Volet théorique

Lecture: Une hiérarchie des paradigmes de programmation

Depuis le début de la session, nous avons vu que les technologies numériques sont au coeur d'échanges humains de toutes sortes: échanges de biens (comptabilité), échanges transactionnels (finances), échanges culturels (transmission et transcription des cultures), échanges de codes secrets (cryptographie) ainsi qu'échanges de tirs et de missiles. Les technologies et l'humanité sont en co-évolution depuis que les doigts de nos mains nous servent à dénoter des nombres (d'où l'expression « digital »).

Lors de la séance du 17 octobre, nous avons vu que la 2ème guerre mondiale oblige des investissements importants en technologies numériques. Ces développements se font des deux côtés de l'Atlantique. Ceci reflète l'ordre des 4 C (« commande, contrôle, communication, « computers » que nous avons vu dans notre lecture de la troisième semaine. (Kittler, 2008, p. 41).

Entre les fins de la première et de la deuxième guerre mondiale, un changement important se produit. Les emplois des ordinateurs humains sont automatisés pour donner graduellement naissance à l'ordinateur (machine) que nous connaissons aujourd'hui.

Donc nous passons de ceci:

À cela:

Puis, en 1957, au «  premier ordinateur programmable à usage général construit avec des transistors. » , le TX-0 construit au MIT (source: Computer history museum ).

À travers la lecture du texte sur les paradigmes de programmation, il est possible de faire plusieurs constats:

• La notion de « programme stocké » connaît de nombreux développements, à multiples dimensions, impliquant plusieurs acteurs et actrices.
• Des progrès importants se font à partir des contributions d'Alan Turing et de John von Neumann.
• Le processus menant à la séparation entre mémoire et instructions est particulièrement redevable à von Neumann.

« Pendant la construction de l’ENIAC, un groupe de travail est mis en place pour réfléchir aux améliorations possibles et à la définition d’un nouveau projet, l’EDVAC (Electronic Discrete Variable Arithmetic Computer). Le mathématicien John von Neumann (1903-1957), l’un des esprits les plus brillants et les plus universels du xxe siècle, participe à ces réunions. Tirant les enseignements de l’expérience ENIAC, notamment du goulet d’étranglement que constituent la programmation et le stockage des données externe pour une machine électronique, il réfléchit en termes de structure logique de la machine. Il reprend des idées déjà exprimées par Eckert et Mauchly, en les formalisant, et les rapproche du concept de machine universelle évoqué dans l’article d’Alan Turing de 1937, que von Neumann avait lu.

Le document qu’il rédige décrit une machine entièrement nouvelle par sa conception fondamentale. Les principaux organes correspondent à des fonctions clairement définies — processeur, mémoire, dispositif d’entrées/sorties — ouvrant sur un concept absolument inédit : le programme enregistré. L’idée de stocker les données et les instructions sous forme d’impulsions électriques, à l’intérieur même de la machine qui pourra les consulter à l’instant et à la vitesse qui lui conviennent, définit d’un seul coup une structure logique adaptée à la nouvelle technologie électronique, là où des techniciens plus immergés dans les problèmes de détail auraient mis des années à élaborer la solution. La notion de programme enregistré rompt radicalement avec la lignée des calculateurs à programme externe tels les Z3, Mark I ou ENIAC. Cette architecture, appelée depuis « architecture de von Neumann », caractérise ce que nous appelons l’ordinateur.

Intitulé First Draft of a report on the EDVAC, ce rapport largement diffusé va inspirer le développement des premiers projets d’ordinateurs dans le monde entier. Von Neumann participera personnellement à la conception de plusieurs ordinateurs dont celui de l’IAS, (Institute for Advanced Study) à Princeton, qui sera largement copié. » (Lazard et Mounier-Kuhn, 2016, p. 102)

source: Lazard, E. et Mounier-Kuhn, P. (2016). Histoire Illustrée de L’informatique: Préface de Gérard Berry, Professeur Au Collège de France. EDP Sciences, p. 102

L'architecture d'un ordinateur

Chris-martin, Aeroid, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Lecture: Cybernétique et théorie de l'information

À vous maintenant de prendre vos notes de recherche sur le texte de la semaine 06.

Pour répondre aux questions dans ce fichier html, ouvrez-le dans Visual Studio Code et faites la recherche de la classe CSS suivante: question-a-repondre

Explorez les termes que vous ne connaissez pas en faisant des requêtes telles que:

« Qu'est-ce que la cybernétique » :

La cybernétique se présente donc comme la pensée d’un monde fermé sur sa propre autoproduction. La cybernétique désigne aussi la science qui étudie les mécanismes de communication et de contrôle dans les machines et chez les êtres vivants. A mon avis, la cybernétique nous présente le rapport existant ente l'homme et la machine source

Quelle est la relation entre le béhaviorisme et la cybernétique ? »

La relation entre les deux concepts est que ils sont de supercalculateur, désireuse d’automatiser et d’optimiser le tir des canons antiaériens, car l’armée avait besoin non seulement de solutions concrètes c’est-à-dire de machines opérationnelles et efficaces, mais aussi et surtout, de connaissances sur l’interface homme-machine, ce que la cybernétique lui a amplement fourni grâce aux notions (information, communication et contrôle) et aux concepts (logique binaire) réservés à l’homme et à la machine. Source: Robichaud, L. (2013)p59

Ces théories datent d'un certain temps...qu'en est-il aujourd'hui ? « Les prédictions de la cybernétique sont-elles en train de se réaliser ? »

La cybernétique,qui est un mouvement scientifique né dans les années 1950 qui posait entre autres la question de la capacité des robots à surpasser l’homme, connaît un regain d’intérêt. Peut-être parce que ses prédictions sont en train de se réaliser, avec le déploiement de nouveaux objets comme la voiture autonome par exemple. Alors, avec ce texte de Mathieu Tricot, nous pouvons dire que les prédictions de la cybernétique sont entrain de se réaliser. Source

Volet pratique

Les fondamentaux de la programmation sur scratch

Scratch est un langage de programmation visuelle qui permet de créer des jeux, des pièces musicales audio-vidéo, des séquences animées, des histoires et des expériences interactives.

Scratch est développé par une équipe du MIT depuis 2007. Le jeu est utilisé par des millions d'élèves, ce à travers 196 pays. Il est aussi disponible près de 70 langues (Scratch Foundation, « Our Story »).

Quelques définitions utiles

Ordinateur

«  Un ordinateur est un dispositif polyvalent qui se comporte en fonction des ensembles d'instructions et de données qui lui sont fournis. Les ordinateurs exécutent des instructions pour traiter des données. Chaque ordinateur est doté d'une unité centrale de traitement (UC). Les UC modernes sont constituées d'une seule puce microprocesseur. »

source: Object-Oriented Programming in Python, (Université de Cape Town, 2014, traduction DeepL).

Programme

Un programme est essentiellement une séquence d'instructions (commandes) données à un ordinateur.

Dans leur livre «  How to think like a computer scientist », Wentworth et al. nous donnent les éléments communs à tous les langages de programmation :

• « Input: Obtenez des données à partir du clavier, d'un fichier ou d'un autre appareil.
• Output: Affichez des données à l'écran ou envoyez des données vers un fichier ou un autre appareil.
• Math: Effectuez des opérations mathématiques de base comme l'addition et la multiplication.
• Exécution conditionnelle: Vérifiez certaines conditions et exécutez la séquence d'instructions appropriée.
• Répétition: Effectuez une action à plusieurs reprises, généralement avec quelques variations. » ( Wentworth et al., 2012 , traduction automatique)

Ces mêmes éléments font aussi partie du coeur de la programmation sur Scratch.

Voici une vidéo qui explique plus en détails la logique guidant la programmation visuelle sur Scratch:

Exercices

Théorie:

Faites une recherche sur les différents types de langage de programmation et listez-en trois ci-dessous à l'aide d'une liste HTML (avec balises appropriées). N'oubliez pas de fournir le lien vers vos sources et de bien les citer.

1. Un langage de programmation est une notation conventionnelle destinée à formuler des algorithme

   
   
2. Le language SQL (Structured Query Language) est un langage fondé sur les paradigmes de programmation procédurale et structurée. Source


3. Le language Not Quite C « presque du C » en français) ou NQC (est un langage de programmation spécifique aux robots Lego Mindstorms RCX (1.0 et 2.0), CyberMaster, Scout, Swan et Spybotics1 fondé sur du texte. source


4. Le language FAUST (acronyme anglais de Functional AUdio STream) est un langage de programmation dédié purement fonctionnel, conçu pour les applications de traitement du signal audio sous différentes formes comme les bibliothèques logicielles, les plugins audio ou les logiciels. source

Pratique:

Créez un programme sur Scratch qui permet d'utiliser :

• Un environnement différent de l'environnement par défaut
• Au moins deux sprites.
• Au moins deux interactions de différentes sortes (exemple: jouer un son sur un clic, ou encore demander le nom de la ou du joueur.
• Utiliser au moins une variable, une condition, ainsi qu'une boucle .

L'anatomie d'un PC

Activité avec Roberto Da Costa dans une prochaine séance (à faire avec votre page de carnet sur les composants essentiels à un PC).

Références

Kittler, F. (2008). Code (or, How You Can Write Something Differently). Dans M. Fuller (dir.), Software studies: a lexicon (p. 40‑47). MIT Press.