Programmer un système : cours de technologie 4e

Quand tu appuies sur un bouton et qu'une lumière s'allume, quand une alarme se déclenche à l'ouverture d'une porte, quand un petit robot avance puis tourne, un programme est en train de s'exécuter. Quelqu'un a écrit à l'avance, dans un langage compris par la machine, ce qu'elle doit faire et à quel moment.

En technologie, tu ne programmes pas pour le plaisir de programmer : tu programmes pour commander un objet ou un système technique qui répond à un besoin. Le programme est une pièce de l'objet, au même titre que la batterie ou le capteur.

Dans ce cours, tu vas voir ce qu'est un système programmable, comment il reçoit des informations, quels éléments composent un programme, puis comment mener une démarche complète : comprendre, décomposer, écrire, tester, corriger.

Avant de programmer un objet, regarde d'abord comment il marche. En technologie, on découvre l'informatique à travers des objets et systèmes techniques bien réels. Cette démarche montre qu'un système recueille des informations, les traite, puis les transmet pour satisfaire un besoin.³

Prends une alarme de maison. Un détecteur repère l'ouverture d'une porte : c'est l'information qui entre. Une carte électronique compare cette information à ce qui est prévu : c'est le traitement. Une sirène retentit ou un message s'affiche : c'est la communication vers l'extérieur.

Le programme se trouve au milieu. C'est lui qui décide, à partir de ce que le capteur mesure, ce que le système doit faire.

Les composants que tu rencontres souvent dans les activités de collège sont les suivants :

• le capteur : il recueille une information (un contact tactile, une présence, une mesure) ;
• la carte électronique programmable ou le microcontrôleur : elle exécute le programme ;
• les composants qui réagissent : LED, moteur, sirène, afficheur ;
• l'interface homme-machine : ce qui permet à l'utilisateur de dialoguer avec le système (bouton, écran tactile, voyant).

Les élèves sont d'ailleurs invités à relier capteurs, microcontrôleurs, programmes et interfaces homme-machine en s'appuyant sur l'expérimentation, la mesure et l'analyse.³

Un capteur ne « comprend » rien : il fournit une valeur. Pour écrire un bon programme, tu dois savoir lire cette valeur. En classe, on étudie ce que renvoie un capteur : sa nature (type, unité, seuil) et son sens, pour décrire comment le système se comporte.³

Prenons ces trois mots un par un.

Que le programme soit écrit avec des blocs colorés ou avec du texte, il utilise les mêmes briques. Le programme de technologie en cite quatre : l'événement, les séquences d'instructions, les boucles et les instructions conditionnelles.¹ Chacune répond à une question différente.

Un programme ne s'écrit presque jamais d'un seul jet. On suit une démarche en deux temps, indiquée par le programme du cycle 4. Premier temps : étudier ce que le système réel doit faire, puis découper le problème en parties plus petites pour organiser le programme qui le commande.⁴ Second temps : rédiger le programme, le mettre au point en testant et en corrigeant, l'exécuter sur le système, puis contrôler que le comportement correspond à ce qui était attendu.⁴

En classe, on programme souvent avec un logiciel par blocs. Parmi les exemples cités dans des activités de collège, on trouve mBlock ou Vittascience, qui servent à programmer des systèmes comme micro:bit, Groomy ou Orion.⁴ Tu assembles des blocs qui s'emboîtent, ce qui évite les fautes de frappe et laisse la place à la logique.

Un système programmable du laboratoire peut aussi être relié au réseau du collège et identifié par une adresse IP.⁴ Tu reverras ces notions dans le chapitre sur les réseaux.

Pourquoi en parler ici ? Parce que ton programme ne travaille pas seul. Sur un ordinateur ou un téléphone, c'est le système d'exploitation qui lance les programmes, gère la mémoire, les fichiers et les périphériques, et qui prévient quand une erreur survient.⁶ Il peut par exemple arrêter le programme fautif ou signaler le problème à l'utilisateur.⁶

Pour piloter un composant, le système s'appuie sur un pilote : un logiciel qui exploite les possibilités d'un contrôleur et rend ses services utilisables par les autres programmes.⁶ Sur une petite carte programmable, la logique est la même, avec moins de services.

Reprenons l'activité des boîtiers lumineux. Dans cette séquence, les élèves créent leur propre système à l'aide de cartes programmables : une première carte envoie les ordres à distance à deux autres, qui s'allument, et l'utilisateur doit vite réagir pour éteindre l'affichage.³ Les élèves imaginent un algorithme, programment les cartes, puis éprouvent leur solution au fil de plusieurs défis.³

Voyons comment on peut raisonner, avec nos propres mots.