Symbolibre: calc française Python et formelle (giac de Xcas)

[critor]

Quelle fut la première calculatrice graphique française ?

Non nous te ferons pas l'insulte de te dire une

Lexibook

. Bien que l'entreprise soit française et annonce une

"conception en Europe"

sur ses emballages, comme nous l'avons démontré maintes fois l'entreprise ne fait que dissimuler dans des boîtiers recolorés et estampillés à son nom des cartes électroniques de calculatrices de constructeurs asiatiques.

Et pourtant non, ce n'est pas non plus la

NumWorks

. Elle a certes à la différence son matériel et son logiciel conçus en France, mais c'est juste la première à avoir atteint la phase de commercialisation.

La première calculatrice graphique française fut la

Librecalc

par un duo d'ingénieurs Rennais. Il s'agissait d'un prototype de calculatrice graphique au code ouvert, tournant sous Linux, et dont plusieurs prototypes ont effectivement été produits en 2014-2015.

Sur le plan mathématique, elle utilisait ce qui était présenté comme un

"simulateur de

TI-82 Stats

"

. Bizarrement, le simulateur ne reproduisait pas l'interface de la

TI-82 Stats

, mais au pixel près l'interface inférieure de la

TI-81

de 1990, avec notamment seulement 4 définitions de fonction préfixées par des caractères deux-points.

Hélas, le projet fut abandonné le 20 janvier 2015 :

Après plusieurs semaines de réflexions, nous sommes finalement contraints de renoncer à l’idée d’industrialiser Librecalc un jour. Merci à tous ceux qui se voyaient déjà avec un modèle de Librecalc dans les mains. Nous aurions souhaité autant que vous que cela arrive ! Croyez que nous avons fait notre possible. Nous nous sommes investi à plein temps sur ce projet sans avoir d’emplois à coté, en espérant pouvoir en vivre, au bout de un ou deux ans.

Une nouvelle réglementation impose que les calculatrices possèdent un mode examen qui efface toute la mémoire de la calculatrice. L’activation de ce mode examen est indiquée par une LED. Ceci est incompatible avec les principes fondamentaux de Librecalc. Il faut ajouter à cela le fait que le projet Librecalc rencontrait déjà un engouement commercial assez mitigé notamment au contact des professeurs. Avec en plus la nouvelle de cette réglementation à venir, il est apparu de plus en plus difficile d’espérer vendre des quantités suffisantes pour en vivre.

Source

:

http://web.archive.org/web/201808262359 ... ecalc.com/

Une analyse très surprenante tant elle va à l'opposé de celle qu'a faite

NumWorks

avec le succès qu'on lui connaît aujourd'hui.

La communauté n'ayant à aucun moment été consultée sur ces réflexions en fut très attristée, particulièrement sur

Planète Casio

.

Le mode examen ne change pourtant strictement rien à l'ouverture du code comme l'a démontré depuis

NumWorks

, et il nous semble plutôt être utilisé comme un prétexte premettant d'excuser a posteriori un abandon qui avait déjà été décidé pour d'autres raisons. Surtout quand l'annonce arrive à lier un article publié dans le futur, et sans même attendre de prendre connaissance des modalités du texte officiel qui ne sortira finalement que le 2 avril 2015 soit plus de deux mois après.

Le travail sur le matériel et le système était sans doute remarquable, mais voilà une calculatrice graphique ce n'est pas juste un écran, un processeur, un clavier et un système. Il y a autre chose dedans, un logiciel conçu sur mesures pour le travail scolaire en Mathématiques et qui constitue selon nous l'essentiel du développement, point quasiment pas abordé sur le site du projet. Qui pouvait en 2014 se satisfaire d'un simulateur de

TI-81

? Sans compter qu'il n'est pas sûr que

Texas Instruments

aurait laissé passer la commercialisation d'une reproduction de ses interfaces au pixel près.

L'annonce se terminait toutefois par une ouverture plus positive :

Cependant, il s’agit d’un beau projet qui nous a permis d’apprendre énormément dans de nombreux domaines, et de partager ces connaissances le plus possible avec vous. Aucun de nous deux ne regrette d’avoir participé à ce projet. Les sources et les informations concernant le projet Librecalc sont disponibles sur ce site. S’il vous manque des informations, n’hésitez pas à nous contacter. Nous serions ravis de voir poindre le nez de projets dérivés de Librecalc, ou des reproduction « home made » à partir de nos plans.

Et justement, l'esprit

LibreCalc

n'est pas mort. Le projet renait aujourd'hui de ses cendres tel le phénix avec

Symbolibre

, le projet de calculatrice graphique libre de l'

ENS

(Ecole Normale Supérieure)

de Lyon

!

L'équipe comprend pas moins de 22 personnes y étant étudiants en première année de

Master Informatique fondamentale

, dont plusieurs personnalités remarquables de la communauté comme

Sébastien "Lephénixnoir" Michelland

, administrateur de

Planète Casio

, ainsi qu'un ancien membre d'

Omnimaga

.

Devineras-tu qui est ce dernier ?

Le projet de calculatrice

Symbolibre

a pour but d'être entièrement transparent, alliant l'esprit du libre et du

do it yourself

. Les plans du matériel seront publiés avec le détails des composants, ainsi que bien évidemment le code source. De quoi te permettre librement de l'améliorer et/ou la réparer afin qu'elle te dure très longtemps !

Comme son nom l'indique,

Symbolibre

sera donc une calculatrice libre, et se pose ainsi comme digne successeure de la feu-

LibreCalc

.

.

Notons que

Symbolibre

n'est pas que le fruit d'une simple vision d'étudiants anciens lycéens, mais a bénéficié également des lumières de professeurs de l'

IFÉ

(Institut Français de l'Éducation)

, ainsi que comme nous allons le voir plus bas de

Bernard Parisse

, enseignant chercheur à l'

Université de Grenoble

(

Institut Fourier

)

.

Sommaire :

1. Matériel
2. Système
3. Application mathématiques et autres
4. Prix + avant-première

1) Matériel :

Go to top

Niveau matériel, la calculatrice

Symbolibre

dissimule sous le capot une carte clavier dédiée et reliée à un

Raspberry Pi Zero

. C'est-à-dire qu'elle nous offre :

• un processeur
  ARM
  à
  1 GHz
  !
• 512 Mio
  de mémoire
  RAM
  

Des spécifications donc astronomiques écrasant tout ce qui existe dans le monde des calculatrices graphiques à ce jour.

Symbolibre

sera donc une calculatrice graphique libre et surpuissante !

Mais il n'empêche que le

Raspberry Pi

a quand même été choisi méticuleusement. En effet, le

Raspberry Pi Zero

est le seul

Raspberry Pi

à ne pas disposer de capacités de communication sans-fil. En effet depuis, la note de service du 17 mars 2015 redéfinit ce qu'est une calculatrice, et en exclut tout appareil disposant de fonctions de

"communication par voie hertzienne"

. Ce fut une façon de disqualifier les tablettes tactiles que

Lexibook

avait tenté de vendre en rayon scolaire en tant que calculatrices conformes dès 2014-2015, et ce alors qu'elles disposaient du Wi-Fi.

Une calculatrice se devant d'être autonome, du côté de l'alimentation nous avons une batterie

Li-ion

de

2200 mAh

connectée via une interface

PowerBoost

de chez

Adafruit

, constructeur dont nous te parlons donc beaucoup dernièrement.

Et enfin nous avons l'écran, un

EastRising

avec une définition de

320×240

pixels et muni d'un contrôleur

ILI9341

.

Et non tu ne délires pas,

Symbolibre

sera donc une calculatrice graphique libre, surpuissante et couleur !

Source

:

https://symbolibre.org/2019/03/08/compo ... culatrice/

2) Système :

Go to top

Le prototype de calculatrice

Symbolibre

s'amorce à ce jour sur une carte

SD

interne de

8 Go

, donc très facilement remplaçable en cas de fausse manipulation lors du développement. Le système d'exploitation est un

Linux

, et c'est la distribution

Gentoo

qui a été choisie face à

Arch Linux

.

Pour l'environnement graphique, c'est

wayland

qui a gagné face à

X

.

Et enfin pour la création des diverses interfaces graphiques de la calculatrice, c'est

Qt

qui a été retenu face à

GTK

.

Source

:

https://symbolibre.org/2019/03/12/choix ... gicielles/

3) Applications mathématiques et autres :

Go to top

Avec la calculatrice

SymboLibre

l'erreur du projet

LibreCalc

n'a pas été reproduite. La destination scolaire de l'outil a été prise en compte tout au long du déroulement du projet, notamment via un sondage réalisé auprès des lycéens, et donc bien évidemment avec le besoin d'avoir un logiciel mathématique dédié qui ne soit pas cette fois-ci une copie en moins bien de ce qu'a sorti la concurrence.

L'idée initiale était de compiler une version allégée de

SageMath

. Toutefois, son absence de modularité a limité les coupes possibles, si bien qu'il mettait près de deux minutes à s'initialiser à chaque appel tout en consommant 175 Mio de RAM.
L'équipe a donc fini par opter pour

Giac

, le moteur de calcul formel développé par

Bernard Parisse

pour le logiciel

Xcas

, ce même moteur qui est intégré à la

HP Prime

et a déjà été porté pour

TI-Nspire

et

Casio Graph 90+E

. Cette fois-ci il est parfaitement dimensionné par rapport au matériel, répondant à l'appel en moins d'une seconde en ne consommant que 15Mio de RAM.

Et non tu n'es pas au paradis,

Symbolibre

sera bien une calculatrice graphique libre, surpuissante, couleur et formelle !

Plusieurs interfaces faisant appel à

Giac

ont donc été développées depuis, notamment pour saisir et visualiser les expressions en écriture naturelle, et tracer des graphes de fonctions.

Niveau programmation,

Symbolibre

intègre l'interpréteur

Python 3

avec l'intégralité des modules qui l'accompagnent, en conformité donc avec les programmes qui arrivent en Seconde et Première à la rentrée 2019.

Et oui,

Symbolibre

sera donc une calculatrice graphique libre, couleur, surpuissante, formelle et programmable en

Python

; que demander de plus ?

Mais ce n'est pas tout, tu y trouveras également des interpréteurs

TI-Basic

et

Casio Basic

pour ne pas être dépaysé(e), ainsi que

OCaml

.

Sources

:

• https://symbolibre.org/2019/03/12/choix-des-technologies-logicielles/
• https://symbolibre.org/2019/03/22/les-logiciels-de-calcul-formel/
• https://symbolibre.org/2019/03/25/quelques-nouvelles-des-applications-mathematiques/

4) Prix + avant-première :

Go to top

Et combien avec ça ?

La calculatrice

Symbolibre

sera donc une calculatrice graphique libre, surpuissante, couleur, formelle et programmable en

Python

que l'équipe prévoit de commercialiser pour moins de

80€

, tu te rends compte ?

Cette semaine seulement, tu as la possibilité exceptionnelle de venir découvrir la calculatrice

Symbolibre

en avant-première, à l'occasion de la soutenance publique du projet.
Cela se passera à l'

ENS de Lyon

(site Monod, 4ème étage, amphithéâtre B)

ce

jeudi 4 avril

à

9h15

, présentation à laquelle l'Inspection a même été conviée entre autres !

Nous espérons t'y voir; à bientôt !

Source

:

https://symbolibre.org/

Référence

:

https://www.planet-casio.com/Fr/forums/ ... p?id=15667

[Hayleia]

ainsi qu'un ancien membre d'

Omnimaga

.

Devineras-tu qui est ce dernier ?

???
Probablement d'origine France si à l'ENS de Lyon, et pourtant qui traînait tellement plus sur Omnimaga que sur TIPlanet qu'on l'appelle "(ancien) membre d'Omnimaga" mais pas "(ancien) membre de TIPlanet" ? Ça disqualifie quand même pas mal de monde

Mais il n'empêche que le

Raspberry Pi

a quand même été choisi méticuleusement. En effet, le

Raspberry Pi Zero

est le seul

Raspberry Pi

à ne pas disposer de capacités de communication sans-fil.

Et il est facile à trouver ? J'avais cru comprendre que le Zero W (et WH) le remplaçait, mais du coup non le Zero est encore en vente ?
Bon après, ça n'empêche personne de prendre un W à la place...

J'espère qu'ils utilisent ce fbcp là https://github.com/juj/fbcp-ili9341

Et sinon, pas compris pourquoi Numworks n'a pas fait ça, au lieu de choisir eux-mêmes des composants sous dimensionnés...

[jean-baptiste boric]

Et sinon, pas compris pourquoi Numworks n'a pas fait ça, au lieu de choisir eux-mêmes des composants sous dimensionnés...

Parce qu'il existe une différence entre réaliser quelques prototypes avec des composants prêts à l'emploi assemblés comme des Legos sur un coin de table et commercialiser un produit fini avec des performances, un prix et une marge acceptables tout en ayant une chaîne logistique/d'assemblage/distribution/retours qui tienne la route.

Que l'on ne me méprenne pas, l'effort est très louable et impressionnant, cependant ce que je vois pour le moment ressemble plus à un prototype de développement qu'à un produit industriable sous sa forme actuelle. Mais je serais ravi d'avoir tord sur ce point.

[Lionel Debroux]

A l'époque où NumWorks a passé la commande d'un assez gros lot de chips pour pouvoir construire et livrer les premières calculatrices NumWorks, on avait déjà discuté que certaines références de STM32F4 mieux équipées que le STM32F412VGT6, comme les STM32F469VIT6 et STM32F479VIT6 (384 KB de RAM, 2 MB de Flash) que j'avais listées à https://ti-pla.net/p239753 , n'existaient pas encore. Cependant, les utiliser aurait coûté à NumWorks des dizaines de milliers d'euros supplémentaires (2.5 ou 3.5 USD de différence par pièce entre les modèles sus-mentionnés), et le prix de vente de la machine finale aurait été supérieur...

Je rejoins l'analyse de Jean-Baptiste, même si je pense, comme beaucoup, qu'

à supposer que les conditions de marché (notamment financières) le permettent

, le temps est venu pour quelqu'un, pourquoi pas NumWorks, de proposer

commercialement

un modèle techniquement supérieur (au moins le double de RAM et de Flash, si on reste sur la base d'un STM32; sinon RPi Zero bien supérieur, en effet), à 80-90€ consommateur final.

[Lephe]

Merci pour toutes ces réponses !

Probablement d'origine France si à l'ENS de Lyon, et pourtant qui traînait tellement plus sur Omnimaga que sur TIPlanet qu'on l'appelle "(ancien) membre d'Omnimaga" mais pas "(ancien) membre de TIPlanet" ? Ça disqualifie quand même pas mal de monde

Il a admis que "s'il avait un compte, il serait bien incapable de le retrouver". La réponse m'intéresse donc également.

Et il est facile à trouver ? J'avais cru comprendre que le Zero W (et WH) le remplaçait, mais du coup non le Zero est encore en vente ?

Pas de remplacement en vue, Raspberry Pi garanti la production du Zero comme du Zero W jusqu'à au moins Janvier 2022. Le problème avec le W c'est le mode examen, même si les drivers ne sont pas installés ça fera des sceptiques...

J'espère qu'ils utilisent ce fbcp là https://github.com/juj/fbcp-ili9341

On utilise tinydrm (la variante mi0283qt) actuellement. Les performances de l'écran graphique sont pas mal, quelque part entre 20 et 30 FPS. Derrière il y a PRIME pour faire du rendu GPU sur le bureau. On a envie de tester des pistes pour améliorer ces performances, donc on se penchera définitivement sur ce fbcp ! Passer en DPI fait aussi partie des possibilités (si le clavier est multiplexé pour libérer des pins).

Que l'on ne me méprenne pas, l'effort est très louable et impressionnant, cependant ce que je vois pour le moment ressemble plus à un prototype de développement qu'à un produit industriable sous sa forme actuelle. Mais je serais ravi d'avoir tord sur ce point.

Il faut le reconnaître, on est bien loin de ce que fait Numworks. Ce post marque la fin de l'UE de Projet à l'ENS de Lyon, puisqu'on considérait ça comme une bonne occasion d'en parler à la communauté ; et c'est très prototype.

L'important pour nous c'était de prouver qu'on peut résoudre un certain nombre de défis techniques, notamment cross-compiler un OS complet, concevoir un PCB personnalisé pour le clavier, connecter des écrans exotiques, ou ce genre de choses.

Je rejoins l'analyse de Jean-Baptiste, même si je pense, comme beaucoup, qu'

à supposer que les conditions de marché (notamment financières) le permettent

, le temps est venu pour quelqu'un, pourquoi pas NumWorks, de proposer

commercialement

un modèle techniquement supérieur (au moins le double de RAM et de Flash, si on reste sur la base d'un STM32; sinon RPi Zero bien supérieur, en effet), à 80-90€ consommateur final.

Il est un peu difficile d'évaluer le prix de notre prototype puisqu'on a testé différentes combinaisons et acheté du matériel au cours de l'année, mais en termes de composants on tourne autour de 5€ (Raspberry Pi) + 10€ (écran) + 2€ (clavier) + 15€ (interface d'alimentation, provisoire) + 13€ (batterie) + <15€ (boutons, fils, impression 3D, carte SD 4 ou 8 Go) et on arrive dans les 60€. Évidemment on a payé des frais de port en plus mais dans une perspective industrielle ça pourrait se passer raisonnablement bien. D'ailleurs si quelqu'un connaît le prix de revient d'une Graph 35+ ou d'une TI-Nspire, ça m'intéresserait de savoir.

[Lionel Debroux]

D'ailleurs si quelqu'un connaît le prix de revient d'une Graph 35+ ou d'une TI-Nspire, ça m'intéresserait de savoir.

Je l'ignore, mais souvent, pour du matériel électronique de série non minuscule, le coût pour le fabricant "en sortie d'usine" est moins du tiers du prix de vente consommateur final...

Très bon travail, au fait... j'ai oublié de le mentionner dans mon post précédent, ce n'est pas sympa de ma part

[Hayleia]

Parce qu'il existe une différence entre réaliser quelques prototypes avec des composants prêts à l'emploi assemblés comme des Legos sur un coin de table et commercialiser un produit fini avec des performances, un prix et une marge acceptables tout en ayant une chaîne logistique/d'assemblage/distribution/retours qui tienne la route.

Que l'on ne me méprenne pas, l'effort est très louable et impressionnant, cependant ce que je vois pour le moment ressemble plus à un prototype de développement qu'à un produit industriable sous sa forme actuelle. Mais je serais ravi d'avoir tord tort

(cette faute m'énerve, en grande partie parce que c'est les gens qui savent écrire à part ça qui la font )

sur ce point.

Mais justement, il y a de quoi faire des économies sur leur proto une fois industrialisé en n'achetant pas un powerboost d'adafruit et en gérant la batterie sur la même PCB que le clavier par exemple. Si pour l'instant leur proto revient à 60€ et qu'il y a 15€ qui disparaissent avec le powerboost, ça fait encore 35€ dans lesquels placer "la PCB, les composants batterie, la chaîne logistique, la marge".
Alors certes je ne m'y connais pas en industrialisation de produit, mais 35€ pour ça, ça ne suffit pas ?
(Bon évidemment s'ils veulent une marge de 35€, ça ne suffit pas...)

Par contre j'ai juste un problème avec la carte SD. En théorie c'est interdit, non ? L'interdiction est anéantie si la carte SD est indisponible depuis l'extérieur sans tournevis ?
Problème probablement contournable en utilisant les compute modules, mais ils sont pas à 5€ ceux-là...

[Lionel Debroux]

Le PCB de la NumWorks dispose également d'un emplacement pour carte SD interne (probablement micro-SD, je n'ai pas revérifié), mais le connecteur femelle n'est pas soudé.

[parisse]

Cote prix, ca n'est pas forcement deraisonnable, il faudrait savoir si le cout actuel de 60 euros est HT ou TTC et si c'est un achat en petite ou moyenne ou grande quantite?
Pour les calculatrices qui sont vendues en magasin physique, il me semble que la chaine de distribution a une marge d'au moins 1/3 du prix de vente. Donc sur une Casio ou TI a disons 80 euros TTC, on est a 66.7 euros HT, on enleve 1/3, ca fait 44 HT. Probablement que la marge des constructeurs est du meme ordre, donc je dirais un cout de construction a un peu plus de 20 euros HT et une marge du meme ordre. Je ne sais pas quel est le cout de distribution d'une plateforme de vente en ligne comme celle utilisee par Numworks, c'est surement moins, mais ils font probablement plus de marge, on est peut-etre pas loin de 30 euros HT pour le cout de la Numworks.

[critor]

Par contre j'ai juste un problème avec la carte SD. En théorie c'est interdit, non ? L'interdiction est anéantie si la carte SD est indisponible depuis l'extérieur sans tournevis ?

Ce qui est interdit, ce sont les modules externes, donc pas le lecteur SD en tant que tel, mais le fait d'insérer/retirer une carte SD depuis l'extérieur pendant ton épreuve.
Ce n'est pas la possibilité de modifier la machine qui est combattue par cette règle, mais celle d'échanger facilement des données en cours d'épreuves avec d'autres candidats, au même titre que l'interdiction des capacités de communication sans fil.

Si la carte SD est ici sur un lecteur SD interne qui plus est non accessible depuis l'extérieur, je ne vois aucun problème. Cela ne fait dans ce cas aucune différence pour la réglementation, que le système soit dedans sur une carte SD connectée au PCB, ou sur puce Flash soudée au PCB.

Mais après, une fois que le système sera finalisé pour le lancement de la production de masse, peut-être sera-t-il en Flash si ça rentre. Cela coûterait sans doute moins cher qu'une carte SD.