Challenges en langage Uiua (D’après les MPO du forum Silicium)

Initiation au langage Uiua


🧩 Challenge 4 : Périmètre et surface d’un rectangle

🎯 Énoncé

Soit un rectangle de côté a et b.

Avec a et b respectivement sur la pile, faire un programme qui sort le Périmètre du rectangle et la Surface du rectangle.

Les formules utilisées sont :

  • Périmètre : P = 2(a+b)
  • Surface : S = a × b

🔑 Mots-clés Uiua

⊃ – Appeler deux fonctions sur une même valeur
×₂ – Multiplier par 2

🧠 Solution Uiua

CHA₄ ← ×₂⊃+×

🔍 Explications

La fonction CHA₄ est conçue pour calculer à la fois la surface et le périmètre d’un rectangle à partir des longueurs de ses côtés, en laissant les deux résultats sur la pile.

L’opérateur  permet d’appliquer les deux calculs et de conserver la Surface et le Périmètre sur la pile dans l’ordre requis par l’énoncé.

  1. Calcul de la Surface : L’opérateur × (multiplication) calcule la surface (S=a×b).
  2. Calcul du Périmètre : L’opérateur + (addition) calcule d’abord la somme des côtés (a+b), puis le résultat est multiplié par 2 (×₂).

🧾 Exemples

Pour les entrées 3 et 4, la fonction donne les résultats suivants :

CHA₄ 3 4

Résultats :
12 # Surface
14 # Périmètre

🧩 Challenge 8 : Chaîne

🎯 Énoncé

Faire un programme qui inverse l’ordre des caractères d’une chaine et qui, en plus, transforme l’ensemble en minuscules.

Exemple : « sILiCIuM » donne « muicilis ».


🔑 Mots-clés Uiua

⇌ – Inverser la chaine, un vecteur ou les lignes d’un tableau
⌵ – Mettre en majuscules
¯ – Inverser la casse

🧠 Solution Uiua

CHA₈ ← ¯⌵⇌

🔍 Explications

Le programme inverse d’abord la chaîne (⇌), la met ensuite entièrement en majuscules (⌵), puis utilise l’opérateur d’inversion de casse (¯). L’inversion de casse (¯) permet de transformer toutes les majuscules résultantes en minuscules.

🧾 Exemples

CHA₈ "sILiCIuM"
→ "muicilis"

🧩 Challenge N°9 : Somme des chiffres d’un nombre

🎯 Énoncé

Soit un nombre entier positif sur la pile. Le programme doit calculer la somme de ses chiffres.

Exemple : 352791 doit retourner 27.


🔑 Mots-clés Uiua

⊥₁₀ – Décomposition du nombre en chiffres
/+ – Addition/Somme des éléments d’un vecteur

🧠 Solution Uiua

CHA₉ ← /+⊥₁₀

🔍 Explications

La fonction CHA₉ est conçue pour réaliser la somme des chiffres d’un nombre.

  1. Décomposition : L’opérateur ⊥₁₀ prend le nombre entier positif en entrée et réalise sa décomposition en chiffres (base 10).
  2. Sommation : L’opérateur /+ est ensuite appliqué pour effectuer la somme de tous les chiffres obtenus dans la liste (réduction par l’addition).

🧾 Exemple

Pour le nombre 352791, la fonction donne le résultat suivant :

CHA₉ 352791

Résultat : 27

🧩 Challenge 13 : Aire d’un triangle

🎯 Énoncé

Écrire un programme qui permet de calculer la surface d’un triangle quelconque.

Le calcul de l’aire S d’un triangle quelconque, en ne connaissant que les longueurs a, b et c de ses trois côtés, est permis par la formule de Héron.

La formule est vue comme √(s(s-a)(s-b)(s-c)), où s est la demi-somme des côtés.


🔑 Mots-clés Uiua

÷₂ – Diviser par 2
⊂ – Joindre 2 éléments (scalaires, vecteurs…)
/× – Produit des éléments d’un vecteur

🧠 Solution Uiua

CHA₁₃ ← √/×-⊂0⟜(÷₂/+)

🔍 Explications

La solution implémente la formule de Héron, qui est exprimée dans les sources comme \sqrt{(s-a)(s-b)(s-c)(s-0)}

La fonction se décompose comme suit :

  1. Calcul du demi-périmètre (s): La partie (÷₂/+) calcule la demi-somme (s) des longueurs des côtés a, b, et c.
  2. Préparation du vecteur pour la soustraction: L’opération ⊂0⟜ maintient le vecteur initial des côtés (a,b,c) (⟜) et lui ajoute le nombre 0 (⊂0).
  3. Soustraction et création des termes: L’opérateur – (soustraction) est ensuite appliqué pour créer les termes (a−s),(b−s),(c−s) et (0−s).
  4. Calcul final de l’aire: Enfin, l’opération √/× réalise le produit des quatre termes et applique la racine carrée au résultat.

🧾 Exemples

Pour les entrées 4_5_6 et 3_4_5, la fonction donne les résultats suivants :

∩CHA₁₃ 4_5_6 3_4_5

Résultats :
• 6 (pour un triangle de côtés 3, 4, 5)
• 9.921567416492215 (pour un triangle de côtés 4, 5, 6)

🧩 Challenge 57 : Inversion–Addition

🎯 Énoncé

À partir d’un entier, inverse ses chiffres, additionne les deux nombres, puis recommence jusqu’à obtenir un palindrome (un nombre identique à l’envers).
Affiche le palindrome obtenu.

➡️ Bonus : trouver le premier nombre (le plus petit) qui ne génère jamais de palindrome — c’est un nombre de Lychrel.

Exemple
78 → 78 + 87 = 165
165 + 561 = 726
726 + 627 = 1353
1353 + 3531 = 4884 ✅ (palindrome)


🔑 Mots-clés Uiua

⊥₁₀ – convertir un nombres en chiffres décimaux
⍜ f g – effectuer l’opération f sur un tableau, puis g puis inverse la transformation f
⊸ – garder la valeur initiale sur la pile
⍢(action|test) – boucle : répéter une action tant qu’un test est vrai

🧠 Solution Uiua

Rev   ← ⊸⍜⊥₁₀⇌
CHA₅₇ ← ⍢(+Rev|≠Rev)

🔍 Explications

⊥₁₀ : convertit un nombre en liste de chiffres
⇌ : inverse la liste
⍜ ⊥₁₀ ⇌ : transformation ⊥₁₀ puis ⇌ et enfin transformation inverse de ⊥₁₀ (Chiffres en nombre)
⊸ : conserve le nombre d’origine
⍢(+Rev|≠Rev) : additionne avec l’inverse tant qu’on n’a pas de palindrome

🧾 Exemples

≡CHA₅₇ 165_59_89
→ [4884 1111 8813200023188]

CHA₅₇ 196
→ Error: Cannot take base of ∞

🧩 Challenge N°74 : Cubes en folie

🎯 Énoncé

Trouver tous les nombres taxi (taxicab number) inférieurs à 40000 [1].

L’origine de ce défi est célèbre : En 1919, G.H. Hardy a mentionné à Srinivasa Ramanujan que le numéro de son taxi, 1729, lui semblait banal. Ramanujan répondit qu’il s’agissait au contraire du plus petit nombre exprimable comme somme de deux cubes de deux façons .

Exemple célèbre

1729 = 1³ + 12³ = 9³ + 10³

🔑 Mots-clés Uiua

ⁿ3 ou ⁿ₃ – Calculer la puissance 3 (au cube)
⇡₁ – Générer un intervalle d’entiers, de 1 à N
˙⊞+ – Opérateur qui gère la duplication et la construction de la table de toutes les additions possibles des différents couples.
⊛♭ – Opérateur qui aplatit le tableau et assigne un index unique à chaque valeur
⊸ – Garder la valeur initiale sur la pile
⊕(>2⧻) – Grouper les éléments par leurs index, puis pour chaque groupe, compter (⧻) le nombre d’occurrences et tester s’il y en a plus que 2 (>2)
▽ – Garder (filtrer) les valeurs concernées

🧠 Solution Uiua

CHA₇₄ ← ▽⊕(>2⧻)⊸⊸⊛♭˙⊞+ⁿ₃⇡₁

🔍 Explications

La fonction CHA₇₄ est conçue pour identifier les nombres qui apparaissent au moins deux fois comme somme de deux cubes, en limitant la recherche par le paramètre N (dans l’exemple, N=35 permet de trouver les nombres taxi sous 40000).

  • ⁿ₃⇡₁ N : Cette partie calcule les puissances 3 des entiers allant de 1 jusqu’à N.
  • ˙⊞+ : Elle génère un tableau de toutes les sommes possibles en additionnant les couples de cubes obtenus.
  • ⊛♭ : L’opérateur .♭ aplatit ce tableau de sommes, et l’opérateur  assigne ensuite un index unique à chaque valeur.
  • ⊕(>2⧻) : C’est le cœur de la détection : les nombres sont groupés (⊕) selon leur index.

🧩 Challenge N°116 : Le défi du Rami en chiffres

🎯 Énoncé

Dans ce mini-jeu nommé RamiSum, les seules combinaisons valables sont celles avec au moins 3 nombres identiques .

Mission :

  • En entrée : Un nombre composé de chiffres entre 1 et 9, de taille arbitraire.
  • En sortie : Le score maximum que l’on peut obtenir, ou 0 si aucun coup n’est possible.

Exemples de combinaisons valables :

  • Pour le tirage 84884284, les combinaisons valables sont 888, 8888 et 444.
  • Pour le tirage 123456, on ne peut pas jouer.

🔑 Mots-clés Uiua

⊛ – Opérateur qui assigne des index uniques aux valeurs d’un tableau.
⊕ – Grouper les éléments.
⧻ – Compter le nombre d’occurrences ou la longueur d’un groupe.
⊢ – Garder le premier élément d’un vecteur.
>₂ – Tester si la valeur est supérieure à 2.
/↥ – Récupérer le maximum des éléments.

🧠 Solution Uiua

CHA₁₁₆ ← /↥××⊸>₂⊕⊃⧻⊢⊸⊛⊥₁₀

🔍 Explications

La fonction CHA₁₁₆ calcule le score maximum en identifiant les chiffres répétés au moins trois fois, puis en multipliant leur valeur par le nombre de fois où ils peuvent.

⊸⊛⊥₁₀ 84884284
[4 8 2 4 8 8 4 8]
[0 1 2 0 1 1 0 1]		# Il y a 3 chiffres différents (4, 8, 2) indexés par 0, 1 et 2
⊕⊃⧻⊢⊸⊛⊥₁₀ 84884284

[4 8 2]
[3 4 1]	# il y a 3 fois "4", 4 fois "8" et 1 fois "2"
⊸>₂⊕⊃⧻⊢⊸⊛⊥₁₀ 84884284
[4 8 2]	# il n'y a que des 4, 8 et 2
[3 4 1]	# 3 fois le "4", 4 fois le "8", 1 fois le "2"
[1 1 0]	# On ne garde que 3 et 4 car 1 < 3

On multiplie les 3 vecteurs pour obtenir les scores (××) et on récupère le maximum (/↥).

🧩 Challenge 142 : Nombres de Diophante

🎯 Énoncé

Trouver quatre nombres entiers tels que le produit de deux quelconques de ces nombres soit un carré moins un .

Il y a une infinité de quadruplets (a, b, c, d) tels que ab+1, ac+1, ad+1, bc+1 et cd+1 soient des carrés parfaits.

En particulier, cette condition est remplie par le quadruplet paramétrique (k-1, k+1, 4k, 4k(4k²-1)) pour tout k > 1.


🔑 Mots-clés Uiua

⇡₂ – Ajouter 2 à l’intervalle de base (décalage)
⊃ – Appeler 2 fonctions sur une même valeur
⟜ – Garder la valeur initiale en haut de la pile
⊸⊸∘ – Double duplication
⊟₄ – Combiner 4 vecteurs en une matrice
× – Multiplication
⍉ – Transposée
⇌ – Inverser l’ordre des lignes

🧠 Solution Uiua

CHA₁₄₂ ← ⍉⇌⊟₄ ×-1×⟜(⊸⊸∘⊃(×4|⊃+-1))⇡₂

🔍 Explications

Le code Uiua est conçu pour générer la série de quadruplets (k−1,k+1,4k,4k(4k² −1)).
• ⇡₂ N : Cette fonction prend N en entrée et génère un intervalle auquel elle ajoute 2, produisant la liste [2,3,4,…,N+1].
• ⊃(×4|⊃+-1) : Cet opérateur structuré est utilisé pour appliquer deux actions distinctes : la multiplication par 4 (×4), et les opérations d’ajout et soustraction de 1 (⊃+-1).
• ⟜(⊸⊸∘⊃(×4|⊃+-1))⇡₂ : On duplique deux fois l’opération de multiplication par 4. L’opérateur ⟜ maintient l’intervalle généré par ⇡₂ en haut de la pile.
• ⊟₄ : Combine les quatre vecteurs situés en haut de la pile pour former une matrice.
• ⍉⇌ : Inverse l’ordre des lignes (⇌) puis transpose (⍉) la matrice pour obtenir le format de sortie désiré.

🧾 Exemples

Pour N=20, la fonction génère les 20 premiers quadruplets.

CHA₁₄₂ 20

╭─
╷ 1 3 8 120
2 4 12 420
3 5 16 1008
4 6 20 1980
5 7 24 3432
6 8 28 5460
7 9 32 8160
8 10 36 11628
9 11 40 15960
10 12 44 21252
11 13 48 27600
12 14 52 35100
13 15 56 43848
14 16 60 53940
15 17 64 65472
16 18 68 78540
17 19 72 93240
18 20 76 109668
19 21 80 127920
20 22 84 148092
╯

Vérification

Pour le quadruplet (3,5,16,1008), on peut vérifier que les produits plus un sont bien des carrés parfaits :
• 3×5+1=16=4²
• 3×16+1=49=7²
• 3×1008+1=3025=55²
• 5×16+1=81=9²
• 16×1008+1=16129=127²

Jeu « Color Water Sort » pour HP-Prime

Exemple de début de partie
Exemple de milieu de partie
Exemple de fin de partie

Voici une adaptation tactile du célèbre jeu de logique WaterSort Puzzle, spécialement conçue pour la calculatrice HP Prime en langage Python. Le principe est simple, mais diaboliquement addictif : vous devez verser les couleurs d’un tube à l’autre pour que chaque tube contienne qu’une seule couleur.

Au départ, les couleurs sont mélangées dans plusieurs tubes. À chaque tour, vous pouvez déplacer un empilement de couleur d’un tube vers un autre, à condition que la couleur soit identique ou que le tube soit vide. L’objectif est de reconstituer les couleurs uniformément dans chaque tube, sans déborder.

💡 Ce jeu fait appel à la logique, à l’anticipation… et un peu à votre patience !

Fonctionnalités :

  • Interface graphique simple et intuitive adaptée à l’écran de la HP Prime
  • Affichage coloré dynamique (jusqu’à 8 couleurs différentes)
  • Bouton ® pour recommencer le niveau si vous êtes bloqué
  • Détection automatique de victoire

Vous trouverez ci-dessous le code source complet ainsi que le fichier watercolor.hpprgm (fonctionne avec la version 2.1 du 13/04/2023 et les suivantes) :

#python jeu
from hpprime import *
from urandom import choice

couleurs_rgb = {
    "a": 0x845ec2,
    "b": 0xd65db1,
    "c": 0xff6f91,
    "d": 0xff9671,
    "e": 0xffc75f,
    "f": 0xf9f871,
    "g": 0x9bde7e,
    "h": 0x4bbc8e
}
liste_couleurs = list(couleurs_rgb.keys())

LARGEUR_TUBE = 20
HAUTEUR_TUBE = 60
ESPACEMENT_X = 80
ESPACEMENT_Y = 74
MARGE_X = 45
MARGE_Y = 20
COLONNES = 3
LIGNES = 3
TOTAL_COULEURS = 7
NOIR = 0x000000
BLANC = 0xFFFFFF
BG = 0x03132C

def position_tube(index):
    col = index % COLONNES
    lig = index // COLONNES
    x = MARGE_X + col * ESPACEMENT_X
    y = MARGE_Y + lig * ESPACEMENT_Y
    return x, y

def attendre_clic():
    while True:
        f1, _ = eval('mouse')
        if f1:
            while eval('mouse')[0]: pass
            return f1[:2]

def tube_clique(x, y):
    for i in range(9):
        tx, ty = position_tube(i)
        if tx - ESPACEMENT_X / 2 < x < tx + LARGEUR_TUBE + ESPACEMENT_X / 2 and ty <= y <= ty + HAUTEUR_TUBE:
            return i
    return None

def dessiner_tubes(tubes, selectionne=None):
    fillrect(0, 0, 0, 320, 240, BG, BG)
    for i, tube in enumerate(tubes):
        x, y = position_tube(i)
        bordure = 0x00FF00 if i == selectionne else BLANC
        rect(0, x-2, y-2, LARGEUR_TUBE+4, HAUTEUR_TUBE+4, bordure)
        rect(0, x-3, y-3, LARGEUR_TUBE+6, HAUTEUR_TUBE+6, bordure)
        fillrect(0, x, y-3, LARGEUR_TUBE, 3, BG, BG)
        h = HAUTEUR_TUBE // 4
        for j, couleur in enumerate(tube):
            c = couleurs_rgb.get(couleur)
            fillrect(0, x, y + HAUTEUR_TUBE - (j + 1)*h, LARGEUR_TUBE, h, c, c)
    # Bouton recommencer
    textout(0, 270, 110, chr(174), BLANC)

def sommet_identique(tube):
    if not tube: return None, 0
    sommet = tube[-1]
    compteur = 1
    for i in range(len(tube)-2, -1, -1):
        if tube[i] == sommet: compteur += 1
        else: break
    return sommet, compteur

def peut_verser(depuis, vers):
    if not depuis or len(vers) >= 4:
        return False
    couleur, nb = sommet_identique(depuis)
    if not vers: return True
    return vers[-1] == couleur

def verser(depuis, vers):
    if not peut_verser(depuis, vers): return
    couleur, nb = sommet_identique(depuis)
    espace = 4 - len(vers)
    a_verser = min(nb, espace)
    for _ in range(a_verser):
        vers.append(depuis.pop())

def generer_tubes():
    couleurs = []
    for couleur in liste_couleurs[:TOTAL_COULEURS]:
        couleurs += [couleur]*4
    melange = []
    while couleurs:
        c = choice(couleurs)
        couleurs.remove(c)
        melange.append(c)
    tubes = [melange[i*4:(i+1)*4] for i in range(TOTAL_COULEURS)]
    tubes += [[] for _ in range(9 - TOTAL_COULEURS)]
    return tubes

def a_gagne(tubes):
    for tube in tubes:
        if not tube: continue
        if len(tube) != 4: return False
        if any(c != tube[0] for c in tube): return False
    return True

def afficher_message_gagne():
    fillrect(0, 50, 90, 220, 60, BLANC, couleurs_rgb["d"])
    textout(0, 85, 105, "Bravo ! Vous avez gagné", NOIR)
    fillrect(0, 110, 130, 100, 25, BLANC, couleurs_rgb["g"])
    textout(0, 130, 135, "REJOUER", NOIR)

def attendre_redemarrage():
    while True:
        x, y = attendre_clic()
        if 110 <= x <= 210 and 130 <= y <= 155: return

def bouton_redemarrer(x, y):
    return 260 <= x <= 300 and 80 <= y <= 130

def main():
    while True:
        tubes = generer_tubes()
        tubes_depart = [tube[:] for tube in tubes]
        selection = None
        while True:
            dessiner_tubes(tubes, selection)
            if a_gagne(tubes):
                afficher_message_gagne()
                attendre_redemarrage()
                break
            x, y = attendre_clic()
            if bouton_redemarrer(x, y):
                tubes = [tube[:] for tube in tubes_depart]
                selection = None
                continue
            index = tube_clique(x, y)
            if index is None:
                selection = None
                continue
            if selection is None:
                if tubes[index]: selection = index
            elif selection == index:
                selection = None
            else:
                verser(tubes[selection], tubes[index])
                selection = None

main()
#end

EXPORT watercolor()
BEGIN
  wait(.3);
  python(jeu);
END;

Cahiers de vacances (1976 et 1977)

Collectionneur de manuels de mathématiques des années 70, je vous propose quelques exercices de 1976 tirés du cahier de vacances PASSEPORT POUR LE CE1.

Exercice sur les bases

Relation d’ordre

Cryptographie

Algorithmique

Compréhension, classement

Cahier PASSERELLE CM2 (1977)

Enveloppe d’une famille de droites

En parcourant le livre « Mathematiques et graphismes » de 1985, j’ai trouvé page 41 un programme intéressant en BASIC (pour TO7/Apple/Commodore 64/Oric etc) permettant de tracer une enveloppe de droites (de la forme ax+by+c = 0). En faisant varier a,b et c en fonction d’un paramètre (noté t dans le programme), on obtient des visuels sympathiques :

Traduction en Python (avec 18 exemples)

Version pour la NUMWORKS ici.

import turtle
from math import *
from time import sleep

t = turtle.Turtle()
t.hideturtle()
t.pensize(2)

w, h = 800, 600

wn = turtle.Screen()

wn.colormode(255)
t.pencolor(255, 255, 0)


def ex0():
    def g(t):
        return 2 - t * t, -2 * t, t**3

    return g, -5, 5, -2, 1.5, -3, 3


def ex1():
    def g(t):
        return cos(3 * t), sin(3 * t), sin(t) ** 2

    return g, -1, 1, -1.1, 1.1, 0, 2 * pi


def ex2():
    def g(t):
        return cos(3 * t), sin(3 * t), cos(t)

    return g, -1.2, 0.8, -1.2, 1.2, -pi / 2, pi / 2


def ex3():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), exp(-exp(-t / 5))

    return g, -2, 2, -2, 3, -5, 10


def ex4():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), -sin(t) / t

    return g, -0.3, 1.2, -0.9, 0.9, -5, 5


def ex5():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), -1 - int(t / 2 / pi)

    return g, -6, 6, -6, 6, 0, 10 * pi


def ex6():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), 1 / t

    return g, -2, 2, -1, 0.5, -10, 10


def ex7():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), log10(t)

    return g, -4, 4, -4, 4, 0.2, 20


def ex8():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), t * t * sin(t)

    return g, -4, 4, -10, 3, -pi, pi


def ex9():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), t * t / (1 + t * t)

    return g, -1, 1, -1, 1, -2 * pi, 2 * pi


def ex10():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), (1 - t * t) / (1 + t * t)

    return g, -1.5, 1.5, -1.5, 1.5, -2 * pi, 2 * pi


def ex11():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), sqrt(abs(t))

    return g, -4, 4, -4, 4, -10, 10


def ex12():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), t / (1 + t)

    return g, -3, 3, -3, 3, -10, 10


def ex13():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), 2 + cos(t / 2)

    return g, -4, 4, -4, 4, -2 * pi, 2 * pi


def ex14():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), -0.5 + cos(t / 2)

    return g, -2, 2, -2, 2, -2 * pi, 2 * pi


def ex15():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), t * t * sin(t)

    return g, -4, 4, -10, 3, -pi, pi


def ex16():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), t * t / (1 - t * t)

    return g, -1.5, 2, -2, 2, -2 * pi, 2 * pi


def ex17():
    def g(t):
        return cos(t), sin(t), sin(t) + sin(t) ** 2 / 2 + sin(t) ** 3 / 3

    return g, -2, 2, -3, 0, -pi, pi


def tracer(x, y):
    global f, pts
    if x < xi or x > xs or y < yi or y > ys:
        return
    f += 1
    pts[f] = [
        -w / 2 + ceil(w * (x - xi) / (xs - xi)),
        -h / 2 + ceil(h * (y - yi) / (ys - yi)),
    ]
    if f == 1 and pts[0] == pts[1]:
        f = -1
    elif f == 1:
        t.penup()
        t.goto(pts[0])
        t.pendown()
        t.goto(pts[1])


t.hideturtle()
for k in range(18):
    turtle.Screen().bgcolor(0, 0, 0)
    t.clear()
    wn.tracer(0)
    g, xi, xs, yi, ys, ti, ts = eval("ex" + str(k) + "()")
    pts = [[0, 0], [0, 0]]
    n = 200
    th = (ts - ti) / (n - 1)
    for i in range(n):
        try: a, b, c = g(ti + i * th)
        except: continue
        f = -1
        if b != 0:
            tracer(xi, -(c + a * xi) / b)
            tracer(xs, -(c + a * xs) / b)
        if a != 0:
            tracer(-(c + b * yi) / a, yi)
            tracer(-(c + b * ys) / a, ys)
    wn.update()
    sleep(2)

Initiation à l’assembleur 8080 sur ALTAIR 8800

Outils

Simulateur 8080 : https://www.sim8085.com

Création d’un fichier binaire : https://www.asm80.com/

Simulateur ALTAIR 8800 : https://s2js.com/altair/sim.html

Tous les codes (00.MEM = 3n+1, 01.MEM = n/2, 02.MEM = pair/impair + saut, 03.MEM = avec temps de vol, 04.MEM = avec maximum, 16bits.bin = version 16 bits) : https://uabox.univ-angers.fr/s/o96B5MEfeQAcXLA

Chargement d’une bande perforée : https://youtu.be/qv5b1Xowxdk?feature=shared&t=235

Calcul de 3n+1

Mettre une valeur N en 80h puis lancer le programme ci-dessous
Lire en 80h la valeur 3N+1 (modulo 256)

HEXA : 3A80004787803C32800076

Programme source :

LDA 80h
MOV B, A
ADD A
ADD B
INR A
STA 80h
HLT

Programme objet :

3A 80 00   LDA 80h
47         MOV B, A
87         ADD A
80         ADD B
3C         INR A
32 80 00   STA 80h
76         HLT

Division par 2

Mettre une valeur N en 80h puis lancer le programme ci-dessous
Lire en 80h la valeur ENT(N/2)

HEXA : 373F3E1B1F32800076

Programme source :

STC
CMC
MVI A, 27
RAR
STA 80h
HLT

Sauts avec tests pair ou impair

HEXA : 3A800047FE01CA2100E60178CA180087803C328000C30000373F1F328000C3000076

Programme source :

loop: 	LDA 80h
	MOV B, A
        CPI 1
	JZ fin
	ANI 1
	MOV A, B
	JZ pair
	ADD A
	ADD B
	INR A
	STA 80h
	JMP loop
pair:	STC
	CMC
	RAR
	STA 80h
	JMP loop
fin:	HLT 

Version 1 avec temps de vol uniquement

HEXA : 3E003281 003A8000 47FE01CA 2E003A81 003C3281 0078E601 78CA2500 87803C32 8000C305 00373F1F 328000C3 050076

Programme source :

MVI A, 0
STA 81h
loop: 	LDA 80h
	MOV B, A
CPI 1
	JZ fin
	LDA 81h
	INR A
	STA 81h
	MOV A, B
	ANI 1
	MOV A, B
	JZ pair
	ADD A
	ADD B
	INR A
	STA 80h
	JMP loop
pair:	STC
	CMC
	RAR
	STA 80h
	JMP loop
fin:	HLT 

Version 2 avec temps de vol et maximum

HEXA : 3E003281 003A8000 3282003A 800047FE 01CA4000 3A81003C 32810078 E60178CA 37008780 3C328000 473A8200 B8D20B00 78328200 C30B0037 3F1F3280 00C30B00 76

Programme source :

MVI A, 0
STA 81h
LDA 80h
STA 82h

loop: 	LDA 80h
	MOV B, A
        CPI 1
	JZ fin
	LDA 81h
	INR A
	STA 81h
	MOV A, B
	ANI 1
	MOV A, B
	JZ pair
	ADD A
	ADD B
	INR A
	STA 80h
	MOV B, A
    	LDA 82h
    	CMP B
    	JNC loop
    	MOV A, B
    	STA 82h
	JMP loop
pair:	STC
	CMC
	RAR
	STA 80h
	JMP loop
fin:	HLT 

Version 16 bits

Mettre la partie basse de N en 80h et la partie haute en 81h. Par exemple pour 27 : 00 011 011 en 80h et 00 000 000 en 81h

Lire le temps de vol en 84h et le maximum aux adresses 82h (partie basse) et 83h (partie haute)

2A 80 00	LHLD 80H 	; Initialisation des mémoires 82h à 84h
22 82 00	SHLD 82H 	; copie de 80-81h vers 82-83h
21 84 00	LXI H, 84H	;
36 00		MVI M, 0 	; Temps de vol = 0
21 81 00 collatz: LXI H, 81H	
7E		MOV A, M  	; Si la valeur haute
B7		ORA A     	; n'est pas nulle
C2 1A 00	JNZ parity 	; On va tester la parité 
2B		DCX H       	; sinon,
7E		MOV A, M	; Si la valeur basse
FE 01		CPI 1       	;  vaut 1
CA 5D 00	JZ fin	        ; on arrête le programme
21 84 00 parity:LXI H, 84H	
34		INR M     	; temps de vol augmente de +1
21 80 00	LXI H, 80H	
7E		MOV A, M	
5F		MOV E, A    	; que l'on stocke dans E
E6 01		ANI 1       	; Si Z = 0
CA 3A 00	JZ pair     	; C'est un nombre pair
23		INX H	
56		MOV D, M	
D5		PUSH D	
E1		POP H	        ; HL = DE
29		DAD H	        ; HL = 2HL
19		DAD D	        ; HL = 3HL
23		INX H	        ; HL = 3HL + 1
22 80 00	SHLD 80h    	; Nouvelle valeur en 80h
E5		PUSH H	
D1		POP D    	; On la stocke dans DE
CD 46 00	CALL maxi	; Sous-routine maxi
C3 0B 00	JMP collatz 	; Retour à collatz
23	  pair: INX H  	        ; Si le nombre est pair
AF		XRA A         	; Carry = 0
7E		MOV A, M      	; Division par 2
1F		RAR           	; de la partie haute
77		MOV M, A	
2B		DCX H	
7E		MOV A, M      	; division par 2 de la partie basse
1F		RAR           	; avec ajout éventuel de C à gauche
77		MOV M, A	;
C3 0B 00	JMP collatz   	; Retour à collatz
2A 82 00  maxi:	LHLD 82H	;
7A		MOV A, D      	; Récup partie haute du max
BC		CMP H         	; si égalité des parties hautes
CA 52 00	JZ unite      	; tester les unités
D2 58 00	JNC change    	; si retenue le max a été dépassé
C9		RET           	; sinon ne rien faire
7B	unite:	MOV A, E   	; test des unités
BD		CMP L           ; si une retenue
DA 58 00	JC change     	; le max est dépassé
C9		RET           	; retour
EB	change:	XCHG  	        ; HL = DE
22 82 00	SHLD 82H	; que l'on place en 82h
C9		RET	
76	fin:	HLT	

Résultats à obtenir aux adresses 82-83h et 84h

00 010 000 en 82h (partie basse) et 00 100 100 en 83h (haut) 

parseInt('0010010000010000',2)
9232

01 101 111 à l'adresse 84h : 

parseInt('01101111',2)
111

Résultats pour N = 639

>>> bin(639)
'0b1001111111'

Il faut donc mettre 01 111 111 à l'adresse 80h et 10 à l'adresse 81h

On lance le programme et on trouve :

Adresse 82h : 00 110 100
Adresse 83h : 10 100 010

Le maximum vaut donc :

>>> int('1010001000110100',2)
41524

Et le temps de vol est à l'adresse 84h : 10 000 011

>>> int('10000011',2)
131

Fractales

Sur cette page de Wolfram, on peut voir différentes fractales :

Et en bas de cette même page les algorithmes utilisés pour transformer les cases :

Ci-dessous un programme Python qui permet d’appliquer le motif voulu, il suffit d’indiquer les coordonnées des cases blanches. Par exemple pour le (a), la seule case blanche est au milieu (coordonnées (1,1))

La case blanche en (1,1)
from PIL import Image, ImageDraw
import numpy as np

# Dimensions de l'image finale (à modifier comme vous le voulez)
source = Image.new("RGB", (600, 600), color="white")
draw = ImageDraw.Draw(source)

# Recherche s'il y a une case blanche
def has_common(str1, str2, pattern):
    min_len = min(len(str1), len(str2))
    for i in range(1, min_len + 1):
        for p in pattern:
            # Ne pas afficher si on trouve une case blanche
            if str1[-i] == p[0] and str2[-i] == p[1]:
                return False
    # Sinon case noire
    return True

# Construction de la fractale
def fractal(pattern):
    # On parcourt les colonnes
    for c in range(600):
        # Convertir 'c' en base 3 (ici à l'aide de numpy)
        t1 = np.base_repr(c, base=3)
        # On parcourt les lignes
        for l in range(600):
            t2 = np.base_repr(l, base=3)
            # Si pas de case blanche, afficher le point
            if has_common(t1, t2, pattern):
                draw.point((c, l), fill=(0, 0, 0))

# Exemple avec le tapis de Sierpiński
fractal(["11"])
source.show()
Motif (a) = case blanche en (1,1)

Quelques motifs

(b) = fractal([’00’,’02’,’20’,’22’])
(d) = fractal([’10’,’20’,’21’])
(e) = fractal([’00’,’02’,’11’,’20’,’22’])
(g) = fractal([’11’,’20’])
(h) = fractal([’02’,’11’,’20’])

Et on peut en inventer de nouveaux :

fractal([’02’,’10’,’20’])

Amusons-nous avec des mots du dictionnaire

Exercice 1

Écrire un programme qui cherche tous les mots de 5 lettres pouvant être formés à partir de mots de 9 lettres en prenant 1 lettre sur 2, en commençant par la première lettre. Exemples :

Une lettre sur deux

Vous pouvez utiliser ces 2 dictionnaires (mots de 9 et 5 lettres) : https://uabox.univ-angers.fr/s/b3GotFzpTYkL4MT

Corrigé en python

with open('dictionary_9.txt', 'r') as f:
    dictionary_9 = [line.strip() for line in f]

with open('dictionary_5.txt', 'r') as f:
    dictionary_5 = set(line.strip() for line in f)

compte = 0                      # Nb de mots trouvés

for word9 in dictionary_9:
  word5 = word9[::2]            # une lettre sur deux
  if word5 in dictionary_5:     # Si le mot existe
    print(word9, word5)         # on l'affiche
    compte += 1                 # et le compteur augmente de +1
print(f"Total = {compte}")  

Résultat :

ABLATIONS ALTOS
ABLUTIONS ALTOS
ABREGEAIS ARGAS
ABROGEAIS ARGAS
ABSTIENNE ASINE
ACCONIERS ACNES
...
VIELLEUSE VELUE
VIELLIONS VELOS
VIENDRAIS VEDAS
VOILETTES VIETS
Total = 913

corrigé en javascript

Cliquez sur ce lien puis bouton droit – Inspecter – Console. Copiez-collez le code suivant :

 dictionary_9.reduce((a, m) => {
     var mot5 = m.slice(0,2)+m[4]+m.slice(-2);
     return dictionary_5.includes(mot5) ? [...a, [m, mot5]] : a 
  }, [])

Exercice 2

Identifiez tous les mots de 10 lettres qui peuvent être composés de 2 mots de 5 lettres en respectant l’ordre des lettres. Exemple : RACHIDIENS s’écrit à partir de CHIEN et RADIS

Comme il y a beaucoup de solutions, on peut créer une fonction qui admet en paramètre un mot de 5 lettres et qui renvoie tous les mots de 10 lettres contenant ce mot ainsi que l’autre mot de 5 lettres pour compléter. Exemples :

>>> trouve("CHIEN")
BANCHAIENT CHIEN BANAT
CHARMAIENT CHIEN ARMAT
CHERRAIENT CHIEN ERRAT
CHIADERENT CHIEN ADRET
CHIENDENTS CHIEN DENTS
CHTHONIENS CHIEN THONS
CHTONIENNE CHIEN TONNE
CRASHAIENT CHIEN RASAT
DOUCHAIENT CHIEN DOUAT
LOUCHAIENT CHIEN LOUAT
MATCHAIENT CHIEN MATAT
RACHIDIENS CHIEN RADIS
TOUCHAIENT CHIEN TOUAT
TRICHAIENT CHIEN TRIAT

Corrigé en python

with open('dictionary_10.txt', 'r') as f:
    dictionary_10 = [line.strip() for line in f]

with open('dictionary_5.txt', 'r') as f:
    dictionary_5 = set(line.strip() for line in f)

def is_included(word1, word2):
    positions = []
    index = 0
    for letter in word2:
        index = word1.find(letter, index)
        if index == -1: return False
        positions.append(index)
        index += 1      
    return positions

def trouve(word5):
 for word10 in dictionary_10:
  positions = is_included(word10, word5)  
  if positions:
    reste = ''.join(word10[i] for i in range(10) if i not in positions)
    if reste in dictionary_5:
       print(word10, word5, reste)

exercice 3

Ci-dessous un jeu très simple trouvé dans le journal TV Télé Z. Dans notre cas nous allons travailler avec des mots de 9 et 5 lettres.

But : créer un programme qui, à partir d’une liste de mots de 5 lettres, va rechercher autant de mots de 9 lettres les contenant.

>>> jeu(["AIDER","CAPTER","GAINE","LOGER","FILES"])
PYRAMIDER AIDER PYR-M----
CAPTERAIT CAPTER ------AIT
GRAINIERS GAINE -R---I-RS
PLONGEOIR LOGER P--N--OI-
FILONIENS FILES ---ONI-N-

corrigé en python

from random import choice

with open('dictionary_9.txt', 'r') as f:
    dictionary_9 = [line.strip() for line in f]

with open('dictionary_5.txt', 'r') as f:
    dictionary_5 = set(line.strip() for line in f)

def is_included(word1, word2):
    positions = []
    index = 0
    for letter in word2:
        index = word1.find(letter, index)
        if index == -1: return False
        positions.append(index)
        index += 1      
    return positions

def trouve(word5):
 res = []         # On cherche toutes les solutions
 for word9 in dictionary_9:
  positions = is_included(word9, word5)  
  if positions: res.append((word9, positions))
 if len(res) > 0: return choice(res)      # on renvoie une solution au hasard
 return False

def jeu(arr):
 for mot in arr:
  r = trouve(mot)
  if r:     # Si un mot de 9 lettres a été trouvé
   cache = ''.join(r[0][i] if i not in r[1] else '-' for i in range(9))
   print(r[0], mot, cache)
  else: print(f"Rien trouvé pour {mot}")    

Quelques programmes pour les CASIO fx-180P

Présentation générale

Quelques modèles de ma collection

fx-180P, 180Pv, 180PA et 180P Plus

Autre version du programme Syracuse

Pas	Touches
01	2
02	Kin ÷ 1		# n / 2
03	Kout 1
04	-
05	1
06	Kin + 3 	# TOF = TOF + 1
07	=
08	1/x		# Si n = 1 arrêt sur une erreur
09	Kout 1
10	-
11	RND		# Partie entière quand on est en FIX 0
12	+
13	.
14	5
15	=		# Si n est pair on obtient 1 et 0 sinon
16	x > 0		# Retour pas n°1 si n pair
17	6		# Sinon...
18	Kin × 1
19	1
20	Kin + 1		# 3n+1
21	Kout 1
22	x ≤ M		# Si n <= max retour au pas n°1
23	Min		# sinon mise à jour du max
24	x > 0		

Exemple d’utilisation pour N = 27 puis N = 17 :

MODE FIX 0
KAC
27 Min Kin 1 P1

Le programme s'arrête sur -E-
AC puis MR pour voir le maximum (9232) et Kout 3 pour le temps de vol (111)

Pour un autre calcul faire : 
KAC
17 Min Kin 1 P1
Résultats : max = 52 et TOF = 12

Décomposition d’un entier en facteurs premiers

Programme P1 :

001	Min
002	1
003	Kin 1
004	Mode 7 0    # Fix 0

Programme P2 :

001	MR
002	÷
003	1
004	Kin + 1
005	Kout 1
006	-
007	RND
008	=
009	x > 0
010	+/-
011	x > 0       # Cela revient à tester x ≠ 0
012	Kout 1
013	HLT
014	1/x
015	×
016	MR
017	=
018	Min
019	1
020	Kin - 1
021	Kout 1
022	x ≤ M
023	AC

Utilisation : Décomposition de 2024 en facteurs premiers

2024 P1
P2
Affichage : 2
RUN
Affichage : 2
RUN
Affichage : 2
RUN
Affichage : 11
RUN
Affichage : 23
RUN
0

Donc 2024 = 2 × 2 × 2 × 11 × 23

Lorsque le nombre est premier :

13 P1
P2
Affichage : 13
RUN
0

Représentation du temps – Informatique et temps chronologique

Conflit de ressources

import threading
import time

# Nombre de tickets disponibles (ressource partagée)
nb_tickets  = 10

def achat_ticket():
  global nb_tickets 
  if nb_tickets  > 0:
    # Simuler une lecture de la base de données
    current_tickets = nb_tickets 
    # Simuler un délai
    time.sleep(0.1)
    # Simuler une écriture dans la base de données
    nb_tickets  = current_tickets - 1
    print(f"Ticket acheté, tickets restants : {nb_tickets }\n")
  else: print("Plus de tickets disponibles.\n")

# Plusieurs utilisateurs essayant d'acheter des tickets en même temps

for _ in range(20):
  threading.Thread(target=achat_ticket).start()

Version avec verrou

import threading
import time

# Nombre de tickets disponibles (ressource partagée)
nb_tickets  = 10
lock = threading.Lock()

def achat_ticket():
  global nb_tickets
  with lock:
   if nb_tickets  > 0:
    # Simuler une lecture de la base de données
    current_tickets = nb_tickets 
    # Simuler un délai
    time.sleep(0.1)
    # Simuler une écriture dans la base de données
    nb_tickets  = current_tickets - 1
    print(f"Ticket acheté, tickets restants : {nb_tickets }\n")
   else: print("Plus de tickets disponibles.\n")

# Plusieurs utilisateurs essayant d'acheter des tickets en même temps

for _ in range(20):
  threading.Thread(target=achat_ticket).start()

Version SQL

import sqlite3

def buy_ticket(event_name):
    try:
        # Connexion à la base de données SQLite (ou création de la base si elle n'existe pas)
        conn = sqlite3.connect('example.db')
        cursor = conn.cursor()

        # Démarrer une transaction
        cursor.execute('BEGIN TRANSACTION')

        # Étape 1 : Vérifier le nombre de tickets disponibles
        cursor.execute('SELECT available_tickets FROM tickets WHERE event_name = ?', (event_name,))
        result = cursor.fetchone()

        if result is None:
            print(f"Événement '{event_name}' introuvable.")
            conn.rollback()
            return

        available_tickets = result[0]
        print(f"Tickets disponibles avant l'achat : {available_tickets}")

        if available_tickets > 0:
            # Étape 2 : Réserver un ticket
            cursor.execute('UPDATE tickets SET available_tickets = available_tickets - 1 WHERE event_name = ?', (event_name,))
            print("Achat réussi !")

            # Valider la transaction
            conn.commit()
        else:
            print("Échec de l'achat : plus de tickets disponibles.")
            conn.rollback()

    except sqlite3.Error as e:
        print(f"Erreur SQL : {e}")
        conn.rollback()
    finally:
        conn.close()

# Exemple d'utilisation avec plusieurs "acheteurs"
if __name__ == "__main__":
    # Création de la table et insertion initiale (exécuté une seule fois)
    conn = sqlite3.connect('example.db')
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute('''
    CREATE TABLE IF NOT EXISTS tickets (
        id INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
        event_name TEXT NOT NULL,
        available_tickets INTEGER NOT NULL
    )
    ''')
    cursor.execute('INSERT INTO tickets (event_name, available_tickets) VALUES (?, ?)', ('concert', 100))
    conn.commit()
    conn.close()

    # Simulation d'achats concurrents
    for _ in range(55): buy_ticket('concert')

Fuseaux horaires

from datetime import datetime
import pytz

# Obtenir l'heure actuelle en UTC
utc_now = datetime.now(pytz.utc)
print(f"Heure actuelle en UTC : {utc_now}")

for endroit in 'Europe/Paris', 'America/New_York', 'Africa/Cairo', 'Australia/Sydney', 'Asia/Tokyo', 'Antarctica/Troll':
 local_tz = pytz.timezone(endroit)
 local_time = utc_now.astimezone(local_tz)
 print(f"Heure locale {endroit} : {local_time}")

Représentation du temps – Dans les systèmes informatiques

Remarque sur les calculatrices TI : comme précisé dans la vidéo, la fonction dbd des TI-82/83/84 permet de trouver le nombre de jours entre 2 dates entre 1950 et 2049. Cependant, sur les TI-84 Plus CE cette plage a été décalée à l’intervalle 1980 – 2079.

Temps unix

import datetime
from datetime import timezone

dt = datetime.datetime(2024,8,5,14,33,17, tzinfo=timezone.utc)
>>> dt.timestamp()
1722868397.0

import time
>>> time.gmtime(1722868397.0)
time.struct_time(tm_year=2024, tm_mon=8, tm_mday=5, tm_hour=14, tm_min=33, tm_sec=17, tm_wday=0, tm_yday=218, tm_isdst=0)

>>> time.gmtime(0)
time.struct_time(tm_year=1970, tm_mon=1, tm_mday=1, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=3, tm_yday=1, tm_isdst=0)

>>> time.gmtime(-2000 * 365 * 86400)
time.struct_time(tm_year=-29, tm_mon=5, tm_mday=1, tm_hour=0, tm_min=0, tm_sec=0, tm_wday=5, tm_yday=121, tm_isdst=0)

>>> time.time()
1722867076.132498

>>> datetime.datetime.now(timezone.utc).timestamp()

Date de pâques (Formule approximative !)

def paques(annee):
    cycle_lune = 29.53058853
    j_sem = 6  # Samedi 5/1/1901
    delta = nb_jours(5, 1, 1901, 21, 3, annee)
    nb_cycles = 1 + int(delta / cycle_lune)
    ajout = int(nb_cycles * cycle_lune)
    while (j_sem + ajout) % 7 != 0: ajout +=1
    nb = ajout - delta
    if nb <= 10: j, m = 21 + nb, 3
    else: j, m = nb - 10, 4
    return (m, j)

def formule(j,m,a):
    if m < 3:
        a -= 1
        m += 12
    return int(365.25 * a) + int(30.6 * (m + 1)) + j - 3

def nb_jours(j1, m1, a1, j2, m2, a2):
    return formule(j2, m2, a2) - formule(j1, m1, a1)

def dow(j,m,a): return 1 + (formule(j,m,a) % 7)

Date de pâques (formule exacte)

def easter(annee):
    a = annee % 19
    b = annee // 100
    c = annee % 100
    d = b // 4
    e = b % 4
    f = (b + 8) // 25
    g = (b - f + 1) // 3
    h = (19 * a + b - d - g + 15) % 30
    i = c // 4
    k = c % 4
    l = (32 + 2 * e + 2 * i - h - k) % 7
    m = (a + 11 * h + 22 * l) // 451
    mois = (h + l - 7 * m + 114) // 31
    jour = ((h + l - 7 * m + 114) % 31) + 1
    return (annee, mois, jour)