1 - Fabien Herbaut
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Activités : sur le thème du codage Ce type d’activité est une étape préliminaire quasi-obligatoire dans la mesure où le choix du codage (et par là même du décodage) est la première problématique à résoudre pour pouvoir transmettre de l’information à un disque dur. Toutefois, il n’est pas nécessaire d’accorder une activité uniquement sur ce sujet. Le choix de codage peut être introduit en même temps que le chiffrement choisi. Problématique : Transmission de données via un ordinateur. Objectifs : sensibilisation à l’outil informatique. Connaissances mise en œuvre : dénombrement, écriture binaire. I. Activité I : Dénombrement et écriture en base 2. Pour fonctionner, un ordinateur n’utilise que des 0 et des 1. Dans ce contexte, une variable pouvant prendre uniquement les valeurs 0 ou 1 s’appelle un bit. Ce terme de vocabulaire provient des mots anglais « Binary Digit » signifiant « Chiffre Binaire ». Une suite de huit bits est appelé un octet. Les informations sont transmises octet par octet. Pour simplifier l’utilisation d’un ordinateur, il a alors fallu trouver des solutions pour coder les lettres de l’alphabet (ainsi que les autres caractères : ponctuation, chiffres, caractères spéciaux, …), de telle sorte qu’en tapant sur la touche « A » du clavier, l’information « A » soit transmise au disque dur. Des organismes internationaux ont déterminé des codes standards : - le code ASCII « American Standard Code for Interchange Information » code les caractères sur un octet dont le dernier bit est 0. - les codes UTF8, UTF16 et UTF32 codent les caractères respectivement sur 8, 16 et 32 bits. 1. 2. 3. 4. 5. Combien dénombre-t-on d’octets différents ? Combien de caractères pouvons-nous coder sur un octet ? Combien de caractères peuvent être coder avec le code ASCII ? Combien de caractères peuvent être coder en UTF8, UTF16, UTF32 ? Quel avantage a-t-on à utiliser 16 bits au lieu de 8 ? Quel en est l’inconvénient majeur ? Afin de nous simplifier la compréhension du codage nous pouvons utiliser une numérotation décimale, qui nous est bien plus naturelle. Pour cela, on effectue une correspondance : L’octet 00000000 s’écrit 0 en écriture décimale. De même 00000001 correspond à 1, ensuite 00000010 correspond à 2, puis 00000011 à 3, 00000100 à 4… 1. 2. 3. 4. 5. Quel octet correspond à 14 ? Quel nombre décimal correspond à l’octet 00010011 ? Quel est le plus grand entier représenté par un octet ? Soit 𝑛 un entier positif, conjecturer l’écriture de 2𝑛 par une suite de bits. Démontrer cette conjecture par récurrence. ( ?) Problématique : Transmission de données via un ordinateur. Objectifs : sensibilisation à l’outil informatique. Connaissances mise en œuvre : tableur excel, algorithmique, Boucle « For », listes et chaine de caractères II. Activité 2 : Découverte du code ASCII Pour découvrir le code ASCII, vous pouvez : - trouver la correspondance sur internet (avec wikipedia par exemple) - utiliser certains logiciels qui permettent de connaitre le code ASCII d’un caractère en écriture décimale. I. C’est le cas du tableur Excel : La fonction CODE(x) prend en entrée un caractère x et renvoie son code ASCII. La fonction CAR(x) prend en entrée un nombre entier x et renvoie le caractère correspond en code ASCII. Vous pourrez ainsi répondre à ces questions : 1. Par quels entiers sont codées les majuscules de l’alphabet latin ? 2. Quel est le code ASCII de la touche SPACE ? 3. Que donne le code des premiers entiers ? 4. Par la suite, le code ASCII a été étendu en utilisant la totalité des bits de l’octet. Quels types de caractère ont été ajoutés ? II. C’est également le cas d’AlgoBox : La fonction 𝐶ℎ𝑎𝑖𝑛𝑒.charCodeAt(𝑖) renvoie le code ASCII (décimal) du 𝑖 𝑖è𝑚𝑒 caractère de la chaine de caractères 𝐶ℎ𝑎𝑖𝑛𝑒. La fonction String.fromCharCode(𝑛) prend en entrée un entier 𝑛 et renvoie le caractère correspondant en code ASCII. C’est l’occasion d’utiliser : - les listes et les chaînes de caractères (et les procédures associées comme Chaine.length qui donne la longueur d’une chaine de caractères) - les boucles « Pour … allant de …. à … », appelées plus généralement « boucle For » Le but est de créer : -un algorithme prenant en entrée une chaine de caractères et renvoyant son code ASCII. - un algorithme prenant en entrée une liste d’entiers et le traduisant en chaîne de caractères. 1. « Déclarer une variable » de type Chaine. On l’appellera Texte. « Déclarer une variable » de type Liste. On l’appellera Code. 2. On commence par tester la saisie et l’affichage de chaine de caractères. Pour cela : - ajouter l’instruction « Lire Variable Texte » - puis ajouter l’instruction « Afficher Variable Texte » Tester l’algorithme obtenu. 3. Testons maintenant la procédure Chaine.length. Pour cela : - « Déclarer une variable » de type nombre. On la notera 𝑛. - utiliser l’instruction « affecter valeur à variable » et la procédure Chaine.length pour que la variable 𝑛 représente le nombre de caractères de la chaine Texte. - ajouter l’instruction « Afficher Variable 𝑛 » Tester l’algorithme obtenu. 4. Testons maintenant la procédure Chaine.charCodeAt(rang) Pour cela : - utiliser l’instruction « affecter valeur à variable » pour affecter au premier terme de la liste Code le code ASCII du premier terme de la chaine de caractère Texte. Attention : le rang du premier terme d’une liste est 1 alors que le rang du premier terme d’une chaine est 0. On affecte donc à la variable Code[1] la valeur Texte.charCodeAt(0). - afficher la variable Code[1] Tester l’algorithme obtenu et vérifier qu’il renvoie bien le code ASCII du premier caractère de la chaine Texte. 5. Construisons maintenant une boucle « Pour… de… à » afin d’effectuer plusieurs fois le même type d’instruction. Pour cela : - « Déclarer une variable » de type nombre. On la notera 𝑖. - ajouter une boucle « Pour … de … à » : Pour 𝑖 allant de 1 à 3 : les instructions figurant à l’intérieur de la boucle seront alors effectuées trois fois. La première fois, la variable 𝑖 vaudra 1, la deuxième fois elle vaudra 2 et la troisième fois elle vaudra 3. - ajouter les deux instructions de l’étape précédente à l’intérieur de la boucle. Tester l’algorithme obtenu. Que renvoie-t-il ? 6. Conserver l’algorithme précédent et ajouter une troisième instruction dans la boucle : - « Afficher message » « . » (le message à affiché est un point). Tester l’algorithme obtenu. Que renvoie-t-il ? Quel est l’intérêt de cette nouvelle instruction ? 7. Conserver l’algorithme précédent et remplacer dans les instructions de la boucle : - le rang 1 par le rang 𝑖. - le rang 0 par le rang 𝑖 − 1. Tester l’algorithme obtenu. Que renvoie-t-il ? 8. Conserver l’algorithme précédent et remplacer dans la boucle la valeur 3 par la variable 𝑛 représentant la longueur de la chaine Texte. Tester l’algorithme obtenu. Que renvoie-t-il ? 9. Une fois l’algorithme souhaité construit, ajouter un message de bienvenue à l’utilisateur, lui indiquant le but du programme et la marche à suivre. Vous pouvez suivre le même type de démarche pour créer le second algorithme qui effectue la démarche inverse : il renvoie une chaine de caractère à partir d’une liste de nombre.
