Sujet du Bac Numérique et Sciences Informatiques 2022 · Nouvelle-Calédonie Jour 1

EXERCICE 1

Cet exercice porte sur un schéma relationnel de bases de données et des requêtes SQL.

L'Internet Movie Database, noté IMDb, est une base de données en ligne sur le cinéma. Cette base de données permet d'accéder à des informations concernant les films, les acteurs, les réalisateurs, les scénaristes, etc. L'accès à ces informations est gratuit.

Une version simplifiée du schéma relationnel de cette base de données est présentée ci-dessous:

Film ( Idfilm, titre, annee, #Idrealisateur, noteIMDb)

Acteur ( Idacteur, acteur_nom, acteur_prenom)

Joue_Role ( Idrole, #Idacteur, #Idfilm, personnage)

Realisateur ( Idrealisateur, realisateur_nom, realisateur_prenom)

Dans l'exercice, toutes les requêtes seront écrites en langage SQL.

Les clés primaires sont soulignées et les clés étrangères sont précédées d'un #.

Partie 1: Étude du schéma relationnel

1)

Indiquer ce qui différencie les concepts de clé primaire et de clé étrangère.

2)

Indiquer l'utilité des clés étrangères dans la relation Joue_Role de ce schéma relationnel.

Partie 2: Accès aux données de la base IMDb

1)

Écrire une requête permettant d'obtenir la liste des titres des films et de leur année de sortie.

2)

En 2021, Fathia YOUSSOUF a obtenu le César du meilleur espoir féminin pour le film « Mignonnes ».

Écrire une requête permettant de créer l'enregistrement dans la table Acteur de cette actrice selon le modèle suivant:

Idacteur

acteur_nom

acteur_prenom

1250

YOUSSOUF

Fathia

3)

On cherche à supprimer un acteur de la base. Une fois la requête correspondante lancée, le message d'erreur suivant apparaît.

Indiquer ce qui a pu provoquer cette erreur.

ERREUR

Requête SQL:

DELETE FROM `Acteur` WHERE `acteur_nom` = 'DUPONT' AND `acteur_prenom` = 'David';

MySQL a répondu:

1. #1451 - Cannot delete or update a parent row: a foreign key constraint fails (`Joue_Role`, CONSTRAINT `Joue_Role_Acteur_fk` FOREIGN KEY (`Idacteur`) REFERENCES `Acteur` (`Idacteur`))

4)

Écrire une requête permettant d'obtenir le nom et le prénom du réalisateur du film ayant pour titre « Léon ».

5)

Écrire une requête permettant d'obtenir le nom des acteurs du film ayant pour titre « Intouchables ».

EXERCICE 2

Cet exercice porte sur l’architecture des ordinateurs et les protocoles réseau.

Partie 1: Choix d’un serveur

Une microentreprise souhaite s’équiper d’un ordinateur pour héberger son site web. Elle hésite entre deux configurations: un ordinateur monocarte (SoC – System on Chip) Raspberry Pi (figure 1) ou un mini-PC (figure 2).

Raspberry Pi 4B

Processeur ARM 64-bit quad core 1,5 GHz

8 Gio RAM

WiFi et Ethernet

1 prise jack, 4 ports USB, 2 ports micro-HDMI

40 broches GPIO

Carte micro-SD 64 Go (amovible)

Alimentation via USB-C (5 V, 3 A, 15 W)

Mini-PC

Processeur Intel Celeron 64 bit quad core 1,5 GHz

8 Gio RAM

WiFi et Ethernet

2 prises jack, 4 ports USB, 1 port HDMI

SSD 250 Go

Alimentation séparée (19 V, 3,42 A, 65 W)

1)

Indiquer la quantité de mémoire vive du Raspberry Pi.

2)

Indiquer la fonction principale du composant SSD (Solid State Drive).

3)

Indiquer deux avantages d'un ordinateur monocarte (SoC) par rapport à un mini-ordinateur.

EXERCICE 2

Cet exercice porte sur l’architecture des ordinateurs et les protocoles réseau.

Partie 1: Choix d’un serveur

Une microentreprise souhaite s’équiper d’un ordinateur pour héberger son site web. Elle hésite entre deux configurations: un ordinateur monocarte (SoC – System on Chip) Raspberry Pi (figure 1) ou un mini-PC (figure 2).

Raspberry Pi 4B

Processeur ARM 64-bit quad core 1,5 GHz

8 Gio RAM

WiFi et Ethernet

1 prise jack, 4 ports USB, 2 ports micro-HDMI

40 broches GPIO

Carte micro-SD 64 Go (amovible)

Alimentation via USB-C (5 V, 3 A, 15 W)

Mini-PC

Processeur Intel Celeron 64 bit quad core 1,5 GHz

8 Gio RAM

WiFi et Ethernet

2 prises jack, 4 ports USB, 1 port HDMI

SSD 250 Go

Alimentation séparée (19 V, 3,42 A, 65 W)

Partie 2: Paramétrage du serveur web

En plus de ce nouvel ordinateur (« serveur web »), un commutateur (« switch ») et un deuxième routeur ont été installés et raccordés pour constituer le « Réseau services ».

Une modélisation de ce nouveau réseau de cette microentreprise est schématisée sur la figure 3.

Une adresse IPv4, codée sur 4 octets, doit être associée à un masque de réseau pour être interprétable. Le masque de réseau permet de distinguer la partie de l'adresse qui identifie un réseau de celle qui identifie une machine. Il est codé sur 4 octets soit 32 bits. Dans cet exercice, on utilisera le masque: 255.255.255.0.

Les adresses IP connues sont indiquées. Les routeurs ont deux interfaces, chacune avec son adresse IP.

1)

Indiquer l'adresse IP du « Réseau services ».

2)

Indiquer le nombre d'adresses IP encore disponibles qui peuvent être群attribuées au serveur web.

3)

Indiquer l'adresse IP de la passerelle donnant au serveur web l'accès à Internet.

Partie 3: Analyse d'une trame réseau

La figure 4 représente un extrait d'une capture de trame réseau effectuée au niveau du serveur DNS (Domain Name System), alors que le poste de travail 192.168.0.11 accédait au site web https://www.monsite.sme/ hébergé par le serveur web.

1)

En analysant les échanges de trame présentés en figure 4, indiquer l'adresse physique / MAC (Media Access Control) du serveur DNS.

Figure 4 No · Source · Destination · Proto. · Couche · Commentaire

1 · 192.168.0.11 · 192.168.0.253 · ARP · Internet · Adresse MAC de 192.168.0.253 ?

2 · 192.168.0.253 · 192.168.0.11 · ARP · Internet · 192.168.0.253 → 8A:FD:54:49:D0:CC

3 · 192.168.0.11 · 192.168.0.253 · · Application

4 · 192.168.0.253 · 192.168.0.11 · · Application

2)

En utilisant les détails de la trame N°4 (figure 5) ci-dessous, indiquer le protocole utilisé pour cette trame au niveau de la couche transport.

3)

À partir du détail de la trame N°4 (figure 5), indiquer l'adresse IP du serveur web.

EXERCICE 2

Cet exercice porte sur l’architecture des ordinateurs et les protocoles réseau.

Partie 1: Choix d’un serveur

Une microentreprise souhaite s’équiper d’un ordinateur pour héberger son site web. Elle hésite entre deux configurations: un ordinateur monocarte (SoC – System on Chip) Raspberry Pi (figure 1) ou un mini-PC (figure 2).

Raspberry Pi 4B

Processeur ARM 64-bit quad core 1,5 GHz

8 Gio RAM

WiFi et Ethernet

1 prise jack, 4 ports USB, 2 ports micro-HDMI

40 broches GPIO

Carte micro-SD 64 Go (amovible)

Alimentation via USB-C (5 V, 3 A, 15 W)

Mini-PC

Processeur Intel Celeron 64 bit quad core 1,5 GHz

8 Gio RAM

WiFi et Ethernet

2 prises jack, 4 ports USB, 1 port HDMI

SSD 250 Go

Alimentation séparée (19 V, 3,42 A, 65 W)

Partie 4: Protocole de routage

Les routeurs 1 et 2, notés respectivement R1 et R2, s'insèrent dans un réseau plus étendu dans lequel les routeurs sont reliés comme indiqué à la figure 6.

Le protocole RIP (Routing Information Protocol) permet de construire les tables de routage des différents routeurs, en indiquant pour chaque routeur la distance, en nombre de sauts, qui le sépare d'un autre routeur. La table de routage du routeur R2 est fournie ci-dessous.

Table de routage du routeur R2

Destination

Routeur suivant

Distance

R1

R1

1

R3

R3

1

R4

R4

1

R5

R3

2

R6

R4

2

1)

Donner la table de routage du routeur R4.

Table de routage du routeur R4

Destination

Routeur suivant

Distance

R1

R2

R3

R5

R6

2)

Le routeur R1 doit transmettre un message au routeur R6, en effectuant un nombre minimal de sauts. Indiquer le trajet parcouru.

EXERCICE 3

Cet exercice est un exercice d'algorithmique et de programmation en langage Python utilisant un fichier csv.

Partie 1

Dans un fichier villes56.csv, on a regroupé les neuf villes du Morbihan de plus de 10 000 habitants en 2012.

dep

nom

nb_hab_1999

nb_hab_2012

densite

superficie

alt_min

alt_max

56 · Lorient · 59224 · 58100 · 3272 · 17.48 · 0 · 46

56 · Vannes · 51759 · 53000 · 1625 · 32.3 · 0 · 56

56 · Lanester · 21901 · 22500 · 1209 · 18.37 · 0 · 51

56 · Ploemeur · 18301 · 18200 · 448 · 39.72 · -1 · 55

56 · Hennebont · 13410 · 14600 · 818 · 18.57 · 0 · 82

56 · Pontivy · 13501 · 13700 · 553 · 24.85 · 48 · 192

56 · Auray · 10899 · 12500 · 1783 · 6.91 · 0 · 43

56 · Guidel · 9155 · 10100 · 198 · 52.29 · 0 · 70

56 · Saint-Avé · 8298 · 10100 · 400 · 26.09 · 12 · 136

1) En appliquant le programme suivant:

Programme 1

import csv

def readCSV( filename):

'''

filename est une chaine de caractères correspondant au nom d'un fichier du type csv

La fonction renvoie une variable de type list

'''

with open(filename, mode = 'r', encoding='utf-8', newline = '') as csvFile:

fichier = csv.DictReader(csvFile)

table1 = [dict(ligne) for ligne in fichier]

# les lignes 9 et 10 permettent d'obtenir une liste de dictionnaires dont les clés correspondent à la première ligne du fichier csvFile

csvFile.close()

return table1

listeVilles = readCSV("villes56.csv")

print(listeVilles)

a)

À partir des quatre propositions ci-dessous, indiquer ce que signifie « utf-8 » à la ligne 8.

b)

Indiquer ce que signifie le « mode ='r' » à la ligne 8.

2) Après exécution du programme Programme 1, voici le début de l'affichage obtenu:

[{'dep': '56',

'nom': 'Lorient',

'nb_hab_1999': '59224',

'nb_hab_2012': '58100',

'densite': '3272',

'superficie': '17.48',

'alt_min': '0',

'alt_max': '46'},

{'dep': '56',.........................

a)

Indiquer le type de la variable listeVilles.

b)

Indiquer ce que renvoie l'instruction listeVilles[1] en précisant son type.

c)

Écrire une instruction permettant d'obtenir le nombre d'habitants à Pontivy en 2012.

Partie 2

On admet qu'après un traitement, les données figurant dans les colonnes 2 à 7 du tableau listeVilles sont des entiers ou des flottants. On considère que listeVilles résulte de l'exécution du programme Programme 1.

1)

Indiquer ce que renvoie l'instruction suivante appliquée à listeVilles:

>>>[(d['nom'],d['alt_max']) for d in listeVilles if d['alt_max']>100]

2)

Écrire en langage Python une fonction variations qui prend en paramètre listeV, du même type que la variable listeVilles, et renvoie la différence totale entre le nombre d'habitants en 2012 et le nombre d'habitants en 1999 cumulée pour l'ensemble des villes.

3)

Écrire en langage Python une fonction surmax qui prend en paramètre listeV, du même type que la variable listeVilles, et renvoie la ville ayant la superficie la plus grande. On admet que deux villes n'ont pas la même superficie.

EXERCICE 4

Cet exercice est un exercice d'algorithmique et de programmation en langage Python utilisant les structures de données du type arbre binaire.

Un club de passionnés d'informatique fonctionne de la façon suivante: pour être membre du club, à l'exception du fondateur, il faut être parrainé. De plus, chaque membre peut parrainer au maximum deux personnes.

Dans ce club, on distingue trois profils de membres:

membre or: le membre a parrainé deux personnes.

membre argent: le membre a parrainé une seule personne.

membre bronze: le membre n'a parrainé personne.

On peut modéliser ce fonctionnement de parrainage à l'aide d'un arbre binaire dont les étiquettes sont les pseudonymes des membres du club.

On donne ci-dessous l'arbre P représentant les membres du club issus des parrainages de AnneB, fondatrice du club. Par exemple, Sophia a parrainé Malik2 et AstridM.

Opérations sur la structure d'arbre binaire:

estvide(Arbre) renvoie True si Arbre est vide, False sinon

racine(Arbre) renvoie l'étiquette du nœud racine de Arbre

gauche(Arbre) renvoie le sous-arbre gauche de Arbre

droit(Arbre) renvoie le sous-arbre droit de Arbre

1) Hauteur d'un arbre

On définit la hauteur d'un arbre non vide comme la longueur (en nombre d'arêtes) du plus long chemin allant d'une feuille à la racine. Un arbre vide a une hauteur égale à -1. Un arbre qui n'a qu'un seul nœud a une hauteur de 0.

a)

b)

def hauteur(A):

if.........:

return -1

else:

g=hauteur(gauche(A))

d=............

return 1+.........

c)

2) Parcours de l'arbre

La fonction membres ci-dessous prend en argument un arbre binaire A et une liste L.

def membres(A, L):

if not(estvide(A)):

L.append(racine(A))

membres(gauche(A), L)

membres(droit(A), L) a)

Écrire le contenu de L_membres après l'exécution des instructions ci-dessous où P désigne l'arbre P:

L_membres=[ ]

membres(P, L_membres)

b)

3) Profils des membres

a)

b)

À partir des propositions suivantes, indiquer le profil des membres dont les pseudonymes sont les étiquettes des feuilles:

c)

Écrire la fonction profil prenant en argument un arbre binaire non vide A et qui renvoie le profil du membre dont le pseudonyme est l'étiquette de la racine de A, sous la forme d'une chaîne de caractères: 'membre_or', 'membre_argent' ou 'membre_bronze'.

4) Reconstruction d'un arbre

Afin d'obtenir un tableau dont chaque élément est un tuple contenant le pseudonyme d'un membre et son profil, on propose la fonction membres_profiles définie ci-dessous:

def membres_profiles(A, L):

if not(estvide(A)):

L.append((racine(A), profil(A)))

membres_profiles(gauche(A), L)

membres_profiles(droit(A), L) On exécute les instructions ci-dessous:

L2=[ ]

membres_profiles(arbre2, L2) À l'issue de ces instructions on a obtenu le tableau suivant:

L2=[('LeaC','membre_or'),('Ali','membre_bronze'),('Tom45','membre_argent'),('Vero','membre_bronze')]

Dessiner un arbre possible pouvant correspondre à arbre2:

5) Calcul des cotisations

Chaque année, les membres reversent une cotisation en fonction de leur profil:

membre or: cotisation de 20 €

membre argent: cotisation de 30 €

membre bronze: cotisation de 40 €

Écrire une fonction cotisation en langage Python ou en pseudo-code qui prend en argument un arbre binaire modélisant les parrainages comme explicité au début de l'exercice et qui renvoie le montant total des cotisations reçues par le club. On pourra utiliser la fonction membres_profiles de la question précédente.

Cet exercice est un exercice d'algorithmique et de programmation en langage Python. Il aborde la programmation orientée objet.

Des élus d'un canton français décident de mettre en place une monnaie locale complémentaire dans leur circonscription, appelée le « sou ». L'objectif est d'encourager la population à acheter auprès de vendeurs et producteurs locaux.

La plus petite valeur du sou est le billet de 1 sou, il ne peut donc pas être séparé en dessous de ce montant. Le sou a un taux de change à parité avec l'euro (1 sou = 1 euro), de façon à ce que le prix d'un article puisse être intégralement payé en sous. Si le prix d'un article n'est pas entier, la différence peut être payée en euros. Par exemple, un article coûtant 3,50 € peut être payé avec 3 sous et 50 centimes d'euros.

Le canton a créé une association chargée de gérer les comptes de ses futurs adhérents au moyen d'une application en langage Python. On a commencé à créer une classe Compte dont les propriétés sont: le numéro de compte, le nom de l'adhérent, son adresse et le solde du compte. Lors de la création d'un compte, il faudra renseigner toutes les propriétés sauf le solde qui sera mis à 0 sou. Les méthodes de cette classe sont les suivantes:

Méthodes de la classe Compte

Description

__init__(self, numero, adherent, adresse)

Crée un nouveau compte et met le solde à 0.

crediter(self, montant)

Ajoute montant au solde.

debiter(self, montant)

Enlève montant au solde.

est_positif(self)

Renvoie Vrai si le solde du compte est positif ou nul.

Partie 1: Création de la classe compte

On a commencé à écrire la classe Compte:

class Compte:

def __init__(self, numero, adherent, adresse):

self.numero = numero

self.adherent = adherent

self.adresse = adresse

self.solde = 0

1)

Écrire la méthode crediter.

def crediter(self, montant):

2)

Écrire la méthode debiter.

def debiter(self, montant):

3)

Écrire la méthode est_positif.

def est_positif(self):

Partie 2: Utilisation de la classe compte

Monsieur Martin souhaite rejoindre la communauté des utilisateurs du sou et déposer 200 € sur son compte en sou.

1)

Écrire la ligne de code en langage Python permettant de créer le compte cpt_0123456A dont le numéro est "0123456A", le titulaire est "MARTIN Dominique" qui habite à l'adresse "12 rue des sports".

2)

Écrire la ligne de code en langage Python permettant de déposer 200 € sur le compte de monsieur Martin.

3)

Monsieur Martin souhaite transférer 50 sous de son compte « cpt_0123456A » vers un autre compte « cpt_2468794E ». On a besoin pour cela d'ajouter une méthode à la classe Compte.

Écrire la méthode transferer(self, autre_compte, montant) qui transfère le montant passé en paramètre vers un autre compte. On suppose que le compte courant est suffisamment approvisionné. On utilisera les autres méthodes de la classe Compte sans en modifier directement les attributs.

def transferer(self, autre_compte, montant):

Partie 3: Gestion des comptes

Pour en faciliter la gestion, on crée une liste Python liste_comptes contenant tous les comptes des adhérents. Cette liste sera donc composée d'objets de type compte.

Le gestionnaire de l'association souhaite relancer les adhérents dont le compte est débiteur, c'est-à-dire dont le solde est négatif. Il faut, pour cela, ajouter une autre fonction au programme en langage Python.

1)

Écrire la fonction rechercher_debiteurs qui prend en argument liste_comptes et renvoie une liste de dictionnaires dont la première clé est le nom de l'adhérent et la seconde clé le solde de son compte en négatif.

Exemple de résultat: liste_debiteurs = [{'Nom': 'DUPONT Thomas', 'solde': -60}, {'Nom': 'CARNEIRO Sarah', 'solde': -75}]

def rechercher_debiteurs(liste_comptes):

2)

Écrire la fonction urgent_debiteur qui prend en argument la liste de dictionnaires et renvoie le nom de l'adhérent le plus endetté. On suppose qu'aucun adhérent n'a la même dette.

def urgent_debiteur(liste_debiteurs):