque tour, le programme affiche la valeur de i puis ajoute 1 (i = i + 1).
Quand i atteint 6, la condition i <= 5 devient fausse et la boucle s’arrête.

Résultat affiché :

Compteur : 1
Compteur : 2
Compteur : 3
Compteur : 4
Compteur : 5

3.2.2. Boucle for (pour)

La boucle for est utilisée lorsqu’on veut répéter une suite d’instructions un nombre de fois connu à l’avance ou lorsqu’on veut parcourir les éléments d’une liste.

En Python, on utilise souvent la fonction range() pour générer une séquence de nombres.

Exemple :

for i in range(5):
    print("Compteur :", i)

Explication :

range(5) crée une séquence de nombres allant de 0 à 4 (le 5 n’est pas inclus).
La boucle for va donc exécuter le bloc d’instructions 5 fois.
À chaque tour, la variable i prend successivement les valeurs 0, 1, 2, 3, 4.
Le programme affiche donc la valeur de i à chaque passage.

Résultat affiché :

Compteur : 0
Compteur : 1
Compteur : 2
Compteur : 3
Compteur : 4

Exemple :

Si on veut commencer à 1 et aller jusqu’à 5 inclus, on peut écrire :

for i in range(1, 6):
    print("Compteur :", i)

Résultat :

Compteur : 1
Compteur : 2
Compteur : 3
Compteur : 4
Compteur : 5

4. Les fonctions

Une fonction est un bloc de code qui réalise une tâche précise et que l’on peut réutiliser plusieurs fois dans un programme, sans avoir à réécrire les mêmes instructions.

On peut comparer une fonction à une machine :

on lui donne une entrée (des données, appelées paramètres),
elle effectue un traitement (les instructions de la fonction),
et elle renvoie une sortie (le résultat, grâce au mot-clé return).

Exemple :

def carre(x):
    return x * x

print(carre(5))  # Affiche 25

Explication :

On définit une fonction appelée carre avec le mot-clé def.
Elle prend une entrée : x.
Elle renvoie le résultat de x * x.
Lorsque l’on appelle carre(5), la fonction calcule 5 * 5 et retourne 25.

Résultat affiché :

Avantages des fonctions :

Éviter de répéter du code identique.
Rendre un programme plus lisible et organisé.
Faciliter la réutilisation et la modification.