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Tout savoir sur la spécialité Numériques et Sciences Informatiques (NSI)

Article publié le 12 janvier 2022

L’enseignement de spécialité de Numérique et Sciences Informatiques (NSI) du cycle terminal de la voie générale a pour objectif de donner les bases informatiques nécessaires à une poursuite d’études supérieures. On vous explique tout ce qu'il y a à savoir sur cet enseignement de spécialité.

Cet enseignement s’appuie sur l’universalité de quatre concepts fondamentaux :

  • Les données, qui représentent sous une forme numérique unifiée des informations  très diverses : textes, images, sons, mesures physiques, etc.
  • Les algorithmes, qui spécifient de façon abstraite et précise des traitements à effectuer sur les données à partir d’opérations élémentaires.
  • Les langages, qui permettent de traduire les algorithmes abstraits en programmes textuels ou graphiques de façon à ce qu’ils soient exécutables par les machines.
  • Les machines, qui permettent d’exécuter des programmes en enchaînant un grand nombre d’instructions simples, assurent la persistance des données par leur stockage et de gérer les communications. 

Les interfaces, éléments transversaux, permettent la communication avec les humains, la collecte des données et la commande des systèmes.

Le programme de NSI ne suit pas un plan de cours classique : les professeurs choisiront leur progression et peuvent développer des notions similaires dans différentes rubriques, en mettant en avant leurs interactions.

La spécialité NSI en Première

En première, la spécialité NSI est enseignée 4h par semaine. Elle se divise en huit thèmes et porte sur les notions suivantes :

  • Histoire de l’informatique

Ce thème se décline dans les sept autres. Il a pour objectif de permettre à l’élève de situer dans le temps les principaux événements de l’histoire de l’informatique et leurs protagonistes.

En informatique, les données de base sont représentées selon un codage dépendant de leur nature : entiers, flottants, caractères et chaînes de caractères. L’objectif de thème est de s’approprier des concepts sur les bases 2; 10 ou 16, les représentations des nombres, leurs tailles, les valeurs booléennes et la représentation d’un texte en machine

  • Représentation des données : types construits

On construit des types construits à partir des types et valeurs de bases. On y découvre les notions de p-uplets, de tableaux indexés, tableau donné en compréhension et de dictionnaires par clés et valeurs.

  • Traitement de données en tables

Ce thème permet de préparer les élèves à aborder la notion de base de données qui ne sera présentée qu’en classe terminale. On y découvre les indexations, recherches, tris et fusions de tables.

  • Interactions entre l’homme et la machine sur le Web

Il existe une interaction entre l’homme et la machine lors de la navigation sur le Web. L’Interface Homme-Machine (IHM) repose sur la gestion d’événements associés à des éléments graphiques munis de méthodes algorithmiques. On y découvre entre autre les interactions client-serveur, les requêtes HTTP et les réponses du serveur.

  • Architectures matérielles et systèmes d’exploitation

Une machine ne peut exécuter un algorithme que s’il est exprimé dans un langage adapté. On découvre dans ce thème les circuits électriques, le modèle d’architecture de Von Neumann, le fonctionnement basique des réseaux, les systèmes d’exploitation et les périphériques d’entrée et de sortie d’une machine.

  • Langages et programmation :

On découvre dans ce thème les nombreux langages de programmation, différents par leur style (impératif, fonctionnel, objet, logique, événementiel, etc.), ainsi que des langages formalisés de description ou de requêtes qui ne sont pas des langages de programmation.

  • Algorithmique

Dans le prolongement des travaux effectués au collège avec Scratch et Python en seconde, on poursuit en première ces travaux en découvrant de nouveaux algorithmes et en étudiant leur coût (Nombre de calculs nécessaires à leur réalisation). On y découvre en particulier des algorithmes de recherche, de tri, de dichotomie et des algorithmes gloutons…

 

La spécialité NSI en Terminale

En terminale, la spécialité NSI est enseignée 6h par semaine et permet d’approfondir les notions abordées en classe de première. Elle se divise en six thèmes et porte sur les notions suivantes :

  • Histoire de l’informatique :

Ce thème se décline dans les six autres. Il a pour objectif de permettre à l’élève de situer dans le temps les principaux événements de l’histoire de l’informatique et leurs protagonistes.

  • Structures de données 

Interface et implémentation. Classes, attributs, méthodes, objets, listes, piles, files : structures linéaires, dictionnaires, arbres, sous-arbres et graphes

  • Bases de données 

Modèle relationnel : relation, attribut, domaine, clef primaire, clef étrangère, schéma relationnel, base de données relationnelle, système de gestion de bases de données relationnelles.

  • Architectures matérielles, systèmes d’exploitation et réseaux 

Composants intégrés d’un système sur puce, systèmes d’exploitations, protocoles de routage  et sécurisation des communications

  • Langages et programmation

Notion de programme en tant que donnée, calculabilité, décidabilité, récursivité, modularité, paradigmes de programmation,mise au point des programmes et gestion des bugs.

  • Algorithmique

Arbres binaires et recherches, graphes, programmation dynamique, “diviser pour mieux régner” et recherche textuelle.

Pourquoi choisir cette spécialité ?

La spécialité NSI est indispensable pour s’orienter vers :

  • certaines classes préparatoires scientifiques (MPSI-PCSI-PTSI-MPI)
  • les premiers cycles informatiques à l’université
  • des écoles d’ingénieur post-bac
  • Des BTS, IUT ou autres écoles.

Comment se déroule l’épreuve de spécialité NSI ?

Si la spécialité est abandonnée en fin de première, l’évaluation se fait en contrôle continu pendant toute l’année de première. La moyenne obtenue compte pour un coefficient 8 dans les 40 % accordés au contrôle continu pour la note finale du bac.


Si la spécialité est maintenue jusqu’en terminale, l’évaluation a lieu à la mi-mars et compte comme une épreuve finale (coef. 16). Il s’agit d’une épreuve écrite de 3 h30, notée sur 12 points, comportant cinq exercices parmi lesquels le candidat en choisit trois à traiter ; et d’une épreuve pratique d’1 h, notée sur 8 points, consistant en la résolution de deux exercices sur ordinateur.

Quels sont les élèves concernés ?

Elle est conseillée aux élèves à l’aise en langage informatique, qui souhaitent apprendre à coder et sert à préparer ceux qui veulent s’orienter vers des études supérieures d’informatique et vers les métiers du numérique de demain.

À quoi ça sert ?

L’intérêt principal de la spécialité NSI est double :

- Aider les élèves à comprendre les fondements de l’informatique

- Les préparer à intégrer une filière d’études supérieures, en les formant à la pratique d’une démarche scientifique et en développant leurs compétences pour des activités de recherche. Cet enseignement permet aussi de :

  • développer des compétences comme analyser et modéliser un problème
  • décomposer un problème en sous-problèmes, concevoir des solutions algorithmiques 
  • mobiliser les concepts et les technologies utiles pour assurer les fonctions d’acquisition, de mémorisation, de traitement et de diffusion des informations
  • développer des capacités d’abstraction et de généralisation.

Comment travailler cette matière en classe ?

L'enseignement de la NSI alterne des enseignements théoriques élémentaires avec des travaux pratiques sur ordinateur ainsi que la réalisation de projets en groupe.

Comment bien s'y préparer ?

En complément du cours du professeur et du manuel, les élèves pourront approfondir leurs connaissances sur lesbonsprofs.com. Ils auront à leur disposition des rappels de cours en vidéo, des fiches récaps ainsi que des QCM et des exercices pour s'entraîner. Pour tester la plateforme des bons profs, rien de plus simple ! Il suffit de vous inscrire et de profiter des 7 jours d'essai gratuit pour vous faire une idée.

 

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