La programmation, c’est pas sorcier! Les quatre piliers de la programmation expliqués simplement

Tommy Berben est professeur de sciences à l’Institut Sainte-Begge. Depuis quelques années, il forme aussi des enseignants et des étudiants, en plus d’animer des ateliers dans les écoles sur les nouvelles technologies, le numérique et la programmation au sein du réseau de l’eduLab. Créateur de contenu et passionné de technologies, il a également fondé le groupe Facebook FMTTN, une communauté d’échange destinée aux enseignants, experts et formateurs en formation manuelle, technique, technologique et numérique (un nouveau cours intégré au tronc commun de l’enseignement en Belgique).

Récemment, il a animé un webinaire intitulé « Introduction aux algorithmes et à la programmation » qui visait à démystifier ces notions pour les enseignants débutants, dans une ambiance conviviale, inclusive et motivante. 

Voici un résumé de ses propos ainsi que la rediffusion du webinaire. 

Nous savons déjà programmer (sans le savoir)!

Des mots comme « algorithme » ou « logigramme » peuvent sembler intimidants et réservés à des experts en informatique. Pourtant, la réalité est bien plus simple. Tout comme une recette de cuisine guide une personne étape par étape dans la préparation d’un plat, la programmation est avant tout une série d’étapes logiques pour accomplir une tâche. Chaque personne utilise cette forme de pensée tous les jours, sans même s’en rendre compte.

Cet article a pour objectif de démystifier la programmation en expliquant clairement ses quatre concepts fondamentaux : l’algorithme, le logigramme, la boucle et la condition. À l’aide d’exemples tirés de la vie de tous les jours, on y découvre que tous ont déjà l’esprit d’un programmeur!

Commençons par le concept de base derrière toute action : l’algorithme.

1. L’algorithme : la recette de toute action

Un algorithme est, tout simplement, « une séquence hiérarchisée d’opérations à exécuter dans le but de répondre à une question, résoudre un problème ou comprendre un phénomène ». Fait important, ce concept existait bien avant les ordinateurs. Pensons aux mathématiciens de la Grèce antique comme Euclide; ils utilisaient déjà des algorithmes pour résoudre des problèmes géométriques, même avant l’invention du moindre circuit électronique.

L’analogie de la machine à café

Imaginons quelqu’un qui veut se préparer un café. La série d’actions qu’il effectuera instinctivement est en réalité un algorithme.

1. Prendre une tasse.
2. Insérer la dosette.
3. Placer la tasse sous le bec.
4. Appuyer sur le bouton.
5. Attendre que le café coule.
6. Retirer la tasse.
7. Déguster mon excellent café.

Cette séquence d’étapes, exécutée dans un ordre précis pour atteindre un objectif, est l’essence même d’un algorithme.

L’analogie de la recette de cuisine

On compare souvent l’algorithme à une recette, et c’est une excellente image. Une recette est un algorithme parfait pour préparer un gâteau. Cependant, il est important de noter que si toutes les recettes sont des algorithmes, tous les algorithmes ne sont pas des recettes. Les recettes font partie de la grande famille des algorithmes, qui englobe bien plus de domaines.

En résumé, un algorithme n’est rien de plus qu’un plan d’action détaillé. Un plan est essentiel, mais comment s’assurer que tout le monde le lise de la même façon, comme une partition de musique? C’est là qu’intervient le logigramme, la méthode pour dessiner la logique.

2. Le logigramme : dessiner son plan d’action

Le logigramme est une représentation visuelle d’un algorithme. C’est en quelque sorte la « carte mentale » d’un programme, qui utilise des symboles spécifiques pour illustrer chaque étape et le flux des opérations.

Pensons ici à une bande dessinée : sans même y réfléchir, le lecteur suit des règles et des symboles (les bulles, l’ordre des cases) pour comprendre l’histoire. Un logigramme fonctionne de la même manière. Il possède ses propres symboles universels pour que tout le monde puisse le lire de la même façon.

Voici les symboles de base :

Heureusement, il n’est pas nécessaire de les mémoriser tout de suite. L’important est de comprendre qu’il existe un « langage » visuel standardisé pour représenter les idées.

Cette carte visuelle est parfaite pour un chemin direct, mais que se passe-t-il lorsque le plan nous demande de faire la même chose encore et encore? Pour éviter de dessiner la même étape dix fois, les programmeurs ont un outil puissant : la boucle.

3. La boucle : l’art de répéter… sans se répéter!

Une boucle est une instruction qui permet de répéter une ou plusieurs actions un certain nombre de fois. Son principal avantage est d’optimiser le code. Pourquoi est-ce important? Parce qu’un code optimisé est non seulement plus court et plus efficace pour la machine qui doit le lire, mais il est aussi beaucoup plus facile à comprendre pour un humain.

L’analogie de la pile de briques Lego

Imaginons que des élèves construisent une tour en Lego en suivant une séquence de couleurs qui se répète. Il leur faut empiler la séquence vert, rouge, bleu, puis la répéter une seconde fois.

Plutôt que de donner l’instruction pour chaque brique une par une (« Pose un bloc vert, puis un rouge, puis un bleu, puis un autre vert… »), il est bien plus simple de définir la séquence une seule fois et de dire : « Répète la séquence vert, rouge, bleu deux fois ».

C’est exactement ce que fait une boucle dans un programme.

Répéter des tâches est une chose, mais la véritable intelligence d’un programme réside dans sa capacité à s’adapter. Comment lui apprendre à faire des choix? C’est le rôle de la condition.

4. La condition : permettre à votre programme de faire des choix

Une condition est une question posée au programme. En fonction de la réponse (généralement « oui » ou « non »), le programme prend une décision et exécute différentes actions. C’est ce qui permet à un programme de s’adapter à différentes situations.

L’analogie de la machine à café « intelligente »

Revenons à la machine à café et rendons-la un peu plus intelligente en lui ajoutant un capteur pour détecter la présence de la tasse. L’algorithme inclut maintenant un point de décision :

Si la tasse est bien placée, alors le café coule. Sinon, la machine affiche un message d’erreur.

Cet arbre de décision est la base de la logique conditionnelle. On le retrouve partout :

S’il pleut, alors je prends un parapluie. Sinon, je le laisse à la maison.

Si on repense au losange qui faisait partie de la collection de symboles plus haut : c’est précisément lui qui représente ce carrefour dans un logigramme, ce point où une décision doit être prise.

Et voilà, les quatre piliers de la programmation sont à la portée de tout le monde

En comprenant ces quatre concepts, on accède aux secrets fondamentaux de la programmation. Ce ne sont pas des notions complexes réservées à une élite, mais des outils logiques que tous peuvent appliquer et comprendre.

Résumons ces quatre piliers, qui s’appuient les uns sur les autres :

• Algorithme : La recette, la séquence d’étapes à exécuter.
• Logigramme : La carte visuelle de l’algorithme, utilisant des symboles universels pour le clarifier.
• Condition : Le losange sur la carte, un carrefour où l’algorithme doit faire un choix.
• Boucle : Une instruction pour répéter une partie de l’algorithme, rendant le plan plus court et plus intelligent.

Comme on peut le constater, la programmation, ce n’est pas sorcier. La maîtrise de ces concepts est la première étape essentielle pour transformer ses idées en instructions qu’une machine peut comprendre et exécuter.