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Formation SNT Sciences Numériques et Technologie

Formation SNT Sciences Numériques et Technologie. Avec mes remerciements pour M. Hacquard , M. Fourny et M. Barata. Planning de la formation ( Mail M. Mazaudier ). Contenu de la formation 1ère ½ journée : Introduction Préambule – Les piliers de l’informatique Le programme de SNT

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Formation SNT Sciences Numériques et Technologie

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  1. Formation SNTSciences Numériques et Technologie Avec mes remerciements pour M. Hacquard, M. Fourny et M. Barata

  2. Planning de la formation (Mail M. Mazaudier) • Contenu de la formation 1ère ½ journée : • Introduction • Préambule – Les piliers de l’informatique • Le programme de SNT • Les 7 thèmes • Rédaction des thèmes • Notions de programmation • Problématiques de la formation • Les ressources • Initiation à Python

  3. Planning de la formation • Contenu de la formation 1ère ½ journée : • Fin de l’initiation à Python • 2 thèmes : 7. Internet 8. Le Web

  4. Planning de la formation des formateurs : • 4 décembre : présentation de la réforme • 6/7 février : mise en place pédagogique de la réforme

  5. 1. IntroductionPourquoi cette matière? • Rattraper le retard de développement d’une culture informatique chez nos jeunes • (Apprentissage de la programmation dés l’équivalent de la 6ème en Russie !) • Changement de paradigme : • L’informatique n’est plus vue comme un outil au service d’une autre discipline (informatique de gestion, informatique industrielle,…) mais comme une science en elle-même. • Intervention de Richard Berry : • connexion sur magistère : lien

  6. 1. Introduction – La SNT par ses concepteursLaurent Chéno, Inspecteur général • Référentiel : BO • Laurent Chéno, inspecteur général (lien vidéo magistere) : lien • SNT est un enseignement de culture générale, • ce n’est pas un enseignement centré sur des techniques, des normes, des détails mais sur des concepts pour expliquer un monde numérique, • aucune norme n’est au programme ! • la place de la programmation est modulable selon les disponibilités des équipements et les compétences des professeurs, • il s’agit d’éclairer les élèves sur leurs usages et les technologies qu’ils utilisent quotidiennement.

  7. 1. Introduction – La SNT par ses concepteursLaurent Chéno, Inspecteur général • SNT est très différent de ICN : • à ne pas reproduire, et n’a rien à voir avec ISN, • pas la même place pour la création, mais des activités élèves très variées, • un enseignement pour tous, quelle que soit la poursuite d’études, • un programme impératif et non « à la carte », • éventuellement en classe entière.

  8. 1. Introduction – La SNT par ses concepteursLaurent Chéno, Inspecteur général • SNT / PIX : • plusieurs des compétences développées en SNT peuvent faire l’objet d’une validation par la plateforme PIX • au même titre que de nombreuses disciplines ! • il n’est pas question de transformer SNT en un enseignement visant la certification PIX

  9. 2. Préambule : Les piliers de l’informatique • Le monde du numérique est fondé sur 4 (+1) piliers, concepts de l’informatique • les données : code sous forme numérique des informations (textes, images, sons, mesures physique…) • les algorithmes : spécifient de façon abstraites les traitements à effectuer sur les données, à partir d’opérations élémentaires • les langages : permettent de traduire les algorithmes abstraits afin qu’ils soient rendus exécutables par les machines • les machines (et leurs systèmes d’exploitation) : • exécutent des programmes, • stockent des données, • gèrent les communications. • => On y inclut les objets connectés et les réseaux • les interfaces (élément transversal) : • permettent la communication (acquisition et restitution de données) : avec humains et/ou systèmes

  10. 3. Le programme de SNT • BO : lien • Décliné suivant 7 thèmes : • Internet • Le Web • Les réseaux sociaux • Les données structurées et leur traitement • Localisation, cartographie et mobilité • Informatique embarquée et objets connectés • La photographie Numérique • Programmation : notion transversale • Chaque thème est destiné à être enseigné sur une durée d’environ 4 semaines => soit 6 heures par lycéen

  11. 3. Le programme de SNT • Rédaction des 7 thèmes : • éléments de culture scientifique et technologique • repères historiques • explicitation des concepts • impact sur les pratiques humaines • tableau de Contenus/Capacités attendues • liste ni exhaustive ni impérative d’exemples d’activités pouvant être conduites avec les élèves

  12. 3. Le programme de SNT • Notions transversales de programmation : • Langage de programmation obligatoire: Version 3

  13. 4. Problématiques de la formation • Durée : 2 jours, organisés en 4 ½ journées de formation • C’est un nouvel enseignement • Beaucoup d’ hétérogénéité : • Des enseignants (quelles compétences ? 7 thèmes => 7 masters !?) • Des lycéens : • Enseignement commun ! • Des établissements : • Equipements en salle informatique • Matériel pédagogique • Volume horaire (DHG ou non…) : Classe entière / groupes • Accès aux machines: oui / non / parfois • Conclusion : Il a fallut faire des choix

  14. 5. Les ressources : A. en ligne • Ressources proposées sur M@gistère : magistere.education.fr • Plus de 60 activités crées par des professeurs • Présentées aux collègues lors des 2 séminaires SNT (12/2018 et 02/2019) • Lues et critiquées en ateliers • Les diaporamas utilisés pour les présentations du séminaire • Les vidéos de ces présentations et des conférences • Les vidéos de ces présentations et des conférences • Pour l’autoformation : www.fun-mooc.fr • « Tout fait » : pixees.fr/informatiquelycee/n_site/snt.html • (en lien avec fun-mooc)

  15. 5. Les ressources : B. Logiciel • Préférer les versions portables • À déposer dans un partage réseau • Sur clé USB • Pour programmer : • EduPython • Notepad++ • Pour les images : • Photophiltre • Paint.net

  16. 6. Initiation à Python • Langage simple (proche de l’algorithme) • Langage efficace (peu de lignes pour faire beaucoup) • Langage puissant : nombreuses librairies (maths, graphiques, matériel, réseaux, …) • Largement utilisé dans l’enseignement (notamment en maths, en sciences physiques, …) • Grosse communauté d’utilisateurs (forums…) • Portable et Multiplateforme (Windows, Mac, Linux, …)

  17. Lancer l’exécution du code de l’éditeur EDITEUR DE TEXTE : Là où saisie le code ! CONSOLE : Exécution du code ligne par ligne ou résultat de l’exécution du fichier actuellement dans l’éditeur

  18. Proposition • Fichier « 2. Découverte Python » : • Instructions de base suffisantes pour SNT • Différents TPs à la fin: • « Modélisation des réseaux sociaux. » : TP simple • « Découverte à travers la tortue » : Un peu plus exigeant, thème moins utile pour SNT • « Manipulation de courbes » : Peut être utile dans certaines propositions de séquences • « 4. TD Decodage d'une trame NMEA » : Utile pour le thème de géolocalisation

  19. 7. Internet

  20. 7. Internet • Origine : le modèle DoD (Department of Defense) ou TCP/IP

  21. 7. Internet • Couche « Accès réseau » : • technologies permettant de lier les points d’accès (tout ce qui est connectable) entre eux au sein d’un réseau local. • Adressage physique MAC (Médium Access Control), numéro unique au monde

  22. 7. Internet • Couche « Internet » ou « réseau »: • Fournit une stratégie d’adressage et d’acheminement (routage) entre les « réseaux locaux » • Adresse IP : • 4 octets sous la forme décimale pointée : a.b.c.d (a,b,c,d allant de 0 à 255, exemple : 172.16.3.4), • Adresse publique : unique au monde • Adresse privée : • unique dans le réseau local, • cachée derrière une adresse publique pour accéder au reste du monde

  23. 7. Internet • Couche « Transport » : • Fiabilité : arrivé : oui/non réexpédition • Intégrité • Ordonnancement des paquets • Atteindre l’application cible (plusieurs applications différentes peuvent faire des échanges sur le même point d’accès) : port d’émission et de destination • Couche « application »: • le logiciel qui est la cible/émetteur du flux de données • Ecrit/lit les données sur un « socket » : sorte de boîte aux lettres couplée à un protocole et à une cible (ip + port destination ou ip + port lecture)

  24. 7. Internet • Imaginons un réseau local :

  25. Technologies de réseau local • Wifi <250 m de portée, jusqu’à 200 Mo/s • Problématique partage de la bande passante et collision des ondes, perturbation du signal, sécurité • Ethernet (Filaire) < 100 m entre chaque relai • Jusqu’à 10 Gbit/s, généralement 1 Gbit/s • Problématique du déploiement du média et de ses infrastructures

  26. Emission dans le réseau local • Transaction : impression • Emetteur : • LAN1 : Desktop • IP : • 192.168.1.95 • « 255.255.255.0 » ou « / 24 » • Mac : 01:01:01:11:11:11 • Cible • Lan1 : Printer • IP : • 192.168.1.121 • « 255.255.255.0 » ou « / 24 » • Mac : 02:02:02:22:22:22 • Principe • Emetteur et cible : dans le même réseau car leurs 24 premiers bits (ou 3 premiers octets) sont identiques : • Emetteur 192 168 1 95 • Cible 192 168 1 121

  27. Etape 1 : • Résolution ARP : desktop demande qui a l’adresse 192.168.1.121 • Forme de la trame : • Mac Src : 01:01:01:11:11:11 • Mac Dst : ff:ff:ff:ff:ff:ff • Chargement : qui a 192.168.1.121 ? 01:01:01:11:11:11

  28. Etape 2 : • Réponse ARP : Printer répond que c’est elle qui possède cette IP • Forme de la trame : • Mac Src : 02:02:02:22:22:22 • Mac Dst : 01:01:01:11:11:11 • Chargement : j’ai 192.168.1.121 ! 02:02:02:22:22:22 01:01:01:11:11:11

  29. Etape 3 : • Maintenant, que le PC connait l’imprimante, il peut lui envoyer ce qu’il faut imprimer • Forme de la trame : • Mac Src : 01:01:01:11:11:11 • Mac Dst : 02:02:02:22:22:22 • IpSrc : 192.168.1.95 • IP Dst : 192.168.1.121 • Port Src : 51000 • Port Dst : 375 • Chargement : Impression… 02:02:02:22:22:22 01:01:01:11:11:11

  30. Etape 4 : • L’imprimante a fini et elle informe le pc • Forme du paquet : • Mac Src : 02:02:02:22:22:22 • Mac Dst : 01:01:01:11:11:11 • IpSrc : 192.168.1.121 • IP Dst : 192.168.1.95 • Port Src:375 • Port Dst : 51000 • Chargement : Résultat… 02:02:02:22:22:22 01:01:01:11:11:11

  31. Emission vers une autre partie du réseau locale • Chargement : impression • Emetteur : • LAN1 : Desktop • IP : • 192.168.1.95 • « 255.255.255.0 » ou « / 24 » • Passerelle : 192.168.1.1 • Mac : 01:01:01:11:11:11 • Cible • Lan2 : Printer • IP : • 192.168.2.23 • « 255.255.255.0 » ou « / 24 » • Passerelle : 192.168.2.2 • Mac : 06:06:06:66:66:66 • Déroulement • Emetteur et cible : pas dans le même réseau car leurs 24 premiers bits (ou 3 premiers octets) NE sont PAS identiques : • Emetteur 192 168 1 95 • Cible 192 168 2 23

  32. Etape 1 : • Les paquets n’étant pas de le même réseau, il faut les envoyer à la passerelle. • Résolution ARP : desktop demande qui a l’adresse de la passerelle 192.168.1.1 • Forme de la trame : • Mac Src : 01:01:01:11:11:11 • Mac Dst : ff:ff:ff:ff:ff:ff • Chargement : qui a 192.168.1.1 ? 01:01:01:11:11:11

  33. Etape 2 : • Réponse ARP : la passerelle répond ! • Forme de la trame : • Mac Src : 04:04:04:44:44:44 • Mac Dst : 01:01:01:11:11:11 • Chargement : j’ai 192.168.1.1 ! 04:04:04:44:44:44 01:01:01:11:11:11

  34. Etape 3 : • Envoie à la passerelle pour routage • Forme du paquet : • Mac Src : 01:01:01:11:11:11 • Mac Dst : 04:04:04:44:44:44 • IpSrc : 192.168.1.95 • IP Dst : 192.168.2.23 • Port Src : 51000 • Port Dst : 375 • Chargement : Impression… 04:04:04:44:44:44 01:01:01:11:11:11

  35. Etape 4 : • Routage • IpSrc : 192.168.1.95 • IP Dst : 192.168.2.23 • Chargement : Impression… • Le routeur connait une route vers l’IP de destination : elle est dans le même réseau qu’une de ses interface • => il va « router » le paquet

  36. 05:05:05:55:55:55 • Etape 5 : • Résolution ARP : le routeur demande qui a 192.168.2.23 • Forme de la trame : • Mac Src : 05:05:05:55:55:55 • Mac Dst : ff:ff:ff:ff:ff:ff • Chargement : qui a 192.168.2.23 ?

  37. Etape 7 : • Réponse ARP : l’imprimante répond ! • Forme de la trame : • Mac Src : 06:06:06:66:66:66 • Mac Dst : 05:05:05:55:55:55 • Chargement : j’ai 192.168.2.23 ! 05:05:05:55:55:55 06:06:06:66:66:66

  38. Etape 8 : • Envoi à l’imprimante de l’impression • Forme de la trame : • Mac Src : 05:05:05:55:55:55 • Mac Dst : 06:06:06:66:66:66 • IpSrc : 192.168.1.95 • IP Dst : 192.168.2.23 • Port Src : 51000 • Port Dst : 375 • Chargement : Impression… 05:05:05:55:55:55 06:06:06:66:66:66

  39. Emission vers internet • Chargement : site web • Emetteur : • LAN1 : Desktop • IP : • 192.168.1.95 • « 255.255.255.0 » ou « / 24 » • Passerelle : 192.168.1.1 • Cible • Internent • IP : • 80.1.1.50 • « 255.255.255.0 » ou « / 24 » • Passerelle : 80.1.1.1 • Déroulement • Emetteur et cible : pas dans le même réseau car leurs 24 premiers bits (ou 3 premiers octets) NE sont PAS identiques : • Emetteur 192 168 1 95 • Cible 80 1 1 50

  40. Etape 1 : Desktop vers Routeur Box • Ip SRC : 192.168.1.195 • IP Dest : 80.1.1.100 • Mac src : 01:01:01:11:11:11 • Mac DEST : 03:03:03:33:33:33 • Port Src : 51000 • Port Dest : 80 • Chargement : je veux cette page : www.jbaubry.fr

  41. Etape 2 : Routeur Box : Translation d’adresse • Ip SRC : 192.168.1.195 • IP Dest : 80.1.1.100 • Prochain saut : • Routage vers 50.1.1.2 • Translation : • Le réseau source est privé et le réseau suivant est public • 192,168,1,195 va être caché derrière 50.1.1.1

  42. Etape 3 : « Routeur Box » vers « routeur R1 » • IpSRC : 50.1.1.1 • IP Dest : 80.1.1.100 • Mac src : 10:10:10:10:10:10 • Mac DEST : 11:11:11:11:11:11 • Port Src : 51000 • Port Dest : 80 • Chargement : je veux cette page : www.jbaubry.fr • Etape 4 : routage sur « R1 »

  43. Etape 5 : « R1 » vers « R2 » • IpSRC : 50.1.1.1 • IP Dest : 80.1.1.100 • Mac src : 12:12:12:12:12:12 • Mac DEST : 13:13:13:13:13:13 • Port Src : 51000 • Port Dest : 80 • Chargement : je veux cette page : www.jbaubry.fr • Etape 6 : routage sur « R2 »

  44. Etape 6 : « R2 » vers « Serveur web » • IpSRC : 50.1.1.1 • IP Dest : 80.1.1.100 • Mac src : 14:14:14:14:14:14 • Mac DEST : 15:15:15:15:15:15 • Port Src : 51000 • Port Dest : 80 • Chargement : je veux cette page : www.jbaubry.fr • Etape 7 : Génération de la réponse

  45. Etape 8 : « Serveur web » vers « R2 • IpSRC : 80.1.1.100 • IP Dest : 50.1.1.1 • Mac src : 15:15:15:15:15:15 • Mac DEST : 14:14:14:14:14:14 • Port Src : 80 • Port Dest : 51000 • Chargement : la page: www.jbaubry.fr • Etape 9 : R2 routage réponse

  46. Etape 12 : « Routeur R1 » vers « routeur Box » • IpSRC : 80.1.1.100 • IP Dest : 50.1.1.1 • Mac src : 11:11:11:11:11:11 • Mac DEST : 10:10:10:10:10:10 • Port Src : 80 • Port Dest : 51000 • Chargement : la page: www.jbaubry.fr

  47. Etape 13 : Routeur Box : Translation d’adresse • Ip SRC : 80.1.1.100 • IP Dest : 50.1.1.1 • Port Src : 80 • Port Dest : 51000 • Chargement : la page: www.jbaubry.fr • Par rapport à une table de translation et aux numéros de suivi de TCP, il peut retrouver que ce paquet est pour 192.168.1.195

  48. Etape 14 : « Routeur Box » vers « Desktop » • Ip SRC : 80.1.1.100 • IP Dest : 192.168.1.195 • Mac src : 03:03:03:33:33:33 • Mac DEST : 01:01:01:11:11:11 • Port Src : 80 • Port Dest : 51000 • Chargement : la page: www.jbaubry.fr

  49. Commande utile : • Ipconfig : pour obtenir ip, masque et passerelle locale

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