Choix de l'environnement de programmation
Fondamental : Langage retenu
Un langage de programmation est nécessaire pour l'écriture des programmes : un langage simple d'usage, interprété, concis, libre et gratuit, multi-plateforme, largement répandu, riche de bibliothèques adaptées aux thématiques étudiées et bénéficiant d'une vaste communauté d'auteurs dans le monde éducatif est nécessaire. Le langage choisi est Python.
Python, un langage interprété
Chaque programme est un ensemble d'instructions, qu'il s'agisse d'additionner deux nombres ou d'envoyer une requête sur Internet. Les compilateurs et les interpréteurs prennent le code lisible par l'homme et le convertissent en code machine lisible par l'ordinateur.
Dans un langage compilé, la machine cible traduit directement le programme. Dans un langage interprété, le code source n'est pas directement traduit par la machine cible. Au lieu de cela, un programme différent, appelé l'interpréteur, lit et exécute le code.
Les langages compilés sont convertis directement en code machine que le processeur peut exécuter. Par conséquent, ils ont tendance à être plus rapides et plus efficaces à exécuter que les langages interprétés. Ils permettent également au développeur de mieux contrôler les aspects matériels, comme la gestion de la mémoire et l'utilisation du processeur. Par contre il faudra produire un code différent suivant la machine qui l'exécutera. Ces langages doivent recompilés après chaque modification. Des exemples de langages purement compilés sont C, C++, Go...
Les langages avec interpréteurs parcourent un programme ligne par ligne et exécutent chaque commande. Les langages interprétés étaient autrefois nettement plus lents que les langages compilés, mais, cet écart se réduit.. Un langage interprété pourra fonctionné avec n’importe quel système. Des exemples de langages interprétés sont PHP, Ruby, Python et JavaScript.
Environnement de développement
Un environnement de développement comprends au minimum :
Un éditeur (de texte) de code source est un logiciel permettant la rédaction de texte brut, sans aucune mise en forme.
Le shell (Anglicisme informatique) est l'Interface utilisateur d’un système d’exploitation, principalement destinée à lancer d’autres programmes et gérer leurs interactions. Le terme est généralement utilisé pour parler d’une interface en ligne de commande. On peut aussi nommer cette partie par le terme console ou terminal. Sous windows il suffit de taper « cmd » pour l'ouvrir.
Environnement de développement intégré
Un environnement de développement intégré, ou IDE, est un logiciel de création d'applications, qui rassemble des outils de développement fréquemment utilisés dans une seule interface utilisateur graphique (GUI). Un IDE se compose habituellement des éléments suivants :
Éditeur de code source : un éditeur de texte qui aide à la rédaction du code logiciel, avec des fonctions telles que la coloration syntaxique avec repères visuels, la saisie automatique en fonction du langage et la vérification de bogues dans le code pendant la rédaction.
Utilitaires d'automatisation de version locale : des utilitaires qui permettent d'automatiser des tâches simples et reproductibles lors de la création d'une version locale du logiciel à destination du développeur lui-même, par exemple la compilation du code source en code binaire, la mise en paquet du code binaire et l'exécution de tests automatisés.
Débogueur : un programme qui permet de tester d'autres programmes en affichant l'emplacement des bogues dans le code d'origine.
En python l'IDE s'appelle l'IDLE qui veut dire :
Python’s Integrated Development and Learning Environment.
Thonny
Pour notre part nous utiliserons Thonny 
. Qui est un environnement dédié à la programmation python et également adapté à la gestion des microcontrôleurs.
Utilisation de la clef USB
Pour installer et commencer à utiliser Thony je vous renvois vers les cours spécifiques à ce sujet .
Remarque : Quelques liens utiles
Le site vitascience permet une initiation informatique en passant d'un éditeur graphique de type scratch à un éditeur textuel. Il est orienté vers l'Internet des objets avec le pilotage de microcontrôleurs.
Trinket permet de programmer en python 3 sans rien installer. Vous trouverez ici un tutoriel qu'il faut télécharger, puis décompresser. Cet outil peut vous être utile chez vous.
Le site france-ioi.org permet au travers de son parcours lycée en python d’appréhender l'ensemble de formation python du lycée. Si vous voulez apprendre python en autodidacte cet outil est fait pour vous. Le site futurecoder.io permet également d'apprendre le python en partant du début.
Pythontutor est un outil en ligne qui permet de déboguer votre programme python ligne après ligne. Voici un tutoriel pour s'en servir. Il faut l'avoir sous la main.
La référence du tutoriel python.
Quelles sont les données traitées
Suivant la nature des éléments traités on peut distinguer les types de données suivantes. Ce tableau est orienté vers les données traitées avec python, mais on retrouve ce type de classement d'autres langages.
Le premier programme
Premier démarrage
Au premier démarrage Thonny comporte deux fenêtres :
Dans la partie supérieure l'éditeur qui comporte les scripts du programme.
Dans la partie inférieure la console ou shell où s'affiche les résultats de l'exécution de votre code.
Vous noterez la présence de la flèche verte qui permet l'exécution d'un programme.
Affichage complémentaire
Pour avoir un affichage plus complet vous pouvez afficher deux fenêtres supplémentaires :
La fenêtre qui les variables utilisées
La fenêtre assistant qui fournie une aide à la rédaction et à l'interprétation des scripts.
Créer le premier programme
Il faut à ce moment créer le fichier « helloworld.py ». Pour cela copier coller le programme ci-dessous dans la partie éditeur.
print("Hello, world")
Puis enregistrer le sous « helloworld.py » dans votre dossier de travail.
Puis exécutez le.
Vérifier le résultat qui apparait dans le fenêtre shell.
Utilisez Trinket
Faite la même chose en utilisant le site trinket.
Installer une bibliothèque dans Thonny
Dans tout ce tutoriel, nous installons la bibliothèque pillow qui se charge en utilisant import PIL. Si vous souhaitez installer une autre bibliothèque, remplacez simplement toutes les occurrences de pillow par la bibliothèque que vous souhaitez installer.
Vérifiez que la bibliothèque n'est pas déjà installée.
Dans le shell ; la partie basse de la fenêtre, écrivez import PIL et validez.
Si aucun message ne s'affiche, la bibliothèque est déjà installée. Pas besoin d'aller plus loin.
Si un message d'erreur s'affiche, qui se termine par
ModuleNotFoundError: No module named 'PIL', suivez les instructions suivantes pour installer la bibliothèque.
Installez la bibliothèque désirée
Allez dans le menu Outils , puis Gérer les paquets...
Dans la fenêtre qui s'ouvre, inscrivez
Pillow, lancez la recherche.
Choisir la bibliothèque
Puis cliquez sur le bouton
Installerl pour l'installer.
La bibliothèque est installée elle apparaît dans la liste de gauche, et il y a un bouton pour la désinstaller.
Quittez Thonny
Rédémarrez le
Dans le shell, écrivez à nouveau
import PIL. Si rien ne s'affiche, tout a été installé correctement.
Les variables
Une variable, c’est comme une boîte. C’est un moyen d’enregistrer les données. Cet enregistrement permet par la suite de les récupérer et de les classer par type de même nature. Un nom d’utilisateur, des tickets d’avion encore disponibles, le jour de la semaine, un inventaire... Toutes ces données sont enregistrées dans les variables.
C'est donc une petite information ; une donnée temporaire que l'on stocke dans une case de la mémoire de l'ordinateur. On dit qu'elle est "variable" car c'est une valeur qui peut changer pendant le déroulement du programme.
Fondamental : Ecriture d'une variable
Ici on affecte à la variable livre le contenu Alice au pays des merveilles
livre = "Alice au pays des merveilles"
Définition :
Une variable est composée de deux éléments :
un nom : livre
une valeur : Alice au pays des merveilles
Cette valeur peut être de différents types : texte, nombre chiffre.
Accès aux éléments d’une liste
Fondamental :
Pour accéder aux éléments d’une liste, on utilise un indice. Chaque élément a un indice qui lui correspond, selon sa position dans la liste. Vous obtenez la valeur de cet indice avec la syntaxe suivante « liste[indice] ». Elle vous renverra la valeur de la liste qui est à la position de l’indice.
En faisant attention au fait que le premier indice est repéré par un 0.
Remarque : Accédez aux caractères d’une chaîne comme un élément d’une liste
Les indices fonctionnent aussi avec les chaînes de caractères dans une variable. Chaque caractère correspond à un indice qui va de zéro à la longueur de la chaîne.
langage_de_programmation ="PYTHON"
langage_de_programmation[2]
"T"langage_de_programmation[-4]
"T"Conditions
Déroulement du programme
Certaines lignes d'un programme ne seront lues une fois seulement, d’autres plusieurs fois., autres encore pourraient être complètement ignorées, tout dépend de la façon dont elles sont codées.
Fondamental : Condition avec l'instruction if (si)
Avec une instruction if, vous pouvez exécuter certaines lignes de code uniquement si une certaine condition est vraie (True). Si cette condition est fausse (False), le code ne s’exécutera pas.
if ensoleille:
print("on va à la plage !")
La ligne 2 s’exécute uniquement si la condition ensoleille est True.
Fondamental : Conditions avec les instructions if else (si sinon)
Quand est-ce que « else » intervient ?
Avec l’exemple du climat, allons plus loin pour y ajouter une instruction « else » :
S’il fait beau dehors, je vais à la plage.
Sinon (par exemple s’il pleut), je reste à la maison !
if mon_booleen:
# exécuter le code quand mon_booleen est vraielse: # exécuter le code quand mon_booleen est fauxDonc pour afficher une instruction sous une certaine condition, les étapes sont les suivantes :
ensoleille = True
if ensoleille:
print("on va à la plage !")
else:print("on reste à la maison !")
Dans cet extrait de code, puisque ensoleille est vrai, on va à la plage ! va s’afficher dans votre terminal. Si sa valeur était fausse, le code afficherait on reste à la maison !
Conditions alternatives
Fondamental : Conditions alternatives en ajoutant une clause elif (sinon)
Les instructions if/elif/else vous permettent de définir des conditions multiples. Le mot-clé elif permet d’ajouter autant de conditions que vous voulez. Vous devez ensuite terminer avec une instruction else.
Vous voulez aller à la plage s’il fait chaud dehors, et que vous voulez faire un bonhomme de neige s’il neige. Et sinon, vous restez à la maison.
ensoleille = False
neige = True
if ensoleille:
print("on va à la plage !")
elif neige:
print("on fait un bonhomme de neige")
else:print("on reste à la maison !")
Ce code va vérifier si ensoleille est vrai, et parce que c’est faux, il va vérifier si neige est vrai. Comme neige est vrai, le code va afficher faire un bonhomme de neige. Mais si neige était aussi faux, le programme aurait exécuté l’instruction finale else et affiché on reste à la maison !
Boucle for
Fondamental : for in
La boucle for vous permet d’exécuter du code un nombre spécifique de fois. Une boucle for est utilisée pour itérer sur une séquence. Ça peut être une liste, un tuple, un dictionnaire ou même une chaîne de caractères.
Si vous voulez afficher tous les éléments dans une liste, le code ressemblera à ça :
races_de_chien = ["golden retriever", "chihuahua", "terrier", "carlin"]
for chien in races_de_chien:
print(chien)
Dans ce code, chaque élément dans races_de_chien sera affiché dans le terminal.
chien est un nom de variable qui se met à jour pour être l’élément suivant à chaque fois que la boucle se répète.
Vous pouvez faire le même genre de boucle for si vous voulez passer en boucle chaque caractère d’une chaîne.
Exemple : for range
Pour boucler un certain nombre de fois, vous pouvez utiliser la fonction range(). Elle renverra une séquence de nombres qui vont de 0 à ce nombre moins un.
for x in range(5):
print(x)
Ce code affichera 0, 1, 2, 3, 4 en séquence.
Exemple :
for x in range(100):
print(f"{x} bouteilles de bières au mur !")
Les accolades {} ci-dessus prennent n’importe quelle valeur dans la variable x et la remplace (n’oubliez pas le “f” au début de la donnée string qui signifie format). Le Le code afficher sera :
0 bouteilles de bières au mur !
1 bouteilles de bières au mur !
…99 bouteilles de bières au mur !
Attention :
La fonction range() est réglée sur 0 par défaut pour la valeur de début. Vous pouvez la modifier en ajoutant un autre nombre entier range(4, 10). Cette plage renvoie les valeurs de 4 à 9 ; sans inclure 10.
Boucle while
Fondamental :
Le code dans l’instruction while s’exécute jusqu’à ce que la condition devienne fausse.
L’extrait de code ci-dessous vérifie la capacité actuelle et l’augmente d’une unité jusqu’à ce que la capacité maximale soit atteinte (+= 1 augmente la valeur actuelle de 1).
capacite_maximale = 10
capacite_actuelle = 3
while capacite_actuelle < capacite_maximale:
capacite_actuelle += 1
Comme cette capacite_actuelle commence à 3, ce code s’exécute 7 fois jusqu’à ce que capacite_actuelle atteigne10.
Attention : Les boucles infinies
Si la condition que vous avez réglée est toujours vraie, la boucle va s’exécuter pour toujour !
x = 0
while x != 5:
x += 2
Dans cette situation, x n’atteindra jamais 5.