Sujet du Bac Numérique et Sciences Informatiques 2022 · Nouvelle-Calédonie Jour 2

EXERCICE 1

Cet exercice porte sur de l'algorithmique et de la programmation en langage Python. Il aborde la programmation orientée objet.

L'objectif de cet exercice est de créer un jeu vidéo. Il s'agit d'un jeu de plateau sur le thème des chevaliers de la table ronde dans lequel plusieurs personnages doivent réaliser des missions.

Ces personnages doivent récupérer des objets sur leur parcours. La récupération de ces objets leur permettra de gagner des points de vie ou d'en perdre.

Dans l'environnement du jeu, les héros vont rencontrer des personnages qui pourraient se révéler dangereux et contre lesquels ils devront parfois engager des batailles.

Partie 1

On s'intéresse ici au déplacement des personnages. L'espace dans lequel ils évoluent est représenté par un repère orthonormé à trois axes. La position de chaque personnage sera repérée par ses attributs x, y, z.

1)

a)

Recopier sur la copie et compléter le constructeur de la classe Personnage positionnant un personnage aux coordonnées choisies x, y et z.

class Personnage:

def __init__(self, coordx, coordy, coordz):

b)

Écrire une méthode avancex de la classe Personnage permettant d'augmenter d'une unité la coordonnée x d'un personnage.

c)

Écrire une méthode raz permettant de mettre toutes les coordonnées d'un personnage à zéro.

d)

Écrire une méthode coord renvoyant les coordonnées d'un personnage sous forme d'un tuple.

2) En utilisant les méthodes écrites dans la partie 1, écrire des lignes de code permettant:

a)

b)

c)

Partie 2

Chaque personnage du jeu va rencontrer différentes situations (potions, pièges,...) qui vont faire évoluer ses points de vie. La classe Personnage est modifiée afin de permettre ces évolutions.

import random

class Personnage:

def __init__(self, coordx, coordy, coordz, point_de_vie):

... # défini dans la partie 1

self.vie = point_de_vie

def avancex... # défini dans la partie 1

def raz... # défini dans la partie 1

def coord... # défini dans la partie 1

def get_etat(self):

return self.vie

def newgame(self):

................ # défini dans la partie 2

def potionmystere(self):

if random.randint(1,2) == 1:

nbPoint = -1

else:

nbPoint = +1

self.vie = self.vie + nbPoint

def piege(self):

self.vie = self.vie - 10

def repos(self):

self.vie = self.vie + 5 1)

Indiquer les valeurs possibles de la nouvelle variable valeurMerlin après exécution du programme ci-dessous:

merlin = Personnage (4,5,8,15)

merlin.potionmystere()

valeurMerlin = merlin.get_etat()

2)

Indiquer la valeur de la nouvelle variable valeurMerlin après exécution du programme ci-dessous:

merlin = Personnage (4,5,8,20)

merlin.piege()

merlin.piege()

valeurMerlin = merlin.get_etat()

3)

Écrire sur la copie, la méthode newgame permettant, si le nombre de points de vie est inférieur ou égal à 0, de:

ramener les coordonnées du personnage à (0,0,0),

lui attribuer 15 points de vie.

Pour intégrer les combats au jeu, on modifie et complète la classe Personnage en rajoutant les méthodes suivantes:

def perdre_vie(self,points):

self.vie = self.vie - points

self.newgame()

def attaquer(self, autre):

autre.perdre_vie(self.degats) 4) Écrire un programme en langage Python permettant:

la création d'une instance lancelot de cette classe ayant pour attributs 5,5,5 en coordonnées, 15 en point_de_vie et 3 en point_degats.

la création d'une instance sorcier de cette classe ayant pour attributs 6,5,5 en coordonnées, 15 en point_de_vie et 2 en point_degats.

à lancelot d'attaquer le sorcier une première fois.

au sorcier d'attaquer à son tour lancelot.

à lancelot de répliquer en attaquant quatre fois de suite le sorcier.

d'afficher le nombre de points de vie de lancelot et du sorcier.

EXERCICE 2

Cet exercice porte sur de l'algorithmique et de la programmation en langage Python utilisant les structures de données du type arbre binaire.

On crée un jeu dans lequel les personnages doivent se déplacer. Le personnage Mélusine se déplace et se retrouve devant différents chemins possibles. Le schéma 1 ci-dessous illustre la situation.

Mélusine part du point A et peut se rendre à n'importe quel autre point repéré par une lettre. Sous chaque lettre, se cache un objet à récupérer. Chaque objet est associé à une valeur.

1)

Indiquer pourquoi il s'agit d'un arbre binaire.

3)

Indiquer, en justifiant la réponse, le rôle de l'algorithme suivant.

CALCUL(T: arbre):

VARIABLE

x: noeud

DEBUT

si T n'est pas un arbre vide:

x ← racine de T

renvoyer 1 + CALCUL(sous arbre gauche de x) + CALCUL(sous arbre droit de x)

sinon:

renvoyer 0

fin si

FIN

4)

On applique l'algorithme ci-dessous à l'arbre du schéma 1.

VISITE(T: arbre):

VARIABLE

x: noeud

DEBUT

si T n'est pas un arbre vide:

x ← racine de T

affiche clé de x

VISITE(sous arbre gauche de x)

VISITE(sous arbre droit de x)

fin si

FIN

a)

b)

EXERCICE 2

Cet exercice porte sur de l'algorithmique et de la programmation en langage Python utilisant les structures de données du type arbre binaire.

On crée un jeu dans lequel les personnages doivent se déplacer. Le personnage Mélusine se déplace et se retrouve devant différents chemins possibles. Le schéma 1 ci-dessous illustre la situation.

Mélusine part du point A et peut se rendre à n'importe quel autre point repéré par une lettre. Sous chaque lettre, se cache un objet à récupérer. Chaque objet est associé à une valeur.

2) À chaque lettre, on attribue une valeur positive. On définit la variable V suivante contenant les valeurs associées aux lettres:

V = {'A': 1, 'B': 2, 'C': 3, 'D': 5, 'E': 10, 'F': 15, 'G': 4, 'H': 5, 'I': 5, 'J': 7} a)

Indiquer le type de la variable V.

b)

Écrire l'instruction permettant d'accéder à la valeur « 7 » stockée dans cette variable.

c)

Écrire une fonction somme en langage Python qui prend un paramètre W du même type que la variable V et qui renvoie la somme des valeurs de W.

d)

Écrire une fonction VMax en langage Python qui prend un paramètre W du même type que la variable V et qui renvoie la lettre ayant la valeur maximale de W.

EXERCICE 3

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

Pour élaborer un jeu vidéo sur le thème des chevaliers de la table ronde, on crée une base de données Chevalier. Celle-ci permet de disposer de toutes les caractéristiques de tous les personnages du jeu. Deux tables sont créées avec différents attributs.

Table Personnage

Idperso

nom

frere_de

points

Idqualite

1 · Merlin · NC · 40 · 2

2 · Galehaut · NC · 40 · 5

3 · Lancelot · Hector · 50 · 1

4 · Gareth · Gaheris · 20 · 4

5 · Galahad · NC · 25 · 3

6 · Gaheris · Gareth · 30 · 1

7 · Erek · NC · 25 · 1

8 · Lamorak · Perceval · 30 · 1

9 · Perceval · Lamorak · 35 · 3

10 · Hector · Lancelot · 50 · 6

11 · Keud · Arthur · 80 · 7

12 · Bedivere · Lucan · 20 · 6

13 · Lucan · Bedivere · 25 · 7

Table Qualite

Idqualite

nom_qualite

1 · apprenti chevalier

2 · magicien

3 · preux chevalier

4 · espion

5 · seigneur

6 · sage

7 · grand chevalier

NC signifie: « Non communiqué »

Dans la suite, toutes les requêtes seront écrites en langage SQL.

1)

Écrire une requête permettant d'afficher le nom et les points de tous les personnages.

2)

Une erreur a été identifiée. Le frère d'Arthur ne s'appelle pas Keud mais Antor.

Écrire une requête permettant la modification de ce nom.

3)

Écrire une requête permettant d'ajouter le nom_qualite « roi » à la table Qualite ayant 8 pour Idqualite.

4)

Écrire une requête permettant de créer un quatorzième personnage: le roi Arthur avec 100 points.

5)

Écrire une requête permettant d'afficher le nom et le nom de la qualité des personnages dont les points sont égaux à 40.

6)

On applique la requête suivante:

UPDATE Personnage SET points=points+10

WHERE points < 40;

Indiquer alors le nombre de points des personnages suivants:

Arthur:

Perceval:

Merlin:

EXERCICE 4

Cet exercice porte sur l'architecture réseau et des protocoles de communication.

On souhaite tester un jeu vidéo en mettant en place un réseau d'ordinateurs répartis dans trois salles.

La figure 1 représente le schéma du réseau d'ordinateurs étudié. Il comprend trois réseaux locaux T1, T2 et T3 dans lesquels vont s'installer les joueurs. Un quatrième réseau local sera utilisé pour un serveur de jeux.

Ces réseaux locaux sont interconnectés grâce à des routeurs R1, R2, R3 et R4. Les réseaux locaux T1, T2 et T3 sont constitués de plusieurs ordinateurs portables nommés « Portable i », $1 \le i \le 9$, et de commutateurs (switchs) nommés S1, S2 et S3.

Le serveur est connecté au routeur (passerelle) R4 par l'intermédiaire du commutateur (switch) S4.

Rappels et notations:

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;

est codé sur 4 octets soit 32 bits sous la forme d'une suite de 1 puis une suite de 0;

peut être indiqué sous forme décimale ou en notation CIDR (Classless Inter-Domain Routing) « / n » où n correspond aux nombres de bits égaux à 1.

Il peut être codé sous la forme 1111 1111.0000 0000.0000 0000 0000 ou en ajoutant « /8 » à l'adresse IP (exemple: 172.16.1.1/8).

Le tableau 1 donne des informations sur les adresses IP de la plupart des éléments constituant le réseau: le nom de l'élément, son type, l'adresse IPv4 de son ou ses interfaces par lesquelles sortent les paquets, l'élément directement relié à l'interface.

1.

a) Indiquer l'adresse du réseau local dont fait partie l'ordinateur Portable 3.

b) Indiquer une adresse possible pour l'ordinateur Portable 3.

c) Indiquer, en justifiant, le nombre d'adresses encore disponibles pour l'ordinateur Portable 4 du réseau local T2.

2.

Indiquer les adresses IP des interfaces du routeur 3. Chaque adresse IP est la première disponible sur la plage d'adressage de chaque réseau connecté.

EXERCICE 4

Cet exercice porte sur l'architecture réseau et des protocoles de communication.

On souhaite tester un jeu vidéo en mettant en place un réseau d'ordinateurs répartis dans trois salles.

La figure 1 représente le schéma du réseau d'ordinateurs étudié. Il comprend trois réseaux locaux T1, T2 et T3 dans lesquels vont s'installer les joueurs. Un quatrième réseau local sera utilisé pour un serveur de jeux.

Ces réseaux locaux sont interconnectés grâce à des routeurs R1, R2, R3 et R4. Les réseaux locaux T1, T2 et T3 sont constitués de plusieurs ordinateurs portables nommés « Portable i », $1 \le i \le 9$, et de commutateurs (switchs) nommés S1, S2 et S3.

Le serveur est connecté au routeur (passerelle) R4 par l'intermédiaire du commutateur (switch) S4.

Rappels et notations:

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;

est codé sur 4 octets soit 32 bits sous la forme d'une suite de 1 puis une suite de 0;

peut être indiqué sous forme décimale ou en notation CIDR (Classless Inter-Domain Routing) « / n » où n correspond aux nombres de bits égaux à 1.

Il peut être codé sous la forme 1111 1111.0000 0000.0000 0000 0000 ou en ajoutant « /8 » à l'adresse IP (exemple: 172.16.1.1/8).

Le tableau 1 donne des informations sur les adresses IP de la plupart des éléments constituant le réseau: le nom de l'élément, son type, l'adresse IPv4 de son ou ses interfaces par lesquelles sortent les paquets, l'élément directement relié à l'interface.

3.

Lors du jeu, l'ordinateur Portable 1 veut communiquer avec l'ordinateur Portable 5.

a) Indiquer trois parcours possibles en listant tous les éléments utilisés du réseau.

b) Indiquer le plus court chemin au sens du protocole RIP, minimisant le nombre de routeurs traversés (sauts), en précisant son nombre de sauts.

c) La liaison R1-R2 vient de se rompre. Indiquer le plus court chemin au sens du protocole RIP, minimisant le nombre de routeurs traversés.

4.

La liaison R1-R2 entre les deux réseaux locaux est rétablie en changeant le câble de raccordement. Parmi les quatre propositions suivantes, indiquer le type de ce câble.

5.

On souhaite déterminer le parcours minimisant le coût total des liaisons traversées. Pour cela, le protocole OSPF est utilisé.

On s'intéresse donc au parcours à moindre coût entre le routeur R1 et le routeur R2. Étant donné une bande passante de référence de $10^9$ bps (bits par seconde), le coût d'une liaison entre routeurs est donné par la formule suivante où $d$ est la bande passante en bps entre les deux routeurs:

$$\text{coût} = \frac{10^9}{d}$$

On admet que si le résultat du quotient précédent est inférieur ou égal à 1, le coût est égal à 1.

On donne dans le tableau ci-dessous les débits des liaisons entre routeurs.

Note: Mbps signifie $10^6$ bits par seconde.

Liaison

R1-R2

R1-R4

R2-R3

R2-R4

R3-R4

Débit en Mbps

?

1000

10

1000

20

a) La liaison entre le routeur R1 et R2 a un coût de 10. Calculer le débit de cette liaison en Mbps.

Mbps

b) L'ordinateur Portable 1 communique avec l'ordinateur Portable 5. Le routeur R1 doit transmettre les paquets au routeur R2.

Déterminer le chemin de meilleur coût et indiquer ce coût. Justifier les réponses.

EXERCICE 5

Cet exercice porte sur l’architecture réseau et les tables de routage. Il comporte également l’écriture d’une fonction en langage Python.

1) Une adresse IPv4 doit être associée à un masque de réseau pour être interprétable.

Rappel sur le masque de réseau:

il 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 sous la forme d’une suite de 1 puis une suite de 0;

il peut être indiqué sous forme décimale ou en notation CIDR (Classless Inter-Domain Routing) « / n » où n correspond aux nombres de bits égaux à 1.

Exemples:

255.255.192.0 est un masque de réseau valide écrit sous forme décimale et de notation CIDR /18.

En effet, sa forme binaire contient dix-huit 1 suivis d’une suite de 0.

1 1 1 1 1 1 1 1. 1 1 1 1 1 1 1 1. 1 1 0 0 0 0 0 0. 0 0 0 0 0 0 0 0

255.252.128.0 n’est pas un masque de réseau valide car sa forme binaire n’est pas une suite de 1 suivie d’une suite de 0: elle contient au moins un 0 intercalé entre deux 1.

1 1 1 1 1 1 1 1. 1 1 1 1 1 1 0 0. 1 0 0 0 0 0 0 0. 0 0 0 0 0 0 0 0

1) Une adresse IPv4 doit être associée à un masque de réseau pour être interprétable.

Rappel sur le masque de réseau:

il 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 sous la forme d'une suite de 1 puis une suite de 0;

il peut être indiqué sous forme décimale ou en notation CIDR (Classless Inter-Domain Routing) « /n » où n correspond aux nombres de bits égaux à 1.

Exemples:

255.255.192.0 est un masque de réseau valide écrit sous forme décimale et de notation CIDR /18.

En effet, sa forme binaire contient dix-huit 1 suivis d'une suite de 0.

11111111.11111111.11000000.00000000

255.252.128.0 n'est pas un masque de réseau valide car sa forme binaire n'est pas une suite de 1 suivie d'une suite de 0: elle contient au moins un 0 intercalé entre deux 1.

11111111.11111100.10000000.00000000

a)

Pour chaque écriture de masque de réseau, ci-dessous, indiquer et justifier si elle correspond à un masque de réseau valide:

255.255.225.0

255.255.224.0

b)

On dispose d'une fonction convBin qui prend en paramètre une liste de quatre nombres entiers compris entre 0 et 255 et qui renvoie la liste des 32 bits de l'écriture binaire correspondante.

Par exemple:

convBin([255, 255, 192, 0]) renvoie

[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

convBin([255, 252, 128, 0]) renvoie

[1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0]

Dans cette question, on considère que les masques en notation CIDR /0 et /32 sont valides.

Écrire en langage Python la fonction cidr qui prend en paramètre une liste de 32 bits et qui:

renvoie l'entier $n$ de la notation CIDR si la liste des 32 bits correspond à l'écriture binaire d'un masque de réseau valide;

renvoie -1 sinon.

Par exemple:

m = convBin([255, 255, 192, 0])

cidr(m) renvoie 18

m = convBin([255, 252, 128, 0])

cidr(m) renvoie -1

EXERCICE 5

Cet exercice porte sur l’architecture réseau et les tables de routage. Il comporte également l’écriture d’une fonction en langage Python.

1) Une adresse IPv4 doit être associée à un masque de réseau pour être interprétable.

Rappel sur le masque de réseau:

il 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 sous la forme d’une suite de 1 puis une suite de 0;

il peut être indiqué sous forme décimale ou en notation CIDR (Classless Inter-Domain Routing) « / n » où n correspond aux nombres de bits égaux à 1.

Exemples:

255.255.192.0 est un masque de réseau valide écrit sous forme décimale et de notation CIDR /18.

En effet, sa forme binaire contient dix-huit 1 suivis d’une suite de 0.

1 1 1 1 1 1 1 1. 1 1 1 1 1 1 1 1. 1 1 0 0 0 0 0 0. 0 0 0 0 0 0 0 0

255.252.128.0 n’est pas un masque de réseau valide car sa forme binaire n’est pas une suite de 1 suivie d’une suite de 0: elle contient au moins un 0 intercalé entre deux 1.

1 1 1 1 1 1 1 1. 1 1 1 1 1 1 0 0. 1 0 0 0 0 0 0 0. 0 0 0 0 0 0 0 0

2)

Parmi les réponses ci-dessous, indiquer celle qui propose des commandes permettant d'afficher la table de routage.

3)

Le réseau étudié, constitué de 3 routeurs R1, R2 et R3 est représenté à la figure 1. Chaque routeur possède deux interfaces eth0 et eth1 dont les adresses IPv4 sont indiquées ci-dessous.

La table de routage d'un routeur est constituée des informations suivantes:

l'adresse IP de destination;

l'adresse IP de l'interface du routeur par lequel sort le paquet;

dans la colonne « Routeur suivant », si le routeur est directement connecté au réseau alors on note « direct », sinon on inscrit l'adresse IP de l'interface du routeur suivant par lequel doit entrer le paquet;

le nombre de routeurs (sauts) traversés pour atteindre la destination.

a)

On appelle étape n°1, l'étape correspondant à la mise en service des routeurs. Au départ, les routeurs connaissent uniquement les adresses réseaux de leurs routeurs voisins.

À l'étape n°1, la table de routage du routeur R1 est la suivante:

Routeur R1

Destination

Interface

Routeur suivant

Saut

192.168.1.0/24

192.168.1.1

direct

0

192.168.2.0/24

192.168.2.1

direct

0

Compléter, sur le document réponse, les tables de routage des routeurs R2 et R3 à l'étape n°1.

Routeur 2

Destination

Interface

Routeur suivant

Saut

Routeur 3

Destination

Interface

Routeur suivant

Saut

b)

À l'étape n°2, les routeurs communiquent dans l'ordre suivant:

R2 envoie le contenu de sa table à ses voisins puis les routeurs R1 et R3 mettent à jour leur table;

R1 et R3 envoient le contenu de leur table à R2, puis le routeur R2 met à jour sa table de routage.

La table de routage de R2 se stabilisant à partir de l'étape n°2 est:

Routeur R2

Destination

Interface

Routeur suivant

Saut

192.168.2.0/24

192.168.2.2

direct

0

192.168.3.0/24

192.168.3.2

direct

0

192.168.1.0/24

192.168.2.2

192.168.2.1

1

192.168.4.0/24

192.168.3.2

192.168.3.3

1

Compléter, sur le document réponse, la table de routage du routeur R1 à l'étape n°2.

Routeur 1

Destination

Interface

Routeur suivant

Saut

c)

À l'étape n°3, les routeurs communiquent dans l'ordre suivant:

R2 envoie le contenu de sa table à ses voisins puis les routeurs R1 et R3 mettent à jour leur table;

R1 et R3 envoient le contenu de leur table à R2, puis le routeur R2 met à jour sa table de routage.

Compléter, sur le document réponse, la table de routage de R1 à l'étape n°3.

Routeur 1

Destination

Interface

Routeur suivant

Saut