Le programme de Numérique et Sciences Informatiques en Première.

Bit et octet, écriture positionnelle dans une base b ⩾ 2, conversions entre binaire, décimal et hexadécimal, nombre de bits nécessaires, addition binaire et dépassement de capacité, fonctions de conversion en Python.

• Bit, octet, écriture positionnelle
• Conversions binaire, décimal, hexadécimal
• Nombre de bits et plage sur n bits
• Fonctions de conversion en Python

Représentation d'un entier relatif sur n bits par le complément à deux, plage de valeurs, addition et débordement. Représentation approximative des réels par les nombres flottants, signe, exposant et mantisse, limites de précision et comparaisons.

• Complément à deux sur n bits
• Plage des relatifs et débordement
• Signe, exposant, mantisse
• Précision et comparaison des flottants

Valeurs booléennes 0 et 1, opérateurs and, or, not et xor, tables de vérité, expressions booléennes et leur évaluation, caractère séquentiel des opérateurs de Python, lien avec les conditions des programmes.

• Opérateurs and, or, not, xor
• Tables de vérité
• Évaluation d'une expression booléenne
• Évaluation séquentielle en Python

Codage des caractères par des entiers, table ASCII et ses limites, extensions ISO-8859-1, standard Unicode et encodage UTF-8 à longueur variable, fonctions ord et chr, problèmes d'affichage liés à un mauvais décodage.

• Table ASCII et codes des caractères
• ISO-8859-1 et caractères accentués
• Unicode et UTF-8
• ord, chr et erreurs de décodage

p-uplets et immuabilité, tableaux indexés à une et deux dimensions, accès par indice, parcours par indice et par élément, tableaux donnés en compréhension, effets de la mutabilité et copies.

• p-uplets et immuabilité
• Tableaux indexés et parcours
• Tableaux en compréhension
• Tableaux à deux dimensions

Dictionnaires par clés et valeurs, création, accès, ajout, suppression et parcours, p-uplets nommés représentés par des dictionnaires, choix entre tableau et dictionnaire selon l'usage.

• Clés, valeurs, accès et modification
• Parcours d'un dictionnaire
• p-uplets nommés
• Tableau ou dictionnaire : choisir

Représentation d'une table par un tableau de dictionnaires ou de p-uplets, lecture d'un fichier CSV, descripteurs et types des valeurs, indexation, recherche d'une ligne, sélection selon un critère, tests de cohérence.

• Table, descripteurs, enregistrements
• Lecture d'un fichier CSV
• Recherche et sélection dans une table
• Types des valeurs et cohérence

Tri d'une table selon une ou plusieurs colonnes avec sorted et une fonction clé, ordre croissant et décroissant, fusion de deux tables partageant un descripteur, doublons et données manquantes.

• Tri avec une fonction clé
• Tri selon plusieurs critères
• Fusion sur un descripteur commun
• Doublons et valeurs manquantes

Structure d'une page en HTML, mise en forme par CSS, modalités de l'interaction entre l'homme et la machine, notion d'événement, gestion d'un clic ou d'une saisie par une fonction JavaScript côté client.

• Structure HTML et rôle du CSS
• Événements et écouteurs
• Fonction JavaScript déclenchée par un événement
• Ce qui s'exécute côté client

Dialogue client-serveur, requêtes HTTP et réponses du serveur, méthodes GET et POST, formulaire d'une page Web et transmission de ses données, ce qui s'exécute côté client et côté serveur.

• Requête HTTP et réponse du serveur
• Méthodes GET et POST
• Formulaire et transmission des données
• Côté client, côté serveur

Modèle d'architecture séquentielle : mémoire, unité de commande, unité arithmétique et logique, entrées-sorties, cycle d'exécution d'une instruction, jeu d'instructions et programme en langage machine, notion de registre.

• Les quatre composants du modèle
• Cycle d'exécution d'une instruction
• Registres et langage machine
• Du programme Python à l'instruction machine

Transmission de données par paquets, adressage IP, rôle des protocoles TCP et IP, principe des couches, acquittements et retransmission, notion de routage, observation d'un réseau simple.

• Paquets et adressage IP
• Rôles respectifs de TCP et d'IP
• Acquittement et retransmission
• Couches et routage

Rôle d'un système d'exploitation, systèmes libres et propriétaires, gestion des fichiers et arborescence, commandes de base d'un shell, droits d'accès, périphériques d'entrée et de sortie, interface homme-machine.

• Rôle du système d'exploitation
• Arborescence et commandes du shell
• Droits d'accès aux fichiers
• Périphériques et interface homme-machine

Affectation, séquence, conditionnelle, boucles bornées et non bornées, fonctions et appels, portée des variables, unité des constructions d'un langage à l'autre et diversité des syntaxes.

• Affectation, séquence, conditionnelle
• Boucles for et while
• Fonctions, paramètres, portée
• Un même algorithme dans plusieurs langages

Spécification d'une fonction par sa documentation, préconditions et postconditions, assertions, jeux de tests, mise au point d'un programme, typologie des bugs et lecture des messages d'erreur.

• Docstring, préconditions, postconditions
• Assertions
• Jeux de tests et cas limites
• Lire un message d'erreur

Parcours séquentiel d'un tableau pour rechercher une occurrence, un maximum, une moyenne, coût linéaire, recherche dichotomique dans un tableau trié, terminaison par un variant, coût logarithmique, comparaison des deux recherches.

• Recherche, maximum, moyenne par parcours
• Coût linéaire
• Recherche dichotomique et variant
• Coût logarithmique

Tri par sélection et tri par insertion écrits en Python, invariant de boucle, preuve de correction, terminaison, coût quadratique, comparaison des deux tris sur des exemples déroulés.

• Tri par sélection
• Tri par insertion
• Invariant de boucle et correction
• Coût quadratique

Problèmes d'optimisation, stratégie gloutonne et choix local, rendu de monnaie et problème du sac à dos, cas où le glouton donne l'optimum et contre-exemples où il échoue.

• Problème d'optimisation et choix local
• Rendu de monnaie
• Sac à dos
• Quand le glouton n'est pas optimal

Classification d'une donnée à partir d'exemples étiquetés, distance entre deux données, choix des k voisins les plus proches et vote majoritaire, influence du choix de k, notion d'apprentissage supervisé.

• Données étiquetées et distance
• Choix des k voisins et vote
• Influence de k
• Coût de l'algorithme

Les principaux événements de l'histoire de l'informatique et leurs protagonistes : machines à calculer, machine de Turing, architecture de von Neumann, transistor et microprocesseur, langages de programmation, Internet et Web. Rubrique transversale, abordée au fil de l'année.

• Du calcul mécanique au programme
• Turing et von Neumann
• Transistor, circuit intégré, microprocesseur
• Naissance d'Internet et du Web