Prévoir l'exécution

En une phrase

Pour savoir ce que fait un programme avant même de le lancer, tu le suis pas à pas : tu lis chaque instruction dans l'ordre et tu notes, à chaque étape, où est le lutin et dans quelle direction il regarde. Cela s'appelle faire la « trace » du programme.

Comprendre

Un programme s'exécute toujours dans l'ordre, de haut en bas, une instruction après l'autre. Pour prévoir ce qu'il va faire (ce que le lutin dessine ou affiche) sans avoir à le lancer, on utilise une méthode très efficace : faire la « trace ». Faire la trace, c'est suivre le programme pas à pas, instruction par instruction, en notant à chaque étape l'état du lutin : sa position et la direction dans laquelle il regarde.

On part de l'état de départ, puis on lit la première instruction et on met à jour l'état ; on lit la deuxième et on met à jour ; et ainsi de suite jusqu'à la fin. À la fin, le dernier état noté donne le résultat du programme. Cette méthode oblige à ne rien sauter et à respecter l'ordre : c'est justement l'ordre des instructions qui détermine le résultat.

La trace est aussi très utile quand il y a une boucle « répéter n fois » : on déroule la boucle, c'est-à-dire qu'on rejoue le bloc intérieur autant de fois que demandé, en continuant de noter la position et la direction à chaque tour. Suivre l'exécution pas à pas permet non seulement de prévoir le résultat, mais aussi de le justifier : on peut expliquer pourquoi le lutin finit là où il finit, en s'appuyant sur chaque instruction exécutée dans l'ordre. C'est la même idée que de jouer le rôle de l'ordinateur, à la main, ligne par ligne.

Le cours

Un programme s'exécute toujours séquentiellement : les instructions sont effectuées dans l'ordre où elles sont écrites, de haut en bas, l'une après l'autre. Pour prévoir le résultat d'un programme sans le lancer, on fait sa « trace ». Faire la trace d'un programme, c'est suivre son exécution pas à pas, instruction par instruction, en notant à chaque étape l'état du lutin : sa position (par exemple ses coordonnées) et la direction dans laquelle il est orienté.

On commence par écrire l'état de départ. Ensuite, on lit la première instruction, on applique son effet, et on note le nouvel état. On passe à l'instruction suivante, on l'applique, on note de nouveau, et ainsi de suite jusqu'à la dernière instruction.

Le dernier état obtenu est le résultat final du programme. Cette méthode est rigoureuse : elle impose de respecter l'ordre des instructions et de n'en oublier aucune, car le moindre changement d'ordre ou d'oubli modifie le résultat. Lorsqu'un programme contient une boucle « répéter n fois », on déroule la boucle : on exécute le bloc intérieur une première fois en notant l'état, puis une deuxième fois, etc., jusqu'à avoir fait les n répétitions.

Suivre l'exécution pas à pas sert à deux choses : interpréter le programme (prévoir ce qu'il dessine ou affiche) et justifier le résultat (expliquer pourquoi on obtient ce résultat, en s'appuyant sur l'effet de chaque instruction prise dans l'ordre). Faire la trace, c'est se mettre à la place de la machine et exécuter le programme à la main, ce qui est aussi la meilleure façon de comprendre et de vérifier un programme.

Les erreurs fréquentes

Pour deviner ce que fait un programme, il suffit de regarder la dernière instruction ou de lire le programme en gros, sans le suivre dans l'ordre.

Il faut suivre le programme pas à pas, instruction par instruction et dans l'ordre, en notant la position et la direction à chaque étape : le résultat dépend de toutes les instructions et de leur ordre, pas seulement de la dernière.

Quand il y a une boucle « répéter n fois », on n'exécute le bloc intérieur qu'une seule fois.

Pour faire la trace d'une boucle, on déroule le bloc intérieur autant de fois que l'indique le « répéter n fois », en mettant à jour la position et la direction à chaque tour.

Tu maîtrises la notion si…

• Suivre un programme pas à pas, instruction par instruction et dans l'ordre, pour faire sa trace.
• Noter à chaque étape la position et la direction du lutin afin de prévoir (interpréter) ce qu'il dessine ou affiche.
• Justifier le résultat final en s'appuyant sur l'effet de chaque instruction exécutée dans l'ordre, boucles déroulées.

Vérifie que tu as compris

1. Pour savoir ce que fait un programme, le mieux est de :

   Réponse suivre l'exécution instruction par instruction

   On simule le programme pas à pas (la « trace ») pour prévoir le résultat.

2. Le lutin regarde vers la droite, puis exécute « avancer de 20, tourner de 90°, avancer de 20 ». Il a dessiné :

   Réponse un angle droit (deux segments perpendiculaires)

   Après le premier segment, le tour de 90° rend le second segment perpendiculaire au premier.