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.

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.

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.

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.

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 :

Algorithme nom
Variables :
            nom1 : type1
            nom2 : type2
Début
   instructions
Fin

Instructions de base

Instruction d'écriture

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 :

• 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.

Instruction de lecture

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 donnée (ex : bouton, capteur de température, clavier, etc.)

Instruction d'affectation

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 :

Si condition
   instructions
FinSi

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

Elle peut être complétée avec un « Sinon » :

Si condition
   instructions_1
Sinon
   instructions_2
FinSi

Enfin, on peut aussi lui ajouter un « SinonSi » :

Si condition_1
   instructions_1
SinonSi condition_2
   instructions_2
Sinon
   instructions_3
FinSi

Structures itératives

Boucle tant que

La boucle tant que… se note :

TantQue condition
   instructions
FinTantQue

Boucle pour

La boucle pour… se note :

Pour indice allant de valeur_initiale à valeur_finale
   instructions
FinPour

Principe

Un algorigramme est une représentation graphique d'un algorithme. 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

Bloc d'entrée/sortie

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 :

Bloc de traitement

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

Bloc de condition

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

Annotations

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

Structures itératives

Boucle tant que

La boucle tant que... se représente ainsi :

Boucle pour

La boucle pour... se représente ainsi :