Cahier de textes - Informatique pour tous 2018/2019 - Geoffrey Boutard
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PCSI Lycée Gay-Lussac
Cahier de textes – Informatique pour tous – 2018/2019
Mercredi 05 septembre 2018
Chapitre 1 : Éléments d’architecture des ordinateurs (05/09 - 12/09)
Introduction
10ème problème de Hilbert.
Calculabilité (Church et Turing)
Architecture matérielle
. Qu’est-ce qu’un ordinateur ?
Définition : ordinateur.
Acquisition, stockage, transformation et restitution de l’information.
. Modèle de Von Neumann
Périphériques d’entrée, périphériques de sortie et périphériques d’entrée/sortie
Canaux de communication (BUS).
Processeur
Carte mère
Mercredi 12 septembre 2018
. La mémoire
Registres.
Mémoire vive.
Mémoire cache.
Mémoire de masse.
Mémoire morte.
Architecture logicielle
BIOS/UEFI.
Chargeur d’amorçage.
Systèmes d’exploitation.
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Mercredi 19 septembre 2018
Chapitre 2 : Représentation des nombres en mémoire (19/09 -
10/10)
Principe de représentation des entiers
. Cas des entiers naturels
Représentation en base b ∈ N \ {0, 1}.
Utilisation de la division euclidienne successive par 2 pour obtenir l’écriture en base 2 d’un
entier naturel.
Addition en binaire.
Définition : bit et octet
Avec n bits, on peut coder les entiers entre 0 et 2n − 1.
Problème de dépassement de capacité.
Mercredi 26 septembre 2018
. Cas des entiers négatifs : la méthode du complément à 2
Méthode du complément à 2.
Avec n bits, par la méthode du complément à 2, on peut coder les entiers entre −2n−1 et 2n−1 −1.
Principe de représentation des réels
. Nombres dyadiques
Définition : nombre dyadique (nombre à virgule en base 2).
Mercredi 3 octobre 2018
Écriture normalisée.
. Représentation des nombres réels normalisés sur 64 bits
Norme IEEE754 (1985, complétée en 2008).
Nombres à virgule flottante (nombres flottants).
(HP) Représentation de 0, +∞ et −∞.
Mercredi 10 octobre 2018
. Conséquence de la représentation des nombres : instabilité numérique
Dépassement de capacité.
Comparaison de flottants.
Perte de l’associativité.
Addition de deux nombres d’ordre de grandeur trop élevé.
Soustraction de deux nombres trop proches.
Erreur absolue, erreur relative.
. Système hexadécimal
Définition.
Conversion base 2 - base 16.
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Mercredi 17 octobre 2018
Chapitre 3 : Types et variables (17/10 - 07/11)
Types simples et expressions
. Expressions
Une expression est une suite de caractères définissant, après évaluation par la machine, une
valeur.
En Python, les valeurs possèdent un type : int, float, bool, str, list, function,...
. Types simples : entiers int.
Les entiers sont non bornés.
Opérations sur les entiers.
Ordre de priorité des opérateurs. Cas particulier de l’exponentiation. Utilisation des parenthèses
pour changer les priorités
Changement de bases (bin, oct, hex).
. Types simples : flottants float.
Les flottants sont représentés sur 32 ou 64 bits.
Opérations sur les flottants.
Ordre de priorité des opérateurs. Cas particulier de l’exponentiation. Utilisation des parenthèses
pour changer les priorités.
Conversion entier/flottant : int et float
. Types simples : booléens bool.
Il y en a deux : True et False.
Opérations sur les booléens.
Ordre de priorité des opérateurs. Utilisation des parenthèses pour changer les priorités
Les booléens sont le résultat de la comparaison d’autres types (opérateurs de comparaison).
Les opérateurs and et or sont paresseux.
Vacances : 20 octobre au 4 novembre 2018
Mercredi 7 novembre 2018
Variables
Définition.
Affectation et déclaration (=, +=, -=,...)
Types composés
. Chaînes de caractères str
Utilisation : représenter des textes.
Définition.
Délimitée par des guillemets ou des apostrophes.
Chaîne vide.
Opérations sur les chaînes de caractères : accès à un caractère, concaténation, longueur, extrac-
tion, test d’appartenance.
Conversion "type simple → chaîne de caractère" : fonction str.
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Conversion "chaîne de caractères → type simple" : fonction int/float/bool.
Les chaînes de caractères sont immuables.
. Tuples tuple
Définition : suite finie d’expressions placées entre parenthèses et séparées par des virgules.
Opérations sur les tuples : accès aux composantes, concaténation, déconstruction, longueur, test
d’appartenance.
Les tuples sont immuables.
. Listes list
Définition : suite finie d’expressions placées entre crochets et séparées par des virgules.
Les listes sont dynamiques.
Listes définies par compréhension
Opérations sur les listes : accès aux composantes, longueur, ajout d’un élément, suppression
d’un élément, concaténation, extraction, test d’appartenance, répétition d’une liste.
. Itérables
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Mercredi 14 novembre 2018
Chapitre 4 : Algorithmiques (14/11 - 05/12)
. Notion d’algorithme
Définition : algorithme.
Définition : instruction.
Écriture d’un algorithme en pseudo-code.
. Différentes instructions
Instruction conditionnelle : présentation en pseudo-code et en Python.
Exemple : valeur absolue.
Boucle inconditionnelle : présentation en pseudo-code et en Python.
Exemple : maximum des éléments d’une liste.
Boucle conditionnelle : présentation en pseudo-code et en Python.
Exemple : écriture binaire d’un entier naturel.
Mercredi 21 novembre 2018
Exemples d’algorithmes
Mercredi 28 novembre 2018
Devoir surveillé 1 : Écriture binaire, méthode du complément à 2, types et variables.
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Mercredi 12 décembre 2018
Chapitre 5 : Étude d’un algorithme – Terminaison & correction
(12/12 - 16/01)
. Terminaison
Variants de boucle
Cas d’une instruction conditionnelle
Cas d’une boucle inconditionnelle
Cas d’une boucle conditionnelle
Exemple : somme des éléments d’une liste
. Correction
Invariants de boucle
Cas d’une instruction conditionnelle
Cas d’une boucle inconditionnelle
Cas d’une boucle conditionnelle
Exemple : somme des éléments d’une liste
Mercredi 19 décembre 2018
Calcul de puissance : terminaison et correction.
Vacances : 22 décembre 2018 au 6 janvier 2019
Mercredi 9 janvier 2019
Suite numérique récurrente d’ordre 1 : terminaison et correction.
Division euclidienne : terminaison et correction.
Division euclidienne, version binaire : terminaison et correction.
Mercredi 16 janvier 2019
Recherche dans une liste : terminaison et correction.
Recherche dans une liste triée, méthode de dichotomie : terminaison et correction.
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Mercredi 23 janvier 2019
Chapitre 6 : Étude d’un algorithme – Complexité (23/01 - 13/02)
Définition de la complexité : complexité temporelle et complexité spatiale.
Instructions élémentaires.
Calcul de complexité dans le cas d’une boucle inconditionnelle.
Calcul de complexité dans le cas d’une boucle conditionnelle.
Complexité dans le meilleur cas, dans le pire cas et dans le cas moyen.
Notation O(...).
Complexités usuelles.
Mercredi 30 janvier 2019
Complexité : recherche linéaire et recherche dichotomique.
Nombre de chiffre dans l’écriture en bas b d’un nombre.
Mercredi 6 février 2019
Présentation du module NumPy
Mercredi 13 février 2019
Recherche de motif dans une liste (terminaison, correction, complexité).
Présentation du DM (stéganographie)
Vacances : 18 février 2019 au 3 mars 2019
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Chapitre 7 : Méthodes numériques (06/03 - 10/04)
Résolutions numériques de l’équation f (x) = 0 : méthode de dichotomie, méthode de Newton et de
la sécante .
Algorithme de Gauss-Jordan : matrices inversibles .
Algorithme de Gauss-Jordan : applications
Méthodes d’intégration numérique
Méthode d’Euler explicite
Vacances : 15 au 28 avril 2018
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Chapitre 8 : Initiation aux bases de données (01/05 - 22/05)
Motivation
Vocabulaire des bases de données
Algèbre relationnelle
Structured Query Language (SQL)
Fonctions d’agrégation
Page 9/10Lycée Gay-Lussac PCSI Chapitre 9 : Manipulation de fichiers (29/05 - 05/06) Répertoire courant Lecture Écriture Page 10/10
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