Coder en Binaire

De Wikidebrouillard.

Qu'est-ce qu'une animation ? Une animation c'est un l'intervention d'un animateur ayant un objectif pédagogique, pour une ou plusieurs séances, dans un cadre particulier.

Le cadre de l'animation est défini par :

Le type de participants (âge, niveaux, modalité de participation, captif ou libre)...
L'espace dans lequel a lieu l'animation : école, rue, centre de loisirs, musée, exposition, labo,...
les partenaires : enseignants, animateurs, ...
évènement particulier
résultats attendus : transmission de connaissances, développement de capacités psychomotrices, de compétences, s'amuser, se délecter, se cultiver, modifier son rapport aux sciences et technologies, participer à un projet de recherche,..

Quelles rubriques contient-elle ?

Compter en Binaire

Comment les ordinateurs font-ils pour communiquer alors qu'ils n'ont que des 0 et des 1 à leur disposition?

Analyse didactique et épistémologique

Concepts scientifiques et techniques en jeu (ceux à faire passer, ceux périphériques,...) :

Représentations historiques et actuelles

représentation erronée	Rectification
Ici je met une représentation erronée	et là une rectification

Ce tableau devrait être complété après chaque animation

Notions pré-requises :

Cadre de l'animation

Âge des participants et niveau scolaire : Cycle 2 et plus !
Nombre de participants : de 1 à 30
Durée de l'animation (nb de séance, durée de chaque séance) : 1 séance de 45 min à 1 heure
Objectifs pédagogiques (savoir, savoir-faire et savoir être). :

- Comprendre comment les outils numériques transmettent l’information - Savoir compter en binaire

Déroulement de la séance :

introduction :

Lorsqu’on compte jusqu'à 10, les éléments 1, 2, 3, etc. sont appelés des chiffres. Les ordinateurs eux comptent en "binaire" c'est à dire que pour lui, il n'existe que des 0 et des 1. Comment va-t-on pouvoir compter avec seulement des 0 et des 1 ? ex : mise en scène de l'espace, salutations, jeux, présentations, recueil des représentations etc...

temps 1 : Prise de représentation

Questionner les participants sur ce que veut dire compter. Comment font-ils ?

temps 2 : Ecrire en binaire

Donner un set du premier jeu de cartes à 5 enfants qui doivent se mettre face au groupe et montrer leurs cartes en se rangeant par ordre décroissant (convention très importante car le plus petit chiffre correspond aux unités du système décimal) : 16, 8, 4, 2, 1) Que remarquez vous à propos des cartes ? (Chaque carte a deux fois plus de points que la précédente). A votre avis, combien de points devrait avoir la suivante (donc celle de gauche) ? (32) Et la suivante ? (64) etc.

On va utiliser ses cartes pour essayer de représenter tous les nombres (en l’occurrence jusqu'à 63). Pour commencer, nous allons aller croissant en ajoutant juste 1 à chaque fois. On complique ensuite en demandant des nombres aléatoires entre 0 et 31 (le groupe qui tient les cartes peut changer à chaque nouveau nombre par exemple. Eviter les défis pour que ceux qui n'ont pas encore compris la démarche mise en oeuvre ne soient pas perdus).

En binaire, lorsqu'une carte est face cachée (noire), elle est représentée par un 0. Lorsqu'elle est face ouverte (blanche), elle est représentée par un 1. Distribuer des jeux de cartes aux enfants sans les points cette fois ci. On garde la convention d'affichage précédente mais on a plus l'aide pour compter!

Demandez aux enfants d'afficher 01001 (noir blanc noir noir blanc). Quel nombre représente-t-il dans le système décimal ? (17). Comment écrit-on 17 en binaire ? (1001). Essayez avec d'autres nombres pour qu'ils comprennent le principe.

temps 3 : Coder en Binaire

Créer un circuit piles / ampoules/ interrupteurs : Lorsque l'ampoule est allumée, ça équivaut à 1, lorsque l'ampoule est éteinte le message est 0. Chaque nombre (ici ampoule) est appelé un bit. Peut-on communiquer avec ce système binaire en donnant des significations à chaque bit ? Oui, en admettant qu'on est juste à répondre par oui ou par non à une réponse : oui=allumée, non=éteinte.

Combien de mots pourrait-on former avec 2 ampoules(bits) ? (Ajouter un circuit) 4 : 00,01,10,11 Combien d'ampoules faudrait-il pour envoyer un message comme « Salut les copains, le binaire c'est fastoche ! » 3 bits sont suffisants Laisser les participants par petits groupes rajouter autant de circuits qu'ils le souhaitent pour résoudre ce défi. Comparer les résultats.

Et si le message se complique ? Proposer d'imaginer un système plus simple qu'un mot pour chaque nombre Laisser les participants expérimenter et rajouter des circuits à souhait, l'idée de coder chaque lettre de l'alphabet devrait ressortir. 7 ampoules sont suffisantes pour coder l'alphabet et la ponctuation

temps 4 : Mise en pratique

Chaque groupe écrit son tableau de correspondance et code un message pour un autre groupe. Laisser transmettre le message et les laisser se rendre compte tous seuls qu'ils doivent fournir la grille de décodage à leur voisin. Mettre en commun les remarques et difficultés éventuelles rencontrées pour faire ressortir les points essentiels (ex : Le groupe récepteur doit avoir la clé de décodage) Chaque groupe a encodé différemment ce qui a compliqué le décodage (nécessité d’homogénéiser l'encodage : introduit l'ASCII ou le morse) La transmission du message doit être rythmée régulièrement en cas de lettre doublon. (Amène éventuellement la notion de fréquence, ce sont les Hertz qu'on voit notamment notés sur les spécificités des microprocesseurs)

- Type de mise en scène : défis en groupe et/ou individuels
- Dynamique de groupe : autant en stand passant qu’en atelier allant jusqu’à un groupe classe.

Conclusion de la séance

Les données sont généralement stockées sur 8 bits bien que 7 suffisent pour coder l’alphabet, les chiffres décimaux ainsi que les caractères spéciaux alors pourquoi codent-on sur 8 bits ?

Activités complémentaires pour répondre à ces questions : - Coder en ASCII (fiche à venir) - Coder une image en Noir et Blanc - Tour de Magie : Bit de parité (fiche à venir)

Autre commentaire pédagogique et précaution

Faites attention à respecter la convention qui classe bien nos bits par valeurs décroissante ce qui n’est pas intuitif au départ mais le devient ensuite : nous écrivons bien les unités à droite lorsque nous écrivons en langage décimal) !