La modélisation des OST

Chaîne d'énergie

Un objet technique doit être capable de manipuler de l'énergie pour fonctionner. En utilisant cette énergie, il peut réaliser une action.

Exemples d'actions

Se déplacer, déplacer un objet ou une personne, produire de la chaleur, découper un aliment.

La chaîne d'énergie d'un objet technique se décompose en 4 blocs, qu'on appelle des fonctions. Chaque fonction représente une opération nécessaire à l'objet technique pour manipuler de l'énergie. Ces opérations sont réalisées les unes après les autres. Chaque fonction est réalisée par un composant.

Les 4 fonctions

Fonction alimenter/stocker

La fonction alimenter sert à obtenir de l'énergie, à partir d'une source d'énergie (prise électrique, soleil avec un panneau solaire). L'énergie peut aussi être transportée grâce à une batterie (énergie électrique) ou un réservoir de carburant (énergie chimique). Dans ce cas, on va nommer cette fonction stocker au lieu d'alimenter.

Fonction distribuer

La fonction distribuer sert à contrôler l'énergie, pour envoyer plus ou moins d'énergie aux autres composants de la chaîne d'énergie. Le type de composant réalisant cette opération s'appelle un pré-actionneur.

Fonction convertir

La fonction convertir sert à changer la forme de l'énergie. Par exemple, l'objet technique peut transformer de l'électricité (énergie électrique) en mouvement de rotation (énergie mécanique) grâce à un moteur électrique, ou transformer de l'électricité en lumière (énergie rayonnante) grâce à une lampe.

Fonction transmettre

Enfin, la fonction transmettre sert à « déplacer » l'énergie d'un point à un autre, avec par exemple un système de poulies ou d'engrenages.

EN RÉSUMÉ

Chaîne d'information

Un objet technique intelligent doit être capable de manipuler de l'information. Cette capacité lui permet d'interagir avec son environnement et de répondre aux besoins des utilisateurs.

Exemples d'information

La position d'un obstacle, la température dans une pièce, une phrase prononcée par un humain.

La chaîne d'information d'un objet technique se décompose en 3 blocs, qu'on appelle des fonctions. Chaque fonction représente une opération nécessaire à l'objet technique pour manipuler de l'information. Ces opérations sont réalisées les unes après les autres. Chaque fonction est réalisée par un composant.

Les 3 fonctions

Fonction acquérir

La fonction acquérir sert à récupérer de l'information du milieu dans lequel il évolue, à l'aide de ses capteurs. Cette première étape permet à l'objet de percevoir son environnement.

Fonction traiter

La fonction traiter sert à « réfléchir »   effectuer des calculs, prendre des décisions, etc. Cette fonction est généralement réalisée par un processeur ou un microcontrôleur.

Fonction restituer

Enfin, la fonction restituer (aussi nommée communiquer) sert à communiquer. La communication peut se faire avec un autre objet technique, grâce à une puce de télécommunication (Wi-Fi ou Bluetooth par exemple). La communication peut aussi se faire avec un humain, par l'intermédiaire d'un dispositif de restitution, comme une LED (voyant lumineux), un haut-parleur (pour produire du son) ou un écran.

EN RÉSUMÉ

Principe

Un algorithme est une suite d'instructions, qui sont exécutées par un OST intelligent, comme un robot ou une application.

La structure d'un algorithme écrit en pseudo-code (aussi appelé langage naturel) est  :

Instructions de base

L'instruction d'écriture permet d'indiquer que l'OST utilise un de ses composants pour restituer une information ou pour réaliser une action. Elle se note Action composant ou Action valeur avec composant, avec  :

• Action l'action à réaliser (ex.  : Allumer, Éteindre, Faire tourner, etc.)  ;
• composant le composant qui recevra/effectuera l'action (ex  : led, moteur, pompe, écran, etc.)  ;
• valeur est une valeur, ou un état, qui sera transmis au composant pour le contrôler.

L'instruction de lecture permet d'indiquer que l'OST doit récupérer une information à l'aide d'un composant comme un capteur. Elle se note Lire variable avec composant, avec  :

• variable une variable dans laquelle la valeur lue sera stockée  ;
• composant le composant qui récupère la données (ex  : bouton, capteur de température, clavier, etc.)

L'instruction d'affectation sert à indiquer que l'OST doit stocker une information. Elle se note variable ← valeur ou variable ← expression avec  :

• variable le nom de la variable à laquelle on affecte une nouvelle valeur  ;
• valeur la nouvelle valeur  ;
• expression une expression mathématique dont le résultat sera donné à la variable.

Structures conditionnelles

La structure conditionnelle se note  :

avec condition un test logique permettant de comparer deux valeurs et/ou variables.

Elle peut être complétée avec un Sinon  :

Enfin, on peut aussi lui ajouter un SinonSi  :

Structures itératives

La boucle tant que… se note  :

La boucle pour… se note  :

Sous-programme / Fonction

Description

Un sous-programme, aussi appelé fonction, est un petit programme décrit par son propre algorithme  :

Un sous-programme est caractérisé par  :

• un nom  ;
• des paramètres, qui représentent des données qu'il reçoit pour fonctionner. Un sous-programme peut avoir de 0 à plusieurs paramètres  ;
• une valeur renvoyée, qui est un résultat produit ou calculé par le sous-programme. La valeur renvoyée est souvent la dernière instruction du sous-programme. La valeur renvoyée n'est pas obligatoire, certains sous-programmes n'en possèdent pas.

Appel

Une fois décrit, le sous-programme peut être appelé (utilisé) depuis un algorithme. Il faut alors utiliser l'instruction d'appel, qui s'écrit avec le nom du sous-programme, et les valeurs qu'on lui transmet entre parenthèses. Par exemple, un sous-programme somme qui doit recevoir deux nombres pourra être appelé ainsi  : somme(5, 7)

 

EN RÉSUMÉ

Principe

Un algorigramme est une représentation graphique d'un algorithmique. Comme pour les algorithmes écrits en pseudo-code, l'algorigramme sert à décrire le comportement d'un OST intelligent.

La structure de base d'un algorithme, représentée par un algorigramme est  :

Symboles

Le bloc d'entrée/sortie permet de représenter l'instruction d'écriture et l'instruction de lecture, dans un bloc de la forme d'un parallélogramme  :

Le bloc de traitement permet de représenter les autres instructions, comme l'instruction d'affectation, dans un bloc de la forme d'un rectangle  :

Le bloc de condition permet de représenter une structure conditionnelle (structure si… ou si...sinon...). La condition se note comme en pseudo-code  :

Il est possible d'ajouter des annotations pour commenter l'algorigramme avec le symbole  :

………[annotation

Structures itératives

La boucle tant que... se représente ainsi  :

La boucle pour... se représente ainsi  :

Sous-programme

Un sous-programme, aussi appelé fonction ou procédure, se représente avec le bloc suivant  :

L'algorigramme du sous-programme peut ensuite être dessiné à part (un peu à la manière de l'algorithme d'un sous-programme).

EN RÉSUMÉ