Tous les logiciels, les jeux vidéo, les sites Internet ou encore les applications pour smartphones ont un point commun : ils ont été créés grâce à la programmation informatique. Programmer consiste à écrire une suite d'instructions qui indiquent à un ordinateur ce qu'il doit faire. Ces instructions forment un programme.

Un ordinateur est capable d'effectuer des milliards d'opérations chaque seconde, mais il ne sait rien faire de lui-même. Il exécute simplement les ordres qui lui sont donnés. Le rôle du programmeur est donc d'écrire des instructions précises, dans le bon ordre, afin que l'ordinateur réalise une tâche particulière.

Les programmeurs utilisent des langages de programmation. Ces langages possèdent leur propre vocabulaire et leurs propres règles d'écriture, appelées la syntaxe. Ils permettent aux humains d'écrire des programmes plus facilement que s'ils devaient utiliser directement le langage binaire de l'ordinateur.

Il existe aujourd'hui des centaines de langages de programmation. Chacun possède ses points forts et ses domaines d'utilisation.

Écrire un programme ne consiste pas seulement à taper du code. Il faut d'abord analyser le problème, imaginer une solution, découper le travail en petites étapes puis écrire les instructions correspondantes. Cette manière de réfléchir est appelée la pensée algorithmique.

Une fois le programme terminé, il doit être testé. Les erreurs de programmation sont appelées des bugs. Les programmeurs utilisent des outils de débogage pour les détecter et les corriger. Il est très rare qu'un programme fonctionne parfaitement dès la première tentative.

La programmation est aujourd'hui présente dans presque tous les domaines : robots, voitures, satellites, jeux vidéo, téléphones, banques, médecine, industrie, intelligence artificielle ou exploration spatiale. Sans programmation, aucun logiciel moderne n'existerait.

Apprendre à programmer, ce n'est pas seulement apprendre un langage informatique. C'est surtout apprendre à résoudre des problèmes de manière logique, organisée et méthodique. C'est pourquoi la programmation est devenue une compétence importante dans de nombreux métiers, même en dehors de l'informatique.

Les algorithmes

Avant d'écrire un programme informatique, il faut d'abord réfléchir à la manière de résoudre le problème. Cette étape consiste à imaginer une suite d'actions à effectuer dans un ordre précis. Cette suite d'instructions est appelée un algorithme.

Un algorithme est une méthode permettant de résoudre un problème ou d'accomplir une tâche. Il décrit les différentes étapes à suivre, sans se préoccuper du langage de programmation qui sera utilisé ensuite. Un même algorithme peut donc être écrit en Python, en Java, en C++ ou dans n'importe quel autre langage.

Les algorithmes ne sont pas réservés aux ordinateurs. Nous en utilisons tous les jours sans nous en rendre compte. Une recette de cuisine, une notice de montage, les étapes pour résoudre une opération mathématique ou les consignes d'un jeu sont tous des exemples d'algorithmes : ils décrivent une série d'actions à effectuer dans un ordre précis.

Un bon algorithme possède plusieurs qualités. Il doit être clair, afin que chacun puisse le comprendre. Il doit être précis, sans ambiguïté. Enfin, il doit toujours se terminer après un nombre fini d'étapes et produire un résultat.

Pour construire un algorithme, on utilise plusieurs éléments fondamentaux :

• Séquence : les instructions sont exécutées les unes après les autres dans un ordre déterminé.
• Condition : elle permet de choisir une action différente selon qu'une situation est vraie ou fausse. Par exemple, « si la température dépasse 20 °C, ouvrir une fenêtre ».
• Boucle : elle permet de répéter plusieurs fois une même série d'instructions. Elle est utile lorsqu'une action doit être réalisée un grand nombre de fois.
• Variable : elle sert à mémoriser une information pendant l'exécution de l'algorithme, comme un nombre, un texte ou un résultat intermédiaire.

Prenons un exemple simple : calculer la moyenne de plusieurs notes. L'algorithme consiste à additionner toutes les notes, compter leur nombre puis diviser la somme obtenue par ce nombre. Une variable peut mémoriser la somme des notes, une autre le nombre de notes, puis une dernière le résultat final. Cet algorithme peut ensuite être traduit dans n'importe quel langage de programmation.

Les algorithmes sont également utilisés pour effectuer des recherches, trier des informations, guider un GPS, reconnaître un visage sur une photographie, recommander une vidéo ou encore piloter un robot. Certains algorithmes sont très simples, tandis que d'autres comportent des millions d'instructions.

Les informaticiens cherchent souvent à créer les algorithmes les plus efficaces possibles. Un bon algorithme permet de résoudre un problème rapidement tout en utilisant peu de mémoire et de puissance de calcul. C'est pourquoi l'étude des algorithmes est l'un des domaines les plus importants de l'informatique.