Cette section présente, illustre et fait travailler la notion d'algorithme, qui est centrale en informatique, mais aussi dans la vie de tous les jours!

En effet, un algorithme n'est rien de plus qu'une suite d'instructions à exécuter automatiquement pour résoudre un problème ou pour obtenir un résultat. Il n'est pas nécessaire de réfléchir au problème posé, à l'objectif à atteindre pour exécuter un algorithme, il suffit de suivre les instructions. C'est l'idée que l'on retrouve dans la recette de cuisine! A partir d'ingrédients, il suffit de suivre les instructions de la recette, à la lettre, pour obtenir un plat comme résultat.

Cependant, il faut bien réfléchir pour concevoir un algorithme. C'est le rôle de l'informaticien. On peut découper la résolution d'un problème par un algorithme en trois étapes:

• réfléchir sur le problème
• concevoir l'algorithme
• exécuter l'algorithme pour résoudre le problème

On peut aussi comparer des algorithmes qui ont le même but, pour trouver le plus efficace. C'est la complexité algorithmique.

Parcours pédagogique

Nous vous proposons un parcours qui concerne les algorithmes. Pour commencer, deux activités permettent de découvrir les concepts principaux de la programmation (les instructions, les boucles, les conditions). Après avoir imaginé soi-même un premier algorithme de tri, nous vous proposons d'autres activités qui vous permettre de découvrir d'autres algorithmes de tri (cette fois les algorithmes vous sont donnés et il faut les exécuter). Ayant eu l'occasion d'expérimenter différents algorithmes de tri, vous êtes ensuite invité à les comparer et à analyser leur complexité. Ces premiers algorithmes étaient séquentiels, c'est-à-dire qu'on en fait qu'une activité à la fois, l'activité "Réseaux de tri" vous permet le parallélisme (càd exécuter plusieurs choses en même temps) en exécutant un algorithme parallèle. Finalement, pour insister sur l'importance de la phase de réflexion, d'analyse du problème qui doit avoir lieu avant la conception de l'algorithme, nous vous proposons l'activité "Ajoutons et trions".

mise en contexte et motivations

Cette section présente, illustre et faire travailler la notion d'algorithme, qui est centrale en informatique, mais aussi dans la vie de tous les jours!

En effet, un algorithme n'est rien de plus qu'une suite d'instructions à exécuter automatiquement pour résoudre un problème ou pour obtenir un résultat. Il n'est pas nécessaire de réfléchir au problème posé, à l'objectif à atteindre pour exécuter un algorithme, il suffit de suivre les instructions. C'est l'idée que l'on retrouve dans la recette de cuisine! A partir d'ingrédients, il suffit de suivre les instructions de la recette, à la lettre, pour obtenir un plat comme résultat.

Mais quel est l'intérêt d'apprendre cela aux élèves? Les objectifs sont simples: structurer leur pensée et leur apprendre à suivre et respecter des instructions données. De plus, cela leur montre que l'on peut obtenir le résultat attendu, sans réfléchir, en appliquant ce que l'on dit de faire. Mais qu'alors, toute la réflexion sur le problème posé a dû être réalisée préalablement lors de la conception de l'algorithme qui définit de manière précise toutes les instructions à suivre. C'est ce que l'on fait en informatique. L'ordinateur ne réfléchit pas, il suit les instructions qu'on lui donne. C'est l'informaticien, l'être humain, qui a réfléchi au préalable pour mettre au point une méthode, un algorithme que l'ordinateur pourra suivre. Bien réfléchir, structurer sa pensée, c'est le propre de l'homme, il est important de s'y entrainer. La machine, l'ordinateur lui peut faire très rapidement beaucoup d'opérations, plus vite que l'être humain. En combinant la capacité de réflexion de l'homme et la rapidité de la machine, on peut résoudre des problèmes très compliqués.

Le principal exemple utilisé dans cette partie concerne les algorithmes de tri. Le problème à résoudre ici est de trier des objets par taille, des livres par ordre alphabétique, des nombres par ordre croissant, ... Si l'on veut trier, il est facile de le faire, de manière intuitive, avec un petit nombre d'éléments, mais il est beaucoup plus difficile de le faire pour un très grand nombre d'éléments! C'est pourquoi on introduit les algorithmes de tri. En suivant leurs instructions, sans réfléchir, les éléments seront triés plus rapidement que si on l'avait fait sans méthode précise. La problématique du tri est intéressante car elle est simple à comprendre, plusieurs algorithmes ont été développés, ils sont faciles à mettre en oeuvre, certains sont plus efficaces que d'autres (on peut donc aborder cette thématique avec les élèves).

L'essence de l'exercice

L'idée des exercices liés aux algorithmes est de faire comprendre aux élèves que l'on peut utiliser une approche systématique pour résoudre des problèmes ou obtenir un résultat. On peut faire découvrir cela à travers les différentes étapes permettant la résolution d'un problème à l'aide d'un algorithme, à savoir la réflexion, la conception et l'exécution:

• réflexion: Réfléchir sur un problème pour déterminer la meilleure manière de le résoudre.
• conception: A partir du moment où la méthode de résolution a été choisie, les élèves doivent donner la suite d'instructions qui va permettre résoudre le problème. C'est le cas des activités "Cherchons comment trier" et "Cherchons le trésor".
• exécution: A partir d'un algorithme (suite d'instructions) donné, montrer aux élèves que l'on peut obtenir le résultat attendu en ne faisant rien de plus que suivre les instructions données par l'algorithme. C'est le cas des activités "tri à bulles", "tri par insertion" et "réseau de tri".

L'activité "réseaux de tri" est un peu différente des autres car elle introduit la notion de parallélisme: l'algorithme prévoit que l'on fasse plusieurs choses en même temps. Pour cela évidemment, il faut avoir plusieurs ordinateurs ou plusieurs processeurs dans un même ordinateur.

Finalement, il est possible d'introduire la notion de complexité algorithmique. On peut trouver plusieurs algorithmes pour résoudre un problème, mais ces algorithmes n'ont pas toujours la même efficacité. C'est l'objet de l'activité "rechercher le nombre".