Installer Python et l'environnement Thonny
Objectifs de la section
Reconnaître les principales couches logicielles
Expliquer l'utilisation et de l'interprétation des langages de programmation
Installer les outils pour développer dans le langage Python
Temps requis
20 minutes
Les langages de programmation
Bien que les machines fonctionnent à l'aide de signaux électriques représentés par les structures binaires (0 pour l'absence de courant électrique et 1 pour un courant électrique), il est rarissime qu'il faille interagir à ce niveau pour réaliser une tâche. Bien souvent, on utilise un langage de programmation qui permet d'exprimer des concepts à l'aide d'un langage lisible et interprétable par les êtres humains. Les « textes » écrits avec ce langage sont appelés code source et le résultat de leur transformation en code utilisable par la machine est appelé programme ou logiciel.
def main():
try:
nombre = int(input("Saisissez un nombre entier, puis appuyez sur \"Entrée\": "))
if nombre > 0:
print("Le nombre entré est positif.")
elif nombre < 0:
print("Le nombre entré est négatif.")
else:
print("Le nombre entré est 0.")
except ValueError:
print("Vous n'avez pas entré un nombre entier.")
if __name__ == "__main__":
main()
On trouve plusieurs dizaines de langages de programmation standard, certains plus généraux et d'autres spécialisés pour remplir une fonction ou manipuler un type d'information particulier. Tous les langages ont en commun qu'ils définissent une syntaxe (règles d'écriture des « phrases » la langue), une sémantique (sens donné aux termes et aux structures) et un lexique (« mots » qui existent dans la langue). Le choix d'un langage plutôt qu'un autre repose souvent sur le lexique natif du langage ou des outils développés avec le langage qui vient étendre le lexique natif du langage. Les langages offrent, pour la plupart, des façons de lire des données, de transmettre des données, de traiter des données et de stocker des données. Ces quatre fonctionnalités correspondent aux quatre caractéristiques des ordinateurs.
L'une des plus grandes difficultés dans l'apprentissage d'un langage de programmation est l'apprentissage de la sémantique qui repose elle-même sur un concept clé l'abstraction.
Abstraction
Une abstraction est une représentation d'un concept tangible ou non avec une construction logicielle. Par exemple, un fichier est une abstraction d'une feuille de papier. Le fichier ne partage aucune caractéristique commune avec la feuille de papier autre que les deux servent à rassembler des informations à un même endroit. Pourtant, le fichier exerce exactement la même fonction dans un ordinateur qu'une feuille de papier.
Nous verrons quand nous utiliserons un langage de programmation que chaque représentation d'un objet ou d'un concept du monde réel nécessitera l'utilisation d'une abstraction donnée par le langage.
Les principales couches logicielles
Comme mentionné précédemment, peu de personnes codent des programmes qui interagissent directement avec des composantes matérielles. On s'appuie plutôt sur des programmes existants pour faciliter l'écriture des programmes. La figure ci-dessous illustre 4 des couches pertinentes dans le développement d'un programme Python.
graph TD
A[Programme Python] --> E[Interpréteur Python] --> B[Système d'exploitation] --> D[Couche matérielle]La couche la plus élevée, Programme Python, correspond au programme écrit et que l'on souhaite utiliser. On dit alors que Python est un langage de haut niveau. Le code source de ce fichier est transmis à l'interpréteur Python qui transforme le code source lisible par les humains en une série d'instructions destinées au système d'exploitation (couche suivante). L'interpréteur est le programme « python 3.12.exe » dont nous verrons l'installation dans de la prochaine section. Sans ce programme, les codes écrits en Python ne peuvent être traités par la machine.
Le système d'exploitation est le logiciel responsable de l'organisation et de la gestion des ressources d'un ordinateur. Ils sont principalement issus de l'une des trois grandes familles : Windows, Mac ou Linux. Chacun des systèmes d'exploitation définit un jeu d'instructions différent (mais qui fait sensiblement la même chose). Sans notre interpréteur il faudrait écrire un programme différent pour chaque système d'exploitation. Il peut quand même exister des différences légères et rares entre un programme développé pour deux systèmes d'exploitation différents (principalement entre Windows et les autres), mais elles se gèrent facilement et elles entraînent rarement des problèmes bloquants.
Système d'exploitation
En anglais, le terme Operating System est employé pour désigner le système d'exploitation. Même en français nous avons tendance à faire référence au système d'exploitation en utilisant l'acronyme OS.
Finalement, le système d'exploitation transmet les instructions aux composantes matérielles qui les exécutent. Dans les faits, il peut y avoir plusieurs couches intermédiaires entre le système d'exploitation et les composantes matérielles. Chaque couche utilise un jeu d'instructions de plus en plus élémentaire. Ce n'est toutefois pas nécessaire de s'y intéresser pour comprendre le fonctionnement d'un langage de haut niveau comme Python.
Réaliser l'installation
Thonny est un environnement de développement intégré (IDE) propose une interface simplifiée pour apprendre la programmation dans le langage Python. C'est cet environnement qui sera utilisé dans le cours 420-SN1-RE Programmation en sciences. Pour les personnes habiles avec un autre environnement de développement en Python (VSCode, PyCharm ou la ligne de commande), il est tout à fait possible de suivre le cours avec ces environnements, mais les captures d'écrans et les procédures seront expliquées que pour l'environnement Thonny.
Pour télécharger Thonny, il faut se rendre sur la page officielle de Thonny. En passant la souris au-dessus du nom du système d'exploitation de votre ordinateur en haut à gauche, vous verrez une fenêtre s'ouvrir. Il faut cliquer sur le premier lien (Installer with 64-bit Python 3.10). Ce lien permet d'installer Python en même temps que Thonny sans devoir faire plus de manipulation
Une fois le téléchargement complété, on lance l'assistant d'installation qui affiche une fenêtre qui demande pour qui réaliser l'installation. Si vous avez les droits d'administrateur sur la machine ou que vous êtes la seule personne qui l'utilise je suggère l'option Install for all users, sinon l'option Install for me only fonctionne aussi très bien. Votre système d'exploitation vous affichera une notification de sécurité si vous avez sélectionné Install for all users, il faut appuyer sur Oui pour permettre à Thonny de s'installer.
Ensuite, il faut suivre les étape en appuyant sur *Next dans le bas de la fenêtre jusqu'à ce que vous ayez la fenêtre suivante qui confirme l'installation correcte.
Si vous lancez Thonny après son installation, vous devriez voir s'afficher la fenêtre suivante.
Concepts clés de la section
Langage de programmation- Langage compréhensible par des humains qui sert à exprimer la structure d'un programme exécutable par un ordinateur.
Abstraction- Représentation d'un concept tangible ou tiré du monde réel par une construction logicielle.
Système d'exploitation- Programme qui gère l'accès aux ressources de la machine.
Interprétation d'un code source- Opération dans laquelle un code source est transformé en instructions qui peuvent être traitées par la machine (en particulier son système d'exploitation).